Современный геологический период география. Деление истории земли на эры и периоды. А теперь обо всем подробнее

Архейская эра считается настоящим рекордсменом по продолжительности, ведь ее длительность составляет порядка 1 миллиарда лет! Чем же интересна самая продолжительная по времени эра, и какие процессы в этот период происходили на Земле?

Краткая характеристика эры

Какая эра была самой продолжительной, и каков ее вклад в историю планеты? Ученые уже давно окрестили докембрийский период самым продолжительным в истории Земли. Начался он с момента образования планеты, что произошло примерно 4,54 миллиарда лет назад и продолжался до кембрийского периода. Всего в эту огромную эпоху выделяют три эры: катархей, архей и протерозой, но однозначными рекордсменами считаются архей и протерозой.

Всего эра архей продолжалась около миллиарда лет, и за это время поверхность планеты Земля изменилась полностью. Изначально над планетой стояла плотная, твердая атмосфера, поверхность земли была раскалена до предела. Однако из-за продолжительных дождей, которые шли годами и десятилетиями, поверхность начала охлаждаться. В этот же период крупные впадины стали наполняться жидкостью, из которой позже образовались океаны, моря и крупные реки.

Разумеется, в этот период не было и не могло быть никакой жизни. Пока планета переживала перерождение, в океанских и морских глубинах происходили многочисленные химические процессы. Соли, кислоты и щелочи смешивались, ионизируя воду и создавая благоприятные условия для будущего зарождения жизни на планете.

Первые признаки жизни

Самая продолжительная эра в истории Земли стала, по мнению многих ученых, периодом зарождения первой жизни. Ни о какой разумности речи тогда не шло, да и полученных археологических данных недостаточно, чтобы ставить конкретные рамки времени касательно зарождения первых микроорганизмов. Однако, наличие в горных породах того периода графита свидетельствует об органическом его происхождении. Также ученым удалось найти известковые образования, которые скорее всего имели биогенное происхождение.

Конец архейского периода знаменуется и еще одним важным событием - появлением первых водорослей. Эукариоты - зеленые водоросли со сформировавшимся ядром. За счет наличия ядра у таких организмов повысился уровень передачи генетической информации. В ядрах эукариотов сосредоточились все клетки ДНК, и именно эти растения положили начало жизни на планете.

Первые признаки жизни на планете нашли в простых горных породах, которым 3,5 миллиарда лет. Разумеется, это были элементарно простые организмы с коротким сроком жизни и наиболее линейным генетическим кодом, но для всего на Земле это стало прогрессом. Понятно, что именно биологические процессы, происходившие в архейский период, положили начало зарождению жизни.

Долгое время планета Земля приспосабливала свою поверхность и атмосферу для будущей разумной жизни. Об архейской эре ученым известно совсем немного, но ее колоссальную продолжительность вкупе с биологической важностью для всего живого на Земле сложно переоценить.

Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.

Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.

Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.

Существует пять эр:

• Архейская;
• протерозойская;
• палеозойская;
• мезозойская;
• кайнозойская.

Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.

Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.

Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.

Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O 2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.

Палеозойская эра включает шесть периодов.

Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.

Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.

Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.

Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.

Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.

Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.

Мезозойская эра делится на 3 периода:

Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.

Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.

Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.

Кайнозойская эра состоит из трех периодов:

Нижнетретичный период или палеоген (65 – 24 млн. лет назад). Исчезновение большинства головоногих моллюсков, появляются лемуры и приматы, позднее парапитеки и дриопитеки. Развитие предков современных видов млекопитающих – носорогов, свиней, кроликов и др.

Верхнетретичный период или неоген (24 – 2,6 млн. лет назад). Млекопитающие населяют сушу, водные просторы, воздух. Появление австралопитеков – первых предков людей. В этот период сформировались Альпы, Гималаи, Анды.

Четвертичный период или антропоген (2,6 млн. лет назад – наши дни). Знаменательное событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homo sapiens. Растительный и животный мир обрел современные черты.

Геологическая хронология, или геохронология , основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.

Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.

• Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
• Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:

• "археос" - самый древний, древнейший;
• "протерос" - первичный;
• "палеос" - древний;
• "мезос" - средний;
• "кайнос" - новый.

Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.

Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.

Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.

Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.

Таб. 1. Геохронологическая таблица

Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.

Геологическое летосчисление и геохронологическая таблица
Большое значение для географической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, произошедших в истории их развития.
История развития планеты Земля делится на два этапа: планетарный и геологический.
Планетарный этап охватывает период времени от зарождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 9-ти планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6-го класса. Планета Земля образовалась 4,5-4,6 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением первичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).
С момента появления первых зачатков земной коры начался геологический этап, который продолжается и по настоящее время. В этот период образовались различные горные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опускания под влиянием внутренних сил. В период опускания территория затапливалась водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия моря отступали и на их месте возникала равнина, сложенная этими осадочными породами.
Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых можно было встретить остатки растений и животных. Каждому геологическому периоду соответствуют их отдельные виды, потому что органический мир находится в постоянном развитии.
Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геологического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).
Чтобы определить относительный возраст горных пород необходимо знать закономерности последовательного залегания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слои осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии так, как они один за другим отлагались на дне морей, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.
Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что накрывающий его верхний слой не может образоваться, поэтому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым молодым.
В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного залегания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных организмов В результате кропотливой работы ученых по определению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была составлена геохронологическая таблица. Она была утверждена на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе этапы развития жизни, выявленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно совершенствуется. Современное состояние таблицы приведено на с. 43.
Единицами шкалы являются эры, делящиеся на периоды которые подразделяются на эпохи. Пять самых крупных из этих подразделений - эры - носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, архей - время более ранней жизни, протерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра средней жизни, кайнозой - эра новой жизни.
Эры подразделяются на менее длительные отрезки времени - периоды. Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (например, карбоновый период в палеозое и молевый период в мезозое). Большинство периодов названо по тем местностям, в которых наиболее полно развиты отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кембрийский - получил название от Кем­брии - древнего государства на западе Англии. Названия следующих периодов палеозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силу­ров, населявших территорию нынешнего Уэльса.
Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например, архей - AR), а индексы периодов - первой буквой их латинских названий (например, пермский - Р).
Определение абсолютного возраста горных пород началось в начале XX века, после открытия учеными закона распада радиоактивных элементов. В недрах Земли находятся радиоактивные элементы, например, уран. С течением времени он медленно, с постоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость распада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяется 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в горной породе, можно подсчитать сколько лет назад она образовалась.
Использование радиометрических методов дало возможность определять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе относительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.
1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?
2. Какой этап развития Земли является геологическим? 3.* Как определяют возраст горных пород?
4. Сравните по геохронологической таблице продолжительность геологических эр и периодов.

Этапы развития планеты. Большое значение для геогра­фической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, про­изошедших в истории их развития. История развития пла­неты Земля делится на два этапа: планетарный и геологи­ческий.

Планетарный этап охватывает период времени от за­рождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 8 планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6 класса. Планета Земля образовалась 3,5- 5 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением пер­вичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).

Геологический этап начался с момента появления пер­вых зачатков земной коры, который и продолжается по на­стоящее время. В этот период образовались различные гор­ные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опусканиям под влиянием внутренних сил. В периоды опускания территории затапливались водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия дна моря здесь возникали рав­нины, сложенные этими осадочными породами.

Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых находились остатки рас­тений и животных. Каждому геологическому периоду со­ответствуют их определенные вилы, потому что органичес­кий мир находится в постоянном развитии.

Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геоло­гического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).

Чтобы определить относительный возраст горных пород, необходимо знать закономерности последовательного за­легания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слон осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии, так, как они один за другим отлагались на дне морен, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.

Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что покрывающий его верхний слой не может образоваться, по­этому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым моло­дым.

В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного зале­гания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных орга­низмов. В результате кропотливой работы ученых но опре­делению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была со­ставлена геохронологическая таблица. Она была утвержде­на на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе - этапы развития жизни, выяв­ленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно со­вершенствуется. Современное состояние таблицы приведе­но на с. 45.

Единицами шкалы являются эры. Они делятся на перио­ды, которые подразделяются на эпохи. Пять самых круп­ных из этих подразделений (эры) носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, ар- хей - время ранней жизни, п[ютерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра сред­ней жизни, кайнозой - эра новой жизни.

Эры подразделяются на менее длительные отрезки вре­мени - периоды (иногда их называют системами). Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (на­пример карбоновый период в палеозое и меловой период в мезозое). Большинство периодов названо но тем местнос­тям, в которых наиболее полно представлены отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кемб рийский получил название от Кембрия - древнего государ­ства на западе Англии. Названия следующих периодов па леозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силуров, населявших террито­рию нынешнего Уэльса.

Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например архей - AR ), а индексы периодов - пер­вой буквой их латинских названий (например пермский Р).

Определение абсолютного возраста горных пород нача­лось в начале XX века, после того как был открыт закон распада радиоактивных элементов. Суть его состоит в сле­дующем. В недрах Земли находятся радиоактивные элемен­ты, например уран. С течением времени он медленно, с по­стоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость рас­пада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяет­ся 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в гор­ной породе, можно подсчитать, сколько лет назад она обра­зовалась.

Использование радиометрических методов позволило оп­ределять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе от­носительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.

1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?

2. Какой этап развития Земли является геологическим?

3*. Как определяют относительный и абсолютный возраст горных пород?

1. Сравните по геохронологической таблице продолжительность гео­логических эр и периодов.