Розвиток структури земної кори

Історія розвитку земної кори

Крок до ВНЗ. Географія. Довідник

При користуванні сучасними стратиграфічними та геологічними картами, щоб їх читати і розуміти, необхідно знати послідовність утворення гірських порід, які утворюють земну кору, або так звану геохронологічну таблицю (геохронологічний розріз земної кори).

На основі відмінностей у складі органічних залишків при встановленні відносного віку гірських порід, вся товща земної кори стратиграфічно була поділена на п’ять комплексів, що послідовно утворилися. Кожний такий комплекс називається групою порід, а час, що відповідає утворенню цієї групи, — ерою. Кожна група, в свою чергу, поділяється на системи, системи — на відділи, відділи — на яруси, яруси — на зони. Відповідно до цих підрозділів стратиграфічного розподілу товщі земної кори, час утворення порід, які її складають, поділяється: ери на періоди, періоди — на епохи, епохи — на сторіччя, сторіччя — на фази.

Відповідність одиниць геохронологічного і стратиграфічного розподілу відображена в таблиці:

Стратиграфічні одиниці показують послідовність накопичення товщ земної кори, а геохронологічні — час, коли вони утворилися.

Хронологія геологічних подій в історії Землі, а також вік земної кори і Землі як планети, цікавили людство давно як з практичних, так і з теоретичних міркувань. На сьогодні в історії формування і розвитку Землі виділяють два етапи — догеологічний і геологічний. Догеологічний охоплює великий період часу з моменту виникнення Землі як планети (близько 6,5 млрд років тому) до того часу, коли почали формуватися оболонки Землі — атмосфера, гідросфера, літосфера, — тобто біля 4-4,5 млрд років тому.

Історія догеологічного етапу не встановлена геологічними методами. Усі інші уявлення про цей період базуються на загальних уявленнях про розвиток Землі як космічного тіла — однієї з планет Сонячної системи.

Геологічний етап починається з моменту появи земної кори, тобто з того часу, з якого збереглися найдавніші геологічні «документи» — мінерали та гірські породи. Але відомі нам сьогодні давні мінерали та гірські породи теж видозмінилися. У зв’язку з цим початок геологічного етапу в історії Землі є тільки умовним моментом. При вивчені нашої планети ключ до поновлення історії та закономірностей її розвитку дає вік Землі й послідовність утворення гірських порід, методи визначення віку яких поділяють на дві групи. Перша об’єднує методи визначення відносного віку порід, друга — абсолютного.

До першої групи відносять давно розроблені стратиграфічний, палеонтологічний і петрографічний методи.

Стратиграфічний — найпростішій метод (стратиграфія — опис шарів, пластів), що полягає у визначенні послідовності накопичення шарів, або пластів, у товщі земної кори: нижній пласт — давніший за ті, що знаходяться над ним. Так розміщуються пласти в зонах земної кори, де не порушувалось залягання, але часто буває, що внаслідок тектонічних рухів пласти зминались у складки різної форми. Від цього порівняно молоді пласти можуть бути перекриті пластами більш давніх порід. Цим і порушується хронологічна послідовність відкладення осадів.

Тому в геологічній практиці найбільш поширений палеонтологічний метод (палеонтологія в перекладі з грецької — наука про стародавні істоти), заснований на вивченні органічних залишків, які зустрічаються у вигляді закам’янілостей в осадових породах. Ці закам’янілості — немов літери, за якими геологи зчитують історію великих товщ земної кори.

Петрографічний метод (петра в перекладі з грецької — скеля, камінь) базується на вивченні речовинного складу пластів. Знайомлячись з оголенням пластів, не тільки вивчають положення кожного (перший, другий, третій і т. д.), але й встановлюють, у який порід складений кожний пласт: пісок, глина, піщаник, вапняк, доломіт та ін. Тобто в основу цього методу покладені результати порівняння мінерального складу, зовнішнього вигляду порід та умов їх утворення.

Усі ці методи використовують у комплексі, але визначення відносного віку гірських порід дає уявлення лише про те, які породи утворилися раніше або пізніше в районі, що досліджується, без прив’язки до одиниць часу. Тому, користуючись цими методами, визначити вік Землі в цілому неможливо. Це завдання може бути розв’язане за допомогою методів другої групи.

Методи визначення абсолютного віку гірських порід в одиницях часу базуються на визначенні кількісного відношення між радіоактивними елементами, присутніми в гірських породах, та продуктами їх розпаду. Ці методи часто називають радіологічними. Суть їх полягає в тому, що ядра атомів деяких розповсюджених у земній корі нестійких елементів (в основному радію, урану, торію, ізотопу калію, рубідію) повільно розпадаються, причому з постійною швидкістю, яка не залежить від зовнішніх умов (зміни температури, тиску, електричної та магнітної напруги), утворюючи атомні ядра стійких елементів.

Знаючи умови створення мінералів, можна поновити історію розвитку даного регіону та визначити вік земної кори, адже всі мінерали та гірські породи, які складають земну кору, в тій чи іншій кількості містять уран і торій. Щоправда, концентрація останніх у мінералах і гірських породах дуже мала — вміст урану виражається десятитисячними частками, а торію — тисячними частками відсотка. Тому для визначення продуктів їх розпаду використовуються дуже точні прилади.

Якщо досліджуваний мінерал входить до складу гірської породи або руди, одночасно з якою він утворився, то, визначивши вік мінералу, легко визначити вік породи або руди. А для визначення віку Землі варто визначити вік метеориту, більшість із яких утворилася 4-4,5 млрд. років тому, тобто метеорити — «однолітки» Землі.

У наш час найрозповсюдженіші такі методи визначення віку природних утворень, які мають різний ступінь досконалості:

• свинцевий (залежно від того, яку пару елементів візьмемо, так і називатиметься метод), різновиди свинцевого методу: ураносвинцевий, ураноторієво-свинцевий;

• стронцій-рубідієвий;

• аргонокалієвий та кальцій-калієвий;

• радіовуглецевий.

Добір матеріалів:

Г. К. Балан, Л. В. Селезньова, О. Г. Іваненко. Основи геофізики: Навчальний посібник. — Одеса: Екологія, 2006. — 96 с.

Рекомендована література:

1. М. В. Багров, В. О. Боков, І. Г. Черваньов. Землезнавство. — К.: Либідь, 2000.

2. В. Г. Бондарчук. Геологія для всіх. — К.: Радянська школа, 2000.

3. Г. І. Рудько, І. П. Гамеляк. Основи загальної, інженерної та екологічної геології. — Ч.: Букрек, 2003.

4. С. А. Чечкин. Основы геофизики. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990.



Источник

5.3. Історія розвитку земної кори

За останніми даними вік найбільш давніх гірських порід земної кори досягає приблизно 3,8 млрд років. Для визначення віку гірських порід у роках застосовують декілька геохронологічних методів, осно­ваних на явищі радіоактивного розпаду. При цьому використову­ють головним чином радіоактивні ізотопи урану, торію, рубіцію ка­лію, вуглецю і водню. Для деяких спеціальних робіт застосовують також багато інших ізотопів.

Зазначені ізотопи нестабільні, вони постійно розкладаються з характерними швидкостями розпаду, які виражають періодами на­піврозпаду. Для того щоб визначити вік, необхідно знайти відно­шення новоутвореного елементу до маси материнського елементу.

Радіоактивні ізотопи відіграють роль атомного годинника, який по­чав свій хід з моменту кристалізації мінералу.

Найточніший метод визначення абсолютного віку порід полягає в обчисленні відношення кількості радіоактивного урану до кількості свинцю, що міститься в розглядуваній породі. Справа в тому, що свинець є кінцевим продуктом довільного розпаду урану. Швидкість цього процесу відома точно, і змінити її не можна жодним спосо­бом. Чим менше урану лишилось і чим більше свинцю стало в по­роді, тим більший її вік.

З методів визначення відносного віку найбільшою популярністю користуються стратиграфічний» петрографічний і палеонтологічний методи. Стратиграфічний метод базується на вивченні положення гірських порід у земній корі. Шари, які в просторовому положенні залягають вище розглядуваних, вважаються за часом утворення більш молодими, ніж підстилаючі їх породи. Петрографічним методом розв’язується питання про вік шляхом зіставлення мінерального складу, виду і умов утворення порід, виходи яких просторово не збіга­ються. Найбільш широко і ефективно застосовують у геологічній практиці палеонтологічний метод, оснований на вивченні викопних решток вимерлих організмів. Достовірно встановлено, наприклад, що в різновікових пластах осадових порід зустрічаються специфічні комплекси залишків організмів, які характеризують розвиток тва­ринного і рослинного світу в ту чи іншу геологічну епоху. Порівняння цих залишків дає можливість судити про відносний вік гірських порід і скласти уявлення про еволюцію органічного світу Землі.

Історія розвитку земної кори нараховує близько 3,5-4 млрд років. Цей час називають геологічним. Геохронологія земної кори — це поділ геологічного часу на більш дрібні одиниці часу. Геологічну історію Землі поділяють на ери, періоди та епохи (табл. 3). Геохро­нологічна шкала була прийнята для загального користування на другій сесії Міжнародного геологічного конгресу в 1981 р.

Геологічні дані свідчать, що уже в архейську еру існувала земна кора, яка була складена породами, подібними до сучасних кристаліч­них і осадових. Звідси випливає припущення, що основні геологічні процеси відбувалися так, як і в пізніші епохи, — з участю води Й по­вітря. Очевидно, існували материки і океани, відбувалися зміни пір року, періоди потепління змінювалися похолоданням з утворенням льодо­виків. З того часу намітилася загальна тенденція розвитку структури земної кори в бік розростання платформ за рахунок геосинкліналей.

Наприкінці архейської — на початку протерозойської ери про­явилися найдавніші складкоутворювальні рухи, які привели до виник­нення перших платформ, або протоплатформ. У кінці протерозою на величезних просторах відбувалася інтенсивна складчастість, яку названо байкальською. Вона викликала підняття грандіозних склад­частих структур гірських областей, названих байкалідами. Числен­ними розломами з надр на поверхню Землі піднімалися лавові пото­ки магми, які істотно збільшували товщину земної кори.

Таблиця 3. Основні етапи розвитку земної кори

З докембрійським етапом пов’язане формування основних ро­довищ різних корисних копалин — руд чорних і кольорових меалів, рідких і розсіяних елементів, золота, фосфоритів, алюмінієвої сировини, графіту, слюди, кварцу, лабрадориту, граніту, мармуру та ін. 1і цей час утворилися, зокрема, родовища залізних руд Кривого Рогу І Курської магнітної аномалії, багато інших нині добре відомих і розроблюваних родовищ на території давніх тектонічних структур.

У палеозойську еру відбувалися два великі тектонічні цикли: каледонський і герцинський. Каледонський тектонічний цикл (нижній кембрій — силур) почався загальним підняттям материків та горо­утворенням. У середині циклу підняття змінилися опусканням, підси­лився вулканізм. Останній етап цього циклу відзначався новими підняттями та складкоутворенням. Кожний етап циклу означав ре­гресію або трансгресію моря, які супроводжувалися змінами клімату.

Герцинський цикл охоплював нижній девон, карбон і перм. У цілому він повторює етапи каледонського циклу: загальне підняття змінюється опусканням, наприкінці його знову відбувається піднят­тя. Кожний етап цього тектонічного циклу викликав істотні зміни в розподілі суші і моря, впливав на будову земної кори.

Великі зміни в розвитку земної кори відбулися також в мезо­зойсько-кайнозойському (альпійському) тектонічному циклі. На цьому етапі розвитку Землі, який мав багато спільного з обома попе­редніми циклами, значного розвитку набув тваринний світ. Саме завдяки інтенсивній діяльності живих організмів, а також з їх за­лишків утворилися специфічні гірські породи і корисні копалини органогенного походження. Значні території суші в Південній півкулі покрилися льодовиками.

Найновіший етап почався в четвертинному періоді. На його по­чатку розвинулося могутнє зледеніння на півночі і в помірних ши­ротах Європи і Північної Америки. Площа максимального дніпров­ського зледеніння дорівнювала 47 млн км. Найзнаменитішою подією цього етапу стала поява розумної істоти — людини, тому й період називається ще антропогенним. На сучасному етапі внаслідок своєї господарської діяльності людство все більш активно впливає на роз­виток природних процесів.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Источник