Абсолютная геохронология

— раздел совр. геохимии, охватывающий вопросы измерения геол. времени. В отличие от относительной геохронологии, устанавливающей только последовательность геол. событий на основании данных стратиграфии и палеонтологии, А. г. имеет возможность установить, когда произошли те или иные геол. события (магматизм, седиментация, метаморфизм, рудогенез и др. процессы) и выразить время, протекшее с момента образования м-лов и г. п. в обычных (“абсолютных”) астрономических единицах — годах. С этой целью А. г. использует в качестве своеобразного геол. хронометра процесс радиоактивного распада, скорость которого не зависит (в пределах точности измерений) от внешних воздействий. Для определения возраста геол. образований применяются так называемые радиологические методы (аргоновый, стронциевый, свинцовый, радиоуглеродный и др.; см. Метод определения абсолютного возраста), принципиальная сущность которых заключается в том, что при образовании кристаллических решеток м-лов, содер. радиоактивные элементы, образуется закрытая система, в которой в течение геол. времени начинают накапливаться дочерние продукты вследствие радиоактивного распада материнских радиоактивных изотопов.

С развитием радиологических методов А. г. получила новые геол. “часы” (аргоновые, стронциевые, свинцовые и др.), отсчитывающие ход геол. времени. Точность таких часов весьма высока до тех пор, пока процессы миграции не нарушат истинного возрастного отношения материнского и дочернего изотопов. В этих более сложных случаях истинный возраст п. и время протекания наложенного процесса можно установить, используя одновременно различные независимые методы и применив изохронные методы интерпретации радиологических данных.

Круг задач, решаемых с помощью А. г., весьма широк и охватывает как проблемы общегеол. и теоретического значения (возраст элементов, возраст метеоритов, возраст Земли и земной коры, шкала геол. времени и др.), так и конкретные задачи региональной геологии (напр., расчленение по возрасту интрузивных комплексов, установление времени проявления эпох метаморфизма, тектоно-магм. этапов, определение времени протекания наложенных процессов, включая процессы рудообразования). Метод А. г. стал широко применяться при проведении геол. съемки с целью установления возраста картируемых геол. образований. Одной из главнейших задач А. г. следует считать разработку и научное обоснование шкалы абсолютной геохронологии, выраженной в млн. лет и являющейся своеобразным геол. календарем. Син. термина А. г. являются термины “ядерная геохронология” и “геохронометрия”. Последний наиболее точно отражает содер. А. г., исключает некоторую двусмысленность термина А. г. (“абсолютная”), но, к сожалению, не имеет широкого распространения в СССР. Н. И. Полевая.

Для определения относительного возраста слоистых осадочных и пирокластических пород, а также вулканических пород (лав) широко применяется принцип последовательности напластования (т. н. закон Стенсена (Стено)). Согласно этому принципу, каждый вышележащий пласт (при ненарушенной последовательности залегания слоистых горных пород) моложе нижележащего. Относительный возраст интрузивных пород и других неслоистых геологических образований определяется по соотношению с толщами слоистых горных пород. Послойное расчленение геологического разреза, т. е. установление последовательности напластования слагающих его пород, составляет стратиграфию данного района.

Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий (районов, стран, материков) и установления в них толщ близкого возраста используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т.д.).

Сопоставление окаменелостей различных пластов позволило установить процесс необратимого развития органического мира и выделить в геологической истории Земли ряд этапов со свойственным каждому из них комплексом животных и растений. Исходя из этого, сходство флоры и фауны в пластах осадочных пород может свидетельствовать об одновременности образования этих пластов, т. е. об их одновозрастности. Впервые этот метод определения относительного возраста горных пород был применен в начале 19 в. У. Смитом в Великобритании и Ж. Кювье во Франции. Тогда ему не было дано надёжного теоретического обоснования. Кювье объяснял различия в составе комплексов ископаемых, встречаемых в пластах горных пород, вымиранием организмов в результате внезапных геологических катастроф и появлением затем новых их комплексов. Последователи Кювье, в том числе французский геолог и палеонтолог А. Д’ Орбиньи, предполагали, что смена органического мира Земли после каждой катастрофы связана с "творческими актами божества". Учение Ч. Лайеля о медленных естественных преобразованиях лика Земли и классические труды Ч. Дарвина и В. Ковалевского об эволюционном развитии органического мира дали материалистическое обоснование палеонтологическому методу.

В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоев земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой) составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижележащего отрезка шкалы (докембрий), соответствующего огромной по мощности толще пород, палеонтологический метод имеет ограниченное применение из- за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя — докембрийская — часть стратиграфической шкалы расчленена менее детально.

По степени метаморфизма горных пород и др. признакам докембрий делится на архей (или археозой) и протерозой. Верхняя — фанерозойская — часть шкалы делится на три группы (или эратемы): палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Каждая группа делится на системы (всего в фанерозое 12 систем.

Каждая система подразделяется на 2- 3 отдела; последние в свою очередь делятся на ярусы и подчинённые им зоны. Как системы, так и многие ярусы могут быть прослежены на всех континентах, но большая часть зон имеет только местное значение. Наикрупнейшим подразделением шкалы, объединяющим несколько групп, служит эонотема (например, палеозойская, мезозойская и кайнозойская группы объединяются в фанерозойскую эонотему, или фанерозой).

Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно эпоха, век, время; группам соответствуют эры. Крупнейшему стратиграфическому подразделению — эонотеме — отвечает хронологический термин — эон. Существуют два эона — докембрийский, или криптозойский, и фанерозойский. Продолжительность более древнего — докембрийского эона составляет около 5/6 всей геологической истории Земли. Каждый из периодов фанерозойского эона, за исключением последнего — антропогенового (четвертичного), охватывает примерно равновеликие интервалы времени. Антропогеновая система, соответствующая времени существования человека, намного короче. Расчленение антропогена проводится, в отличие от других периодов, по фауне наземных млекопитающих, которая эволюционирует гораздо быстрее, чем морская фауна (в составе последней за время антропогена не произошло принципиальных изменений), а также на основе изучения ледниковых отложений, характеризующих эпохи всеобщего похолодания. Некоторые исследователи считают выделение антропогеновых отложений в особую систему неправомочным и рассматривают её как завершающий этап предшествующего неогенового периода.

Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 г. на 2- ом Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире. В дальнейшем, благодаря совершенствованию методов палеонтологические исследования и накоплению новых данных, в первоначальную схему геохронологии Земли вносятся некоторые изменения и уточнения.