Эволюция Земли

Вопрос занимает центральное место в геологии. Для его решения очень важно определение времени событий.

Методы измерения геологического времени:

I. Литологическое измерение времени (Стенон, 1669) – относительный метод («старше-моложе»):

В серии нормально залегающих пластов вышележащий пласт моложе нижележащих, а секущие их трещины еще моложе → слоистая структура пород поверхности Земли представляет собой пространственное отображение геологического времени.

II. Биостратиграфическое определение времени (Смит, 1813) – относительный метод; в основе - изучение остатков древних организмов:

В связи с тем, что жизнь эволюционирует, организмы с течением времени изменяются. По видовому составу организмов в слое можно определить его относительный возраст.

III. Радиологическое определение времени – изотопная хронология (П. Кюри, Резерфорд, начало 20 в.) – абсолютный метод.

Возраст геологических объектов определяется по соотношению в них материнского и дочернего изотопов радиоактивного элемента (U → Pb).

Скорость распада радиоактивных элементов оценивается по периоду полураспада – промежутку времени, в течение которого число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое.

Основные методы изотопной хронологии:

q Ураново-свинцовый: ²³⁸U → Pb (T ½ = 4,5 млрд. лет)

q Рубидий-стронциевый: ⁸⁷Rb → Sr (T ½ = 47 млрд. лет)

Оба метода используются для определения возраста древних пород.

q Калий-аргоновый: ⁴⁰К → Ar (T ½ = 1,3 млрд. лет)

Метод используется для датировки молодых геологических эпох (< 1 млн. лет); разработаны точные способы определения количества К и Ar.

q Радиоуглеродный: ¹⁴С → ¹²С (T ½ = 5750 лет)

Метод удобен для определения возраста органических остатков.

Благодаря изотопной хронологии определен возраст Земли ~ 4,6 млрд. лет.

Такой временной промежуток можно представить себе только по аналогии: если историю Земли представить в виде 3-часового фильма, то человечество как вид появилось бы в кадре в последнюю секунду.

За долгую историю своего существования Земля претерпела много изменений (изменялись очертания океанов и континентов, появлялись и исчезали горы, виды животных и растений). Геологи составили шкалу геологического времени, отражающую историю Земли. Шкала разделена на отрезки (эоны, эры, периоды, эпохи), границы между которыми проведены там, где резко менялся характер ископаемых остатков.