Основные этапы догеологической и геологической истории Земли

По современным представлениям, Земля, как и остальные планеты Солнечной системы, образовалась около 4,6—5 млрд. лет назад из допланетного холодного газопылевого облака, вращающегося по определенной орбите. О первом миллиарде лет жизни нашей планеты почти полностью отсутствуют какие-либо фактические данные. Предполагается, что она в то время была довольно однородной по составу и относительно холодной. Ее ландшафт был подобен ландшафту современной Луны.

Земная поверхность находилась под непрерывным «обстрелом» планетеземалей — астероидоподобных объектов размерами в километры, образованных в результате слипания комков межзвездной пыли. За счет соударения крупных планетеземалей температура постепенно возрастала. В первые 500 млн. лет существования Земли никакой атмосферы еще не было. По земной поверхности гулял солнечный ветер, т. е. распространялись потоки заряженных частиц. Так называемый догеологический этап развития Земли завершился в тот момент, когда произошло перераспределение масс вещества в теле планеты с образованием ядра. Этот процесс сопровождался бурным выделением тепла. Благодаря мощным конвективным потокам была взломана и переработана верхняя (холодная) оболочка Земли. Через многочисленные жерла из глубин на земную поверхность было выброшено огромное количество газов и водяного пара, которые и образовали первичную атмосферу. Это, по-видимому, случилось около 4 млрд. лет назад.

Само собой разумеется, что разделение истории Земли на догеологический и геологический этапы довольно условно. Положение возрастной границы между ними отодвигается по мере выявления все более древних горных пород.

Основными критериями для периодизации геологической истории Земли являются процессы и события, приведшие к качественным изменениям состава и структуры географической оболочки, которую составляют литосфера, биосфера, гидросфера и атмосфера. Примерами таких знаменательных событий служат не только возникновение атмосферы, гидросферы и биосферы, но и главным образом преобразования, отразившиеся на внешнем облике нашей планеты, — интенсивное проявление магматизма, горизонтальных и вертикальных движений земной коры, а также возникновение и расселение организмов и т. д.

Обычно все геологические исследования начинаются с изучения состава отложений и установления их возраста (геохронологии), так как без этого невозможно восстановить геологическую историю. Существует ряд методов, с помощью которых определяется относительный возраст горных пород. Первую информацию дают в основном последовательность напластований в ненарушенном состоянии (нижележащие породы древнее вышележащих), состав отложений и окаменелости, заключенные в них. С помощью изучения ископаемых остатков выявляется последовательная смена неповторяющихся в разрезах фаунистических, флористических и палинологических (спорово-пыльцевых) комплексов, которые одновременно отражают этапность их исторического развития. Неповторимость комплексов организмов основывается на главном принципе эволюционной теории — необратимости эволюции.

С помощью палеонтологических и стратиграфических методов устанавливается относительная геохронология, которая, однако, не дает реального представления о продолжительности геологических периодов и не позволяет судить об истинном возрасте Земли. После открытия естественной радиоактивности геологи получили надежный метод определения абсолютного возраста горных пород, основанный на процессах радиоактивного распада атомов таких элементов, как уран, торий, калий, стронций, рубидий, цезий, углерод и другие, в изверженных и осадочных горных породах.

Накопление результатов исследований о возрасте различных изверженных пород позволило не только определить продолжительность геологических периодов, установленных методом относительной геохронологии, но и выделить наиболее древние горные породы Земли. Документированные следы жизни на Земле имеют возраст свыше 3,2 млрд. лет, самые древние осадочные породы — около 3,8 млрд. лет. В истории Земли существовали эпохи усиленного магматизма. Эти эпохи характеризовались высокой степенью тектонической активности, т. е. одновременно с излияниями лавы и внедрением магмы происходили значительные вертикальные и горизонтальные движения земной коры. Данные о возрасте изверженных пород возможность установить существование сравнительно продолжительных эпох повышенной магматической и тектонической активности и длительных периодов относительного покоя. Это, в свою очередь, позволяет провести естественную периодизацию истории Земли по степени тектонической и магматической интенсивности.

Общая геохронологическая шкала