• Яку будову має літосфера?
• Які явища відбуваються на межах її плит?
• Як розміщуються на Землі сейсмічні пояси?

Будова земної кори. Найбільші риси рельєфу країни визначаються особливостями геологічної будови та тектонічних структур. Територія Росії, як і всієї Євразії, сформувалася внаслідок поступового зближення та зіткнення окремих великих літосферних плит та їх уламків.

Будова літосферних плит неоднорідна. У їх межах є відносно стійкі ділянки – платформи та рухомі складчасті пояси. Від будови літосферних плит залежить розміщення найбільших форм рельєфу суші – рівнин та гір. Рівнини розташовані на платформах.

Тектонічні структури та час їх утворення показані на тектонічних картах, без яких неможливо пояснити закономірності розміщення основних форм рельєфу.

У рухомих складчастих поясах утворились гори. Ці пояси виникали у час у крайових частинах літосферних плит за її зіткненні друг з одним. Іноді складчасті пояси знаходяться у внутрішніх частинах літосферної плити. Такий, наприклад, Уральський хребет. Це говорить про те, що колись тут проходив кордон двох плит, які пізніше перетворилися на єдину, більшу плиту.

Геологічна історія Землі починається від часу утворення земної кори. Найдавніші гірські породи свідчать, що вік літосфери понад 3,5 млрд років.

Проміжок часу, що відповідає найбільш тривалому (тривалому) етапу розвитку земної кори та органічного світу, прийнято називати геологічною ерою. Вся історія Землі поділена на п'ять ер: архейську (найдавнішу), протерозойську (еру раннього життя), палеозойську (еру стародавнього життя), мезозойську (еру середнього життя), кайнозойську (еру нового життя). Ери поділяються на геологічні періоди. Назви періодів найчастіше походять від місцевостей, де вперше було знайдено відповідні відкладення.

Геологічне літочислення, або геохронологія, - розділ геології, що займається вивченням віку, тривалості та послідовності формування гірських порід, що становлять земну кору.

Науки, що вивчають земну кору

Різноманітність сучасного рельєфу - результат тривалого геологічного розвитку та впливу сучасних рельєфоутворюючих факторів, включаючи діяльність людини. Геологія займається вивченням будови та історії розвитку Землі. Сучасна геологія ділиться ряд галузей: історична геологія вивчає закономірності будови земної кори протягом геологічного часу; геотектоніка - це вчення про будову земної кори та формування тектонічних структур (складки, тріщини, зрушення, скидання тощо). Палеонтологія - наука про вимерлих (копалин) організмах та про розвиток органічного світу Землі. Мінералогія та петрографія вивчають мінерали та інші природні хімічні сполуки. Якщо залягання гірських порід не порушено зминанням, складками, розривами, то кожен шар молодший від того, на якому він залягає, а найвищий шар утворився пізніше за всіх.

Крім того, визначати відносний вік гірських порід можна за залишками вимерлих організмів.

Визначати абсолютний вік гірських порід досить точно навчилися лише XX в. Для цього використовують процес розпаду радіоактивних елементів, які у породі.

Геохронологічна таблицямістить відомості про послідовну зміну ер та періодів у розвитку Землі та їх тривалості. Іноді у таблиці вказують найважливіші геологічні події, етапи розвитку життя, а також найбільш типові для даного періоду корисні копалини тощо.

Таблиця побудована від найдавніших етапів розвитку Землі до сучасного, тому вивчати її треба знизу нагору. За допомогою геохронологічної таблиці можна отримати відомості про тривалість та геологічні події в різні ери та періоди розвитку Землі.

Геологічні картимістять докладну інформацію у тому, які гірські породи трапляються у тих чи інших районах земної кулі, які корисні копалини залягають у тому надрах тощо.

Мал. 15. Геологічне літочислення. Історія розвитку Землі

Геологічна карта дозволить вам отримати уявлення про поширення гірських порід різного віку на території Росії. Зверніть увагу, що найдавніші породи виходять на поверхню в Карелії та Забайкаллі.

В курсі географії материків та океанів ви вже познайомилися з картою будови земної поверхні, тобто з тектонічною картою. Вивчаючи тектонічну карту Росії, ви зможете отримати докладну інформацію про розміщення та вік різних тектонічних структур у межах нашої країни.

Мал. 16. Тектонічні структури світу

Зіставте геологічну і тектонічну карти і визначте, яких тектонічним структурам присвячені виходи найдавніших порід.

Аналіз тектонічної карти Росії дозволяє зробити такі висновки.

Області з рівнинним рельєфом приурочені до платформ - стійких ділянок земної кори, де складкоосвітні процеси вже давно закінчилися. Найбільш давні з платформ – Східно-Європейська та Сибірська. В основі платформ лежить жорсткий фундамент, складений магматичними та сильно метаморфізованими породами докембрійського віку (гранітами, гнейсами, кварцитами, кристалічними сланцями). Фундамент зазвичай покритий чохлом горизонтально залягають осадових порід, і лише на Сибірській платформі (Середньосибірське плоскогір'я) значні площі зайняті вулканічними породами - сибірськими трапами.

По карті (рис. 16) визначте, у межах яких літосферних плит розташована територія Росії.

Виходи фундаменту, складеного кристалічними породами, на поверхню називають щитами. У нашій країні відомі Балтійський щит на Російській платформі та Алданський щит на Сибірській платформі.

Зіставте тектонічну та фізико-географічну карти та визначте, які форми рельєфу характерні для щитів.

Мал. 17. Будова платформи

Гірські області відрізняються складнішою геологічною будовою. Гори утворюються в найбільш рухливих ділянках земної кори, де в результаті тектонічних процесів гірські породи змінюються складки, розбиваються розломами і скиданнями. Ці тектонічні структури виникли у різний час - в епохи палеозойської, мезозойської та кайнозойської складчастості. Наймолодші гори нашої країни розташовані на Далекому Сході, а саме на Курильських островах та Камчатці. Вони входять до складу великого вулканічного Тихоокеанського пояса, або Тихоокеанського вогняного кільця, як його називають. Вони відрізняються значною сейсмічності, частими сильними землетрусами, наявністю вулканів, що діють.

Мал. 18. Будова складчастої області

Інформація геологічних і тектонічних карт необхідна як геологам і географам, а й будівельникам, і навіть представникам інших професій.

Таблиця 2. Основні діючі вулкани Росії

Для успішної роботи з цими досить складними картами треба насамперед уважно вивчити їхні легенди.

Запитання та завдання

1. Які науки займаються вивченням історії розвитку Землі?
2. Яку інформацію можна отримати із геохронологічної таблиці?
3. Що зображено на тектонічній карті?
4. За допомогою геохронологічної таблиці складіть розповідь про формування основних форм поверхні нашої країни.
5. Визначте по геохронологічної таблиці, у яку епоху і ми живемо; які геологічні події зараз відбуваються; які корисні копалини утворюються.

У наших школах та інститутах офіційно викладають ідею про те, що вік нашої Землі обчислюється багатьма мільйонами років. Щоб підтвердити цю точку зору, як наукову, наводиться геохронологічна таблиця з довгими ерами та періодами, які вчені нібито вирахували за шарами осадових порід та їх скам'янілостей у них. Наведу приклад уроку:

"Вчитель: Багато років геологи, вивчаючи гірські породи, намагалися визначити вік Землі. Але ще нещодавно вони були далекі від успіху. На початку 17 століття архієпископ Арми - Джеймс Ашер, обчислив дату створення світу за Біблією, і визначив її як 4004 р. н.

Але він помилявся більш ніж у мільйон разів. Сьогодні вчені вважають, що вік Землі – 4600 мільйонів років. Наука, яка займається вивченням віку Землі за розташуванням гірських порід, називається геологією.

(Геохронологічна таблиця фото №1)

(Геохронологічна таблиця фото №2)

Ці дані учні приймають на віру, довіряючи на слово викладачеві і не перевіряючи, а наскільки правдивою є ця інформація і чи відповідає вона дійсності. Насправді вже давно відомо багато наукових доказів, які геохронологічну таблицю свідчать про недійсну. Є вчені, які мають інший погляд на періоди історії нашої Землі. Наприклад, Геологічна модель Уокера, модифікована Клевбергом:

(Геохронологічна таблиця фото №3)

Я думаю, кожна людина, учень він або вчитель, повинен грунтовно перевіряти ще раз ті офіційні дані, які він отримує і сформувати свої власні переконання, засновані не на упереджених здогадах, але на наукових дослідженнях. Щоб розібратися, які гіпотези вчених ближчі до істини, а які ні, читайте статті з іншою точкою зору на геохронологічну таблицю, ніж офіційна точка зору, що викладається у навчальних закладах.

Геологічна хронологія, або геохронологія, Заснована на з'ясуванні геологічної історії найбільш добре вивчених регіонів, наприклад, у Центральній та Східній Європі. На основі широких узагальнень, зіставлення геологічної історії різних регіонів Землі, закономірностей еволюції органічного світу наприкінці минулого століття на перших Міжнародних геологічних конгресах було вироблено та прийнято Міжнародну геохронологічну шкалу, що відображає послідовність підрозділів часу, протягом яких формувалися певні комплекси відкладень, та еволюцію органічного світу . Таким чином, міжнародна геохронологічна шкала – це природна періодизація історії Землі.

Серед геохронологічних підрозділів виділяються: еон, ера, період, епоха, століття, час. Кожному геохронологічному підрозділу відповідає комплекс відкладень, виділений відповідно до зміни органічного світу та званий стратиграфічним: еонотема, група, система, відділ, ярус, зона. Отже, група є стратиграфічним підрозділом, а відповідний тимчасовий геохронологічний підрозділ представляє їй ера. Тому існують дві шкали: геохронологічна та стратиграфічна. Першу використовують, коли говорять про відносний час історії Землі, а другу, коли мають справу з відкладеннями, оскільки у кожному місці земної кулі у будь-який проміжок часу відбувалися якісь геологічні події. Інша річ, що накопичення опадів було неповсюдним.

• Архейська і протерозойська еонотеми, що охоплюють майже 80% часу існування Землі, виділяються в криптозою, тому що в докембрійських утвореннях повністю відсутня скелетна фауна і палеонтологічний метод їх розчленовування не застосовується. Тому поділ докембрійських утворень базується насамперед на загальногеологічних та радіометричних даних.
• Фанерозойський еон охоплює всього 570 млн. років і розчленування відповідної еонотеми відкладень виходить з великому розмаїтті численної скелетної фауни. Фанерозойська еонотема поділяється на три групи: палеозойську, мезозойську та кайнозойську, що відповідають великим етапам природної геологічної історії Землі, межі яких відзначені досить різкими змінами органічного світу.

Назви еонотем та груп походять від грецьких слів:

• "археос" - найдавніший, найдавніший;
• "протерос" – первинний;
• "Палеос" - стародавній;
• "мезос" – середній;
• "Кайнос" - новий.

Слово "криптос" означає прихований, а "фанерозою" - явний, прозорий, оскільки з'явилася скелетна фауна.
Слово "зой" походить від "зоїкос" - життєвий. Отже, "кайнозойська ера" означає еру нового життя і т.д.

Групи поділяються на системи, відкладення яких сформувалися протягом періоду і характеризуються лише їм властивими сімействами чи пологами організмів, і якщо це рослини, то пологами і видами. Системи були виділені в різних регіонах і в різний час, починаючи з 1822 р. В даний час виділяються 12 систем, назви більшої частини яких походять від тих місць, де вони були описані вперше. Наприклад, юрська система - від Юрських гір у Швейцарії, пермська - від Пермської губернії в Росії, крейдяна - за найбільш характерними породами - білим письмовим крейдою і т.д. Четвертичну систему часто називають антропогеновою, оскільки саме в цьому віковому інтервалі утворюється людина.

Системи поділяються на два чи три відділи, яким відповідають рання, середня, пізня епохи. Відділи, своєю чергою, поділяються на яруси, які характеризуються присутністю певних пологів та видів викопної фауни. І, нарешті, яруси поділяються на зони, що є найдрібнішою частиною міжнародної стратиграфічної шкали, якій геохронологічної шкалі відповідає час. Назви ярусів даються зазвичай за географічними назви районів, де цей ярус був виділений; наприклад, алданський, башкирський, маастрихтський яруси і т.д. У той же час зона позначається найбільш характерним видом викопної фауни. Зона охоплює, як правило, лише певну частину регіону та розвинена на меншій площі, ніж відкладення ярусу.

Всім підрозділам стратиграфічної шкали відповідають геологічні розрізи, у яких ці підрозділи вперше виділено. Тому такі розрізи є еталонними, типовими і називаються стратотипами, в яких міститься лише властивий комплекс органічних залишків, що визначає стратиграфічний обсяг даного стратотипу. Визначення відносного віку будь-яких шарів і полягає у порівнянні виявленого комплексу органічних залишків у шарах, що вивчаються, з комплексом копалин у стратотипі відповідного підрозділу міжнародної геохронологічної шкали, тобто. вік відкладень визначають щодо стратотипу. Саме тому палеонтологічний метод, незважаючи на властиві йому недоліки, залишається найбільш важливим методом визначення геологічного віку гірських порід. Визначення відносного віку, наприклад, девонських відкладень, свідчить лише про те, що ці відкладення молодші за силурійські, але давніші за кам'яновугільні. Однак встановити тривалість формування девонських відкладень і дати висновок про те, коли (в абсолютному літочисленні) відбулося накопичення цих відкладень – неможливо. Тільки методи абсолютної геохронології здатні відповісти це питання.

Таб. 1. Геохронологічна таблиця

Ера	Період	Епоха	Тривалість, млн. років	Час від початку періоду до наших днів, млн. років	Геологічні умови	Рослинний світ	Тваринний світ
Кайнозою (час ссавців)	Четвертинний	Сучасна	0,011	0,011	Кінець останнього льодовикового періоду. Клімат теплий	Занепад деревних форм, розквіт трав'янистих	Епоха людини
		Плейстоцен	1	1	Повторні заледеніння. Чотири льодовикові періоди	Вимирання багатьох видів рослин	Вимирання великих ссавців. Зародження людського суспільства
	Третинний	Пліоцен	12	13	Продовжується підняття гір на заході Північної Америки. Вулканічна активність	Занепад лісів. Розповсюдження лук. Квіткові рослини; розвиток однодольних	Виникнення людини від людиноподібних мавп. Види слонів, коней, верблюдів, подібні до сучасних
		Міоцен	13	25	Утворилися Сієрри та Каскадні гори. Вулканічна активність північному заході США. Клімат прохолодний		Кульмінаційний період в еволюції ссавців. Перші людиноподібні мавпи
		Олігоцен	11	30	Материки низинні. Клімат теплий	Максимальне поширення риштувань. Посилення розвитку однодольних квіткових рослин	Архаїчні ссавці вимирають. Початок розвитку антропоїдів; попередники більшості нині живих пологів ссавців
		Еоцен	22	58	Гори розмиті. Внутрішньоконтинентальні моря відсутні. Клімат теплий		Різноманітні та спеціалізовані плацентарні ссавці. Копитні та хижаки досягають розквіту
		Палеоцен	5	63			Поширення архаїчних ссавців
Альпійське гороутворення (незначне знищення копалин)
Мезозою (час плазунів)	Крейда		72	135	Наприкінці періоду утворюються Анди, Альпи, Гімалаї, Скелясті гори. До цього внутрішньоконтинентальні моря та болота. Відкладення крейдового крейди, глинистих сланців	Перші однодольні. Перші дубові та кленові ліси. Занепад голонасінних	Динозаври досягають найвищого розвитку та вимирають. Зубаті птахи вимирають. Поява перших сучасних птахів. Архаїчні ссавці звичайні
	Юра		46	181	Материки досить високі. Дрібноводні моря покривають деяку частину Європи та захід США	Збільшується значення дводольних. Цикадофіти та хвойні звичайні	Перші зубаті птахи. Динозаври великі та спеціалізовані. Комахоїдні сумчасті
	Тріас		49	230	Материки піднесені над рівнем моря. Інтенсивний розвиток умов аридного клімату. Широке поширення континентальних відкладень	Панування голонасінних, які вже починають хилитися до занепаду. Вимирання насіннєвих папоротей	Перші динозаври, птерозаври та яйцекладні ссавці. Вимирання примітивних земноводних
Герцинське гороутворення (деяке знищення копалин)
Палеозою (ера стародавнього життя)	Перм		50	280	Материки піднесені. Утворилися Апалацькі гори. Посилюється посушливість. Зледеніння у південній півкулі	Занепад плаунів та папоротьподібних рослин	Багато стародавніх тварин вимирають. Розвиваються звіроподібні плазуни та комахи
	Верхній та середній карбон		40	320	Материки спочатку низовинні. Великі болота, в яких утворилося вугілля	Великі ліси насіннєвих папоротей та голонасінних	Перші плазуни. Комахи звичайні. Поширення стародавніх земноводних
	Нижній карбон		25	345	Клімат спочатку теплий і вологий, пізніше у зв'язку з підняттям суші – більш прохолодний	Панують плауни та папоротьподібні рослини. Все ширше поширюються голонасінні	Морські лілії досягають найвищого розвитку. Поширення стародавніх акул
	Девон		60	405	Внутрішньоконтинентальні моря невеликого розміру. Підняття суші; розвиток аридного клімату. Зледеніння	Перші риштування. Наземні рослини добре розвинені. Перші голонасінні	Перші земноводні. Різноманітність двояких і акул
	Силур		20	425	Великі внутрішньоконтинентальні моря. Низинні місцевості стають дедалі посушливішими у міру підняття суші	Перші достовірні сліди наземних рослин. Панують водорості	Панують морські павукоподібні. Перші (безкрилі) комахи. Посилюється розвиток риб
	Ордовик		75	500	Значне занурення суші. Клімат теплий, навіть у Арктиці	Ймовірно, з'являються перші наземні рослини. Велика кількість морських водоростей	Перші риби, мабуть прісноводні. Велика кількість коралів і трилобітів. Різноманітні моллюски
	Кембрій		100	600	Материки низовинні, клімат помірний. Найдавніші породи з багатими копалинами	Морські водорості	Панують трилобіти та нлеченогі. Зародження більшості сучасних типів тварин
Друге велике гороутворення (значне знищення копалин)
Протерозою			1000	1600	Інтенсивний процес осадоутворення. Пізніше – вулканічна активність. Ерозія на великих площах. Багаторазові заледеніння	Примітивні водні рослини – водорості, гриби	Різні морські найпростіші. До кінця ери - молюски, хробаки та інші морські безхребетні.
Перше велике гороутворення (значне знищення копалин)
Архей			2000	3600	Значна вулканічна активність. Слабкий процес осадоутворення. Ерозія на великих злодіях	Викопні відсутні. Непрямі вказівки на існування живих організмів у вигляді відкладень органічної речовини у породах

Проблема визначення абсолютного віку гірських порід, тривалості існування Землі здавна займала розум геологів, і спроби її вирішення робилися багато разів, для чого використовувалися різні явища і процеси. Ранні уявлення про абсолютний вік Землі були курйозними. Сучасник М. В. Ломоносова французький дослідник природи Бюффон визначав вік нашої планети всього лише в 74 800 років. Інші вчені давали різні цифри, що не перевищують 400-500 млн. років. Тут слід зазначити, що ці спроби заздалегідь були приречені на невдачу, оскільки вони виходили з сталості швидкостей процесів, які, як відомо, змінювалися в геологічної історії Землі. І лише першій половині XX в. з'явилася реальна можливість вимірювати справді абсолютний вік гірських порід, геологічних процесів та Землі як планети.

Таб.2. Ізотопи, що використовуються для визначення абсолютного віку
Матерінський ізотоп	Кінцевий продукт	Період напіврозпаду, млрд. років
147 Sm	143 Nd+He	106
238 U	206 Pb+ 8 He	4,46
235 U	208 РЬ+ 7 He	0,70
232 Th	208 РЬ+ 6 Не	14,00
87 Rb	87 Sr+β	48,80
40 K	40 Аr+ 40 Са	1,30
14 C	14 N	5730 років

Геологам доводиться мати справу з товщами гірських порід, що накопичилися за тривалу геологічну історію планети. Необхідно знати, які з складових досліджувану територію порід молодші, а які древнє, як і послідовності вони формувалися, яких інтервалів геологічної історії належить час їх освіти, і навіть вміти зіставляти за віком віддалені друг від друга товщі гірських порід.

Вчення про послідовність формування та вік гірських порід називається геохронологією. Розрізняються методи відносної та методи абсолютної геохронології.

Відносна геохронологія

Методи відносної геохронології – методи визначення відносного віку гірських порід, які лише фіксують послідовність утворення гірських порід щодо один одного.

Ці методи базуються на кількох простих принципах. У 1669 р. Ніколо Стено сформулював принцип суперпозиції, який проголошує, що в непорушеному заляганні кожен вищележачий шар молодший від нижчележачого. Звернемо увагу, що у визначенні підкреслюється застосовність принципу лише за умов непорушеного залягання.

Метод визначення послідовності утворення шарів, що базується на принципі Стіно, часто називають стратиграфічним. Стратиграфія - розділ геології, що займається вивченням послідовності освіти та розчленуванням товщ осадових, вулканогенно-осадових та метаморфічних порід, що складають земну кору.

Наступний найважливіший принцип, відомий як принцип перетинів, сформульований Джеймсом Хаттоном Цей принцип свідчить, що будь-яке тіло, що перетинає товщу шарів, молодше цих шарів.

Потрібно відзначити і ще один важливий принцип, що говорить, що час перетворення або деформації порід молодший, ніж вік утворення цих порід.

Розглянемо використання цих принципів з прикладу товщ осадових порід, прорваних декількома січними магматическими тілами.

Послідовність подій така. Спочатку відбувалося накопичення осадових товщ нижнього шару (1), потім, послідовно накопичення вищележачих шарів (2, 3, 4, 5), кожен з яких молодший нижче. Накопичення осадових порід у переважній більшості випадків відбувається у формі шарів, що горизонтально лежать, так спочатку залягали і сформовані шари (1-5). Пізніше ці товщі були деформовані (6), і в них впровадилося тіло магматичних порід 7. Потім, знову горизонтально, почалося накопичення вищележачого шару, що залягає на магматичному тілі. При цьому, враховуючи, що шар, що утворюється, лежить на вирівняній горизонтальній поверхні, очевидно, що його накопиченню передувало вирівнювання території - її розмив (8). Після розмивом території накопичився наступний шар (9). Наймолодшим освітою є магматическое тіло 10.
Підкреслимо, що, розглядаючи історію геологічного розвитку території, розріз якої зображений малюнку, ми користувалися виключно відносним часом, визначаючи лише послідовність утворення тіл.

Ще одна велика група методів відносної геохронології –біостратиграфічні методи . Ці методи ґрунтуються на вивченні скам'янілостей - Викопних залишків організмів, ув'язнених у шарах гірських порід: у різновікових шарах порід зустрічаються різні комплекси залишків організмів, що характеризують розвиток флори та фауни в ту чи іншу геологічну епоху. В основі методів лежить принцип, сформульований Вільямом Смітом: одновікові опади містять одні й ті самі близькі залишки викопних організмів. Цей принцип доповнюється ще одним важливим становищем, що свідчить, що викопні флори та фауни змінюють один одного в певному порядку. Таким чином, в основі всіх біостратиграфічних методів лежить положення про безперервність та незворотність зміни органічного світу – закон еволюції Ч. Дарвіна. Кожен відрізок геологічного часу характеризується певними представниками флори та фауни. Визначення віку товщ гірських порід зводиться порівняно знайдених у яких копалин з даними час існування цих організмів у геологічної історії. Як грубої аналогії сутності методу можна навести всім відомі методи визначення віку в археології: якщо при розкопках виявлено тільки кам'яні знаряддя праці, то культура відноситься до кам'яного віку, присутність бронзових знарядь дає підставу для її віднесення до бронзового віку і т.п.

Серед біостратиграфічних методів тривалий час залишався найважливішим методом керівних форм. Керівними формами називають залишки вимерлих організмів, що відповідають наступним критеріям:

• ці організми існували короткий проміжок часу,
• були поширені на значній території,
• їх скам'янілості частини трапляються і легко визначаються.

При визначенні віку серед знайдених у шарі копалин вибираються найбільш для нього характерні, потім вони зіставляються з атласами керівних форм, що описують, якому інтервалу часу властиві ті чи інші форми. Перший із таких атласів був створений ще в середині XIX століття палеонтологом Г. Бронном.

На сьогоднішній день основним у біостратиграфії є метод аналізу органічних комплексів. При застосуванні цього методу висновок про відносний вік будується на відомостях про весь комплекс скам'янілостей, а не на знахідках одиничних керівних форм, що значно підвищує точність.

У ході геологічних досліджень стоять завдання не лише розчленовування товщ за віком та віднесення їх до якогось інтервалу геологічної історії, а й зіставлення – кореляції- Віддалених один від одного одновікових товщ. Найбільш простим методом виявлення одновікових товщ є простежування шарів біля від одного оголення до іншого. Вочевидь, що це метод ефективний лише за умов хорошої оголеності. Найбільш універсальним є біостратиграфічний метод зіставлення характеру органічних залишків у віддалених розрізах – одновікові шари мають однаковий комплекс скам'янілостей. Цей метод дозволяє проводити регіональну та глобальну кореляцію розрізів.

Принципова модель використання скам'янілостей для кореляції віддалених розрізів відбито малюнку.

Одновіковими є шари, що містять однаковий комплекс скам'янілостей

Абсолютна геохронологія

Методи абсолютної геохронології дозволяють визначити вік геологічних об'єктів та подій у одиницях часу. Серед цих методів найбільш поширені методи ізотопної геохронології, засновані на підрахунку часу розпаду радіоактивних ізотопів, ув'язнених у мінералах (або, наприклад, у залишках деревини або скам'янілих кістках тварин).

Сутність методу полягає в наступному. До деяких мінералів входять радіоактивні ізотопи. З моменту утворення такого мінералу протікає процес радіоактивного розпаду ізотопів, що супроводжується накопиченням продуктів розпаду. Розпад радіоактивних ізотопів протікає спонтанно, з постійною швидкістю, яка не залежить від зовнішніх факторів; кількість радіоактивних ізотопів зменшується відповідно до експоненційного закону. Беручи до уваги сталість швидкості розпаду, для визначення віку достатньо встановити кількість радіоактивного ізотопу, що залишився в мінералі, і кількість стабільного ізотопу, що утворився при його розпаді. Ця залежність описується головним рівнянням геохронології:

Для визначення віку використовуються багато радіоактивних ізотопів: 238 U, 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm та ін. Назви ізотопно-геохронологічних методів зазвичай утворюються з назв радіоактивних ізотопів і кінцевих продуктів їх розпаду: уран-свинцевий, калій-аргон і т.д. Результати визначення віку геологічних об'єктів виражаються у 106 та 109 років, або у значеннях Міжнародної системи одиниць (СІ): Ma та Ga. Ця абревіатура означає, відповідно, «млн. років» та « млрд. років» ( від латів. Mega anna – млн. років, Giga anna – млрд. років).

Розглянемо визначення віку рубідій-стронцієвим ізохронним методом. Внаслідок розпаду радіоактивного ізотопу 87 Rb відбувається утворення нерадіоактивного продукту розпаду – 87 Sr, постійна розпаду становить 1,42*10 -11 років -1 . Застосування ізохронного методу передбачає аналіз кількох зразків, взятих з однієї й тієї геологічного об'єкта, що підвищує точність визначення віку і дозволяє розрахувати вихідний ізотопний склад стронцію (використовується визначення умов формування породи).

У ході лабораторних досліджень визначаються змісту 87 Rb і 87 Sr, при цьому зміст останнього складається з суми стронцію, що спочатку міститься в мінералі (87 Sr) 0 і стронцію, що виник у процесі радіоактивного розпаду 87 Rb за період існування мінералу:

Насправді вимірюються не змісту зазначених ізотопів, які стосунки до стабільного ізотопу 86Sr, що дає точніші результати. Внаслідок цього рівняння набуває вигляду

В отриманому рівнянні є два невідомі: час t і початкове відношення ізотопів стронцію. Для вирішення задачі аналізуються кілька зразків, результати наносяться у вигляді точок на графік у координатах 87 Sr/86 Sr – 87 Rb/86 Sr. У разі коректно відібраних проб усі точки лягають уздовж однієї прямої – ізохрони (отже, мають один і той самий вік). Вік аналізованих зразків розраховується за величиною кута нахилу ізохрони, а початкове стронцієве відношення визначається по перетину ізохронної осі 87 Sr/86 Sr.

Якщо на графіку точки не лягають на одну лінію можна говорити про некоректність підбору проб. Щоб уникнути цього необхідно дотримуватися таких основних умов:

• зразки повинні відбиратися з одного геологічного об'єкта (тобто бути свідомо одновіковими);
• в ІІ наступних породах не повинно бути ознак накладених перетворень, які могли призвести до перерозподілу ізотопів;
• зразки повинні мати однаковий ізотопний склад стронцію під час виникнення (неприпустимо використання різних порід при побудові однієї ізохрони).

Не зупиняючись на методики визначення віку іншими методами, відзначимо лише особливості деяких із них.

В даний час найбільш точним вважається Самарій - неодимовий методприйнятий як стандарт, з яким порівнюються дані інших методів. Це пов'язано про те, що в силу геохімічних особливостей дані елементи найменш схильні до впливу накладених процесів, часто значнийпро спотворюють чи зводять нанівець результати визначень віку. Метод заснований на розпаді ізотопу 147 Sm з утворенням кінцевого продукту розпаду 144 Nd.

Калій – аргоновий метод заснований на розпаді радіоактивного ізотопу 40 К. Цей метод давно й широко використовується визначення віку всіх генетичних типів гірських порід. Він найбільш ефективний при визначенні часу формування осадових порід та мінералів, наприклад, глауконіту. Стосовно магматичних і особливо метаморфічних пород, порушених накладеними змінами, цей метод часто дає «омолоджені» датування, що пов'язано з втратою рухливого аргону.

Радіовуглецевий методзаснований на розпаді ізотопу 14 С, що утворюється у верхніх шарах атмосфери внаслідок дії космічного випромінювання на атмосферні гази (азот, аргон, кисень). Після 14 С, як і нерадіоактивний ізотоп вуглецю, утворює вуглекислий газ СО 2 і в його складі залучається до фотосинтезу, опиняючись таким чином у складі рослин і, далі, харчовому ланцюжку передається тваринам. У гідросферу 14 С потрапляє в результаті обміну 2 між атмосферою і Світовим океаном, далі він виявляється в кістках і карбонатних раковинах водних жителів. Інтенсивне перемішування повітряних мас в атмосфері та активна участь вуглецю у глобальному кругообігу хімічних елементів призводить до вирівнювання концентрацій 14 С в атмосфері, гідросфері та біосфері. Для живих організмів рівноважний стан досягається при питомій активності 14 С, що становить 13,56±0.07 розпадів за хвилину на 1 грам вуглецю. Якщо організм вмирає, то припиняється надходження 14С; в результаті радіоактивного розпаду (переходу в нерадіоактивний N 14) питома активність 14 С зменшується. Вимірявши значення активності в пробі та зіставивши її зі значенням питомої активності у живій тканині, нескладно розрахувати час припинення життєдіяльності організму за формулою

///////////////

Радіовуглецеве датування дозволяє визначати вік зразків, що містять вуглець (кістки, зуби, раковини, деревина, вугілля тощо) віком до 70 тис. років. Це визначає його використання у четвертинній геології та, особливо, в археології.

На завершення розгляду методів ізотопної геології слід зазначити, що, незважаючи на отримання «абсолютних», виражених у роках, датувань, ми маємо справу з модельним віком– отримані результати неминуче містять певну помилку і, більше, тривалість астрономічного року під час тривалої геологічної історії змінювалася.

Ще одна група методів абсолютної геохронології представлена сезонно-кліматичними методами. Прикладом такого методу є варвохронологія– метод абсолютної геохронології, заснований на підрахунку річних шарів у «стрічкових» відкладах прилідникових озер. Для прильодовикових озер характерними відкладеннями служать звані «стрічкові глини» - чітко шаруваті опади, які з великої кількості паралельних стрічок. Кожна стрічка – результат річного циклу осадонакопичення в умовах озер, що перебувають більшу частину року в замерзлому стані. Вона завжди складається із двох шарів. Верхній – зимовий – шар представлений глинами чорного кольору (за рахунок збагачення органікою), утвореного під крижаним покривом; нижній - літній - складений більш грубозернистими світлозабарвленими опадами (в основному тонкими пісками або алевро-глинистими відкладеннями), утвореними за рахунок матеріалу, що приноситься в озеро талими льодовиковими водами. Кожна пара таких верств відповідає 1 року.

Вивчення ритмічності стрічкових глин дозволяє як визначати абсолютний вік, а й проводити кореляцію розташованих неподалік друг від друга розрізів, зіставляючи потужності шарів.

На подібному принципі заснований і підрахунок річних шарів в опадах соляних озер, де влітку, рахунок підвищення випаровування, відбувається активне осадження солей.

До недоліків сезонно-кліматичних методів слід віднести їхню неуніверсальність.

Періодизація геологічної історії. Стратиграфічна та геохронологічна шкали

Оперуючи категорією відносного часу, необхідно мати універсальну шкалу періодизації історії. Так, стосовно історії людства, ми вживаємо висловлювання «до н. Аналогічний підхід прийнято і в геології, з цією метою розроблені Міжнародна геохронологічна шкала і Міжнародна стратиграфічна шкала.

Основну інформацію про геологічній історії Землі несуть верстви гірських порід, у яких, як у сторінках кам'яного літопису, відбиті що відбувалися планеті зміни та еволюція органічного світу (остання «зафіксована» у комплексах скам'янілостей, що у різновікових шарах). Шари гірських порід, що займають певне положення в загальній послідовності напластувань і виділяються на підставі властивих їм особливостей (частіше - викопних комплексів), є стратиграфічними підрозділами. Гірські породи, складові стратиграфічні підрозділи, формувалися протягом певного інтервалу геологічного часу, отже, відбивають еволюцію земної кори та органічного світу цей проміжок часу.

- шкала, що показує послідовність і підпорядкованість стратиграфічних підрозділів, що складають земну кору і відображають пройдені землею етапи історичного розвитку. Об'єктом стратиграфічної шкали є верстви гірських порід. Основа сучасної стратиграфічної шкали була розроблена ще в першій половині XIX століття і була прийнята в 1881 на II сесії Міжнародного геологічного конгресу в Болоньї. Пізніше стратиграфічну шкалу було доповнено геохронологічною шкалою.

Геохронологічна шкала- шкала відносного геологічного часу, що показує послідовність і підпорядкованість основних етапів геологічної історії Землі та розвитку життя на ній. Об'єктом геохронологічної шкали є геологічне час.

Шкала геологічного часу (або геохронометрична шкала) є послідовним рядом датувань нижніх кордонів загальних стратиграфічних підрозділів, виражених в одиницях часу (частіше в мільйонах років) і обчислених за допомогою методів абсолютного датування.

Об'єктом геохронологічної шали є геохронологічні підрозділи – інтервали геологічного часу, протягом якого утворилися гірські породи, що входять до складу даного стратиграфічного підрозділу.

Всім стратиграфічним підрозділам відповідають підрозділи геохронологічної шкали.

У цьому майже всі стратиграфічні підрозділи рангу эонотема - система мають єдині загальноприйняті міжнародні назви.

Найбільш великими стратиграфічними підрозділами є акротеми та еонотеми. Архейську і протерозойську акротеми поєднують під назвою «докембрій» (тобто товщі порід, що накопичилися до кембрійського періоду – першого періоду фанерозою) або «криптозою». Кордоном докембрія та фанерозою служить поява в шарах гірських порід залишків скелетних організмів. У докембрії органічні залишки рідкісні, оскільки м'які тканини швидко руйнуються, не встигнувши поховатись. Сам термін «криптозою» утворено при злитті коріння слів «криптос» - прихованийі «Зое» - життя. При розчленуванні докембрійських товщ на дробові стратиграфічні підрозділи найважливішу роль мають методи ізотопної геохронології, оскільки органічні залишки рідкісні або взагалі відсутні, визначаються насилу і, головне, не схильні до швидкої еволюції (однотипні комплекси мікрофауни залишаються незмінними протягом величезних інтервалів. товщі за цією ознакою).

Еонотеми включають до свого складу ератеми. Ератема, або група- відкладення, що утворилися протягом ери; Тривалість ер у фанерозої становить перші сотні мільйонів років. Ератеми відбивають великі етапи розвитку Землі та органічного світу. Межі між ератемами відповідають переломним рубежам історія розвитку органічного світу. У фанерозої виділяють три ератеми: палеозойську, мезозойську та кайнозойську.

Ератеми, у свою чергу, включають до свого складу системи. Система- Це відкладення, що утворилися протягом періоду; Тривалість періодів становить десятки мільйонів. Одна система від іншої відрізняється комплексами фауни та флори на рівні надродин, сімейств та пологів. У фанерозої виділяються 12 систем: кембрійська, ордовицька, силурійська, девонська, кам'яновугільна (карбонова), пермська, тріасова, юрська, крейдяна, палеогенова, неогенова та четвертинна (антропогенова). Назви більшості систем походять від географічних назв тих місцевостей, де вони були вперше встановлені. Для кожної системи на геологічних картах прийнято певний колір, що є міжнародним, та індекс, утворений початковою літерою латинської назви системи.

Відділ- частина системи, що відповідає відкладенням, що утворилися протягом однієї епохи; Тривалість епох зазвичай становить перші десятки мільйонів років. Відмінність між відділами виявляється у відмінності фауни і флори лише на рівні пологів чи груп. Назви відділів дано за становищем їх у системі: нижній, середній, верхній або тільки нижній та верхній; епохи відповідно називають ранньою, середньою, пізньою.

У складі відділу виділяються яруси. Ярус- відкладення, що утворилися протягом століття; тривалість століть становить кілька мільйонів років.

Поряд з основними підрозділами стратиграфічної та геохронологічної шкал застосовуються регіональні та місцеві підрозділи.

До регіональних стратиграфічних підрозділіввідносяться горизонт та лона.

Небокрай- основний регіональний підрозділ стратиграфічної шкали, що поєднує одновікові відкладення, що характеризуються певним комплексом літологічних та палеонтологічних ознак. Горизонтам надаються географічні назви, що відповідають місцям, де вони найбільш добре представлені та вивчені. Геохронологічним еквівалентом є час. Наприклад, хапровський обрій, поширений узбережжя Таганрозької затоки Азовського моря, відповідає товщі річкових пісків, сформованих наприкінці неогенового періоду. Стратотип (найбільш представницький розріз стратиграфічного горизонту, що є його зразком) цього горизонту розташований у ст. Хапри. Додамо, що термін «горизонт», що вживається без географічної назви, розуміється як шар чи пачка шарів, що виділяються на підставі будь-яких особливостей (палеонтологічних чи літологічних), тобто є позначенням вільного користування.

Лонає частиною горизонту, що виділяється по комплексу фауни та флори, характерного для даного регіону, і відображає певну фазу розвитку органічного світу даного регіону. Назва лони дається за видом-індексом. Геохронологічним еквівалентом лони є час.

Місцеві стратиграфічні підрозділиявляють собою товщі порід, що виділяються за рядом ознак, в основному за літологічним або петрографічним складом.

Комплекс- Найбільше місцеве стратиграфічне підрозділ. Комплекс має дуже велику потужність, складний склад гірських порід, сформованих упродовж якогось великого етапу розвитку території. Комплексу надається географічна назва за характерним місцем його розвитку. Найчастіше комплекси виділяються при розчленуванні метаморфічних товщ.

Серіяохоплює досить потужну і складну за складом товщу гірських порід для яких є якісь загальні ознаки: подібні умови освіти, переважання певних типів гірських порід, близький ступінь деформацій та метаморфізму тощо. Серії зазвичай відповідають єдиному великому циклу розвитку території.

Основною одиницею з місцевих стратиграфічних підрозділівявляє собою оточення. Свитає товщею порід, утворених у певній фізико-географічній обстановці і займають встановлене стратиграфічне положення в розрізі. Головні особливості почту - наявність стійких літологічних ознак по всій площі її поширення і чітка вираженість кордонів. Свою назву оточення отримує за географічним місцезнаходженням стратотипу.

Межі місцевих стратиграфічних підрозділів часто збігаються з межами підрозділів єдиної стратиграфічної шкали.

У процесі роботи геологом часто доводиться використовувати також допоміжні стратиграфічні підрозділи- товща, пачка, шар, поклад, і т. д., звані зазвичай за характерними породами, кольором, літологічними особливостями або характерними органічними залишками (товща вапняків, шари з Matra fabriana і т.п.).

- Це сукупність усіх форм земної поверхні. Вони можуть бути горизонтальними, похилими, опуклими, увігнутими, складними.

Різниця висот між найвищою вершиною на суші, горою Джомолунгмою у Гімалаях (8848 м), та Маріанською западиною у Тихому океані (11 022 м) становить 19 870 м.

Як формувався рельєф нашої планети? В історії Землі виділяють два основні етапи її формування:

• планетарний(5,5-5,0 млн років тому), який завершився формуванням планети, утворенням ядра та мантії Землі;
• геологічний, який розпочався 4,5 млн років тому і продовжується досі. Саме цьому етапі сталося утворення земної кори.

Джерелом інформації про розвиток Землі протягом геологічного етапу насамперед є осадові гірські породи, які у переважній більшості сформувалися у водному середовищі і тому залягають шарами. Чим глибше від земної поверхні лежить шар, тим раніше він утворився і, отже, є більш давнімпо відношенню до будь-якого шару, який розташований ближче до поверхні і є молодшим.На цьому простому міркуванні ґрунтується поняття відносного віку гірських порід, що лягло в основу побудови геохронологічної таблиці(Табл. 1).

Найтриваліші часові інтервали в геохронології зони(Від грец. aion -століття, епоха). Виділяють такі Зони, як: криптозою(Від грец. cryptos -прихований і zoe- Життя), що охоплює весь докембрій, у відкладеннях якого немає залишків скелетної фауни; фанерозою(Від грец. phaneros -явний, zoe -життя) - від початку кембрія до нашого часу, з багатим органічним життям, у тому числі скелетною фауною. Зони не рівноцінні за тривалістю, тож якщо криптозою тривав 3-5 млрд років, то фанерозою — 0,57 млрд років.

Таблиця 1. Геохронологічна таблиця

Епоха. літерне позначення, тривалість	Основні етапи розвитку життя	Періоди, літерне позначення, тривалість	Найголовніші геологічні події. Зовнішність земної поверхні	Найбільш поширені корисні копалини
Кайнозойська, KZ, близько 70 млн років	Панування покритонасінних. Розквіт фауни ссавців. Існування природних зон, близьких до сучасних, при неодноразових усуненнях кордонів	Четвертинний, або антропогеновий, Q, 2 млн років	Загальне підняття території. Неодноразові заледеніння. Поява людини	Торф. Розсипні родовища золота, алмазів, дорогоцінного каміння
		Неогеновий, N, 25 млн років	Виникнення молодих гір у областях кайнозойської складчастості. Відродження гір у областях усіх давніх складчастостей. Панування покритонасінних (квіткових) рослин	Буре вугілля, нафту, бурштин
		Палеогеновий, Р, 41 млн років	Руйнування мезозойських гір. Широке поширення квіткових рослин, розвиток птахів та ссавців	Фосфорити, буре вугілля, боксити
Мезозойська, MZ, 165 млн років		Крейдовий, К, 70 млн років	Виникнення молодих гір у областях мезозойської складчастості. Вимирання гігантських плазунів (рептилій). Розвиток птахів та ссавців	Нафта, горючі сланці, крейда, вугілля, фосфорити
		Юрський, J, 50 млн років	Освіта сучасних океанів. Спекотний, вологий клімат. Розквіт рептилій. Панування голонасінних рослин. Поява примітивних птахів	Кам'яне вугілля, нафта, фосфорити
		Тріасовий, T, 45 млн років	Найбільше за всю історію Землі відступ моря та підняття материків. Руйнування домозозойських гір. Великі пустелі. Перші ссавці	Кам'яні солі
Палеозойська, PZ, 330 млн років	Розквіт папоротей та інших спорових рослин. Час риб та земноводних	Пермський, Р, 45 млн років	Виникнення молодих гір у областях герцинської складчастості. Сухий клімат. Виникнення голонасінних рослин	Кам'яні та калійні солі, гіпс
		Кам'яновугільний (карбон), С, 65 млн років	Широке поширення заболочених низовин. Спекотний, вологий клімат. Розвиток лісів з деревоподібних папоротей, хвощів та плаунів. Перші рептилії. Розквіт земноводних	Велика кількість вугілля та нафти
		Девонський, D, 55 млн ліг	Зменшення схиляли морів. Спекотний клімат. Перші пустелі. Поява земноводних. Численні риби	Солі, нафта
	Поява на Землі тварин та рослин	Силурійський, S, 35 млн років	Виникнення молодих гір у областях каледонської складчастості. Перші наземні рослини
		Ордовицький, О, 60 млн років	Зменшення площі морських басейнів. Поява перших наземних безхребетних тварин
		Кембрійський, Е, 70 млн років	Виникнення молодих гір у областях байкальської складчастості. Затоплення просторів морями. Розквіт морських безхребетних тварин	Кам'яна сіль, гіпс, фосфорити
Протерозойська, PR. близько 2000 млн років	Зародження життя у воді. Час бактерій та водоростей		Початок байкальської складчастості. Потужний вулканізм. Час бактерій та водоростей	Величезні запаси залізняку, слюда, графіт
Архейська, AR. понад 1000 млн років			Найдавніші складчастості. Напружена вулканічна діяльність. Час примітивних бактерій	Залізні руди

Зони поділяються на ери.У криптозої розрізняють архейську(Від грец. archaios- Початковий, найдавніший, aion -століття, епоха) та протерозойську(Від грец. proteros -більш ранній, zoe - життя) ери; у фанерозої - палеозойську(Від грец. Стародавній і життя), мезозойську(Від грец. теsos -середній, zoe - життя) і кайнозойську(Від грец. kainos -новий, zoe - життя).

Ери розділені на менш тривалі відрізки часу - періоди, встановлені лише фанерозою (див. табл. 1).

Основні етапи розвитку географічної оболонки

Географічна оболонка пройшла довгий та складний шлях розвитку. У цьому розвитку виділяють три якісно різних етапи: добіогенний, біогенний, антропогенний.

Добіогенний етап(4 млрд - 570 млн років) - найтриваліший період. У цей час відбувався процес збільшення потужності та ускладнення складу земної кори. До кінця архею (2,6 млрд років тому) на великих просторах вже сформувалася континентальна кора потужністю близько 30 км, а в ранньому протерозої відбулося відокремлення протоплатформ і протогеосинкліналей. У цей час гідросфера вже існувала, але обсяг води в ній був меншим, ніж зараз. З океанів (і то лише до кінця раннього протерозою) оформився один. Вода в ньому була солоною і рівень солоності, швидше за все, був приблизно таким, як зараз. Але, мабуть, у водах древнього океану переважання натрію над калієм було ще більшим, ніж зараз, більше було і іонів магнію, що пов'язано зі складом первинної земної кори, продукти вивітрювання якої зносилися в океан.

Атмосфера Землі цьому етапі розвитку містила дуже мало кисню, озоновий екран був відсутній.

Життя, швидше за все, існувало від початку цього етапу. За непрямими даними, мікроорганізми мешкали вже 3,8-3,9 млрд років тому. Виявлені залишки найпростіших організмів мають вік 3,5-3,6 млрд. років. Однак органічне життя з моменту зародження і до кінця протерозою не грала провідної, визначальної ролі в розвитку географічної оболонки. Крім того, багатьма вченими заперечується присутність органічного життя на суші на цьому етапі.

Еволюція органічного життя в добіогенний етап протікала повільно, проте 650-570 млн років тому життя в океанах була досить багатою.

Біогенний етап(570 млн - 40 тис. ліг) тривав протягом палеозою, мезозою і майже всього кайнозою, за винятком останніх 40 тис. років.

Еволюція живих організмів протягом біогенного етапу була плавної: епохи порівняно спокійної еволюції змінювалися періодами швидких і глибоких перетворень, під час яких вимирали одні форми флори і фауни і набули широкого поширення інші.

Одночасно з появою наземних живих організмів стали формуватися ґрунти в нашому сучасному уявленні.

Антропогенний етапрозпочався 40 тис. років тому і продовжується в наші дні. Хоча людина як біологічний рід з'явився 2-3 млн ліг тому, її вплив на природу тривалий час залишався вкрай обмеженим. З появою людини розумної ця дія значно посилилася. Сталося це 38-40 тис. років тому. Звідси бере відлік антропогенний етап у розвитку географічної оболонки.