Рельефы планеты. сколько лет горам?

Катархей — ниже древнейшего

Катархейский эон продолжительностью полмиллиарда лет не оставил после себя осадочных пород. Мир в те далёкие времена совсем не походил на сегодняшний, а скорее напоминал Луну.

Вопреки распространённым заблуждениям, на Земле того времени не происходило бурной вулканической активности, а извержений лавы и процесса горообразования не существовало. Планета представляла собой шар, имеющий однородную структуру. Центральное металлическое ядро ещё не успело сформироваться. Рельеф поверхности был довольно плоский из-за постоянных землетрясений. Жестокая пустыня, покрытая слоем реголита, не имела атмосферы и океанов, из-за этого небо всегда было чёрное, словно ночью. Солнце светило слабее, а Луна буквально нависала над головой.

Основные особенности геологической истории Земли в Палеозое

1. Развитие земной коры происходило в два этапа — Каледонский
и Герцинский. Особенность в формировании геосинклинальных складчатых поясов
— завершение складчатости в Каледонский этап лишь на их отдельных участках,
тогда как остальные продолжали свое геосинклинальное развитие и завершили
его в Герцинский этап.

2. Начало каждого этапа на платформах сопровождается
трансгрессией моря, которая сменяется регрессией во время образования
горноскладчатых сооружений в конце тектонического этапа.

3. Существовала палеоклиматическая зональность — выделяются
области аридного, гумидного климатов и древнего оледенения.

4. Формируются основные группы древнего органического
мира, с середины палеозоя жизнь из моря выходит на сушу — возникают огромные
массивы растительности, которые дают начало формированию крупных поясов
угленакопления. Конец Палеозоя сопровождается резким обновлением органического
мира — вымирают древние беспозвоночные животные, а господствующее положение
завоевывают зарождающиеся позвоночные.

5. Формирование складчатых областей вызвало образование
нового структурного элемента — Передового прогиба — области сочленения
платформы и складчатого пояса. В условиях гумидного климата здесь происходило
угленакопление, а в зонах аридного климата — образование солей и гипса.
Примером является Предуральский прогиб с Воркутинским угольным бассейном
и Соликамским бассейном солей.

оглавление
/ вперед /

Архейский эон

Древний отрезок времени от 4 до 2,5 млрд л. н. по праву может называться периодом детства Земли. Несмотря на отсутствие привычной для человека атмосферы, в горных породах того времени обнаруживаются следы простейших жизненных форм. Это были анаэробные бактерии, способные легко обходиться без кислорода.

Архейский геологический эон включает в себя 4 эры:

Эоархей — 4−3,6 млрд л. н. Поверхность планеты затвердела ещё не полностью, она подвержена частой бомбардировке астероидами и метеоритами. Древняя атмосфера была бескислородная. Она состояла из углекислого газа и небольшого количества азота. Появляется гидросфера, но воды пока очень мало, никакого намёка на мировой океан. При исследовании отложений того периода были обнаружены следы первых бактериальных сообществ.
Палеоархей — 3,6−3,2 млрд л. н. Происходит дальнейшее формирование сверхконтинента Ваальбары. Бактериальные формы жизни распространяются, выделяя в атмосферу всё больше кислорода. В центре Земли полностью сформировалось тяжёлое металлическое ядро, а магнитное поле значительно усилилось.
Мезоархей — 3,2−2,8 млрд л. н. Земля почти полностью покрыта океаном, над которым возвышаются маленькие вулканические острова. Из них постепенно формируются крупные континенты. Начинается тектоническое движение литосферных плит, повышается вулканическая активность.
Неоархей — 2,8−2,5 млрд л. н. Благодаря тектонической активности увеличивается процентное соотношение суши. Появляются бактерии, использующие фотосинтез. Кислорода становится всё больше.

https://youtube.com/watch?v=RcCMX7j_A8E

Возраст — земная кора

Возраст земной коры исчисляют: Холмс ( Holmes A.

Возраст земной коры, вычисленный по скорости распада атомов урана, определяется в 2200 млн. лет. За это время Земля могла сталкиваться с кометами довольно много раз.

Нижнюю границу для t — t0 дает возраст земной коры, который составляет около 3 — 109 лет. Одно время казалось, что существует некоторое расхождение между возрастом Вселенной в измеренным значением постоянной Хаббла; оценка для возраста Вселенной оказывалась слишком низкой в цитируемых выше работах Эйнштейна и Иордана.

Таким образом, если за время, достаточное для установления равновесия в горном массиве, принять возраст земной коры ( t — oo), то в зависимости от основных определяющих факторов его начальное поле напряжений к моменту проведения горной выработки можно принимать гидростатическим или негидростатическим.

В последнее время эти модели были несколько модифицированы, и строение фундамента представлялось либо в виде системы полигональных минишшт ( отвечающих микроконтинентам или архейским кратонам), иногда объединяемых в более крупные мезоплиты , либо в виде крупных сегментов, различающихся по возрасту земной коры их слагающей.

Возраст земной коры, определенный радиоактивным методом, составляет примерно 3 — 4 млрд. лет. Исходя из гипотезы О. Ю. Шмидта, возраст земной коры следует считать меньше возраста ее внутренних частей.

Перечисленные элементы составляют 98 8 % веса всей земной коры. Возраст земной коры исчисляют: Холмс ( Holmes А.

Если содержание свинца в урановых рудах в среднем 20 %, а период полураспада урана равен 4 5 миллиарда лет, то, следовательно, 20 % свинца в урановой руде могло образоваться приблизительно за 1 5 миллиарда лет. Эта 1щфра и показывает примерный возраст земной коры.

Например, тщательные измерения количественного соотношения урана и свинца или содержания гелия ( который является побочным продуктом альфа-распада) в горных породах и ископаемых минералах дали возможность определить возраст Земли и Луны на основании выводов о протекании в них радиоактивных процессов на протяжении многих миллионов лет. Большое количество подобных измерений позволило оценить возраст земной коры приблизительно в 4 5 109 лет.

С момента отложения первых слоев с обильными и явными окаменелостями прошло более шестисот миллионов лет. А если включить сюда и более древние отложения, то возраст земной коры окажется равным примерно двум миллиардам лет.

Ряд крупных проблем, стоящих перед геохимиками, успешно разрешается химическими, физическими и физико-химическими методами. Одним из таких методов изучается изотопный состав элементов, входящих в минералы, живые организмы, растения, природные воды, атмосферу Земли. По расчетам, выполненным на основании многочисленных определений изотопного состава рудных свинцов, возраст земной коры составляет около 5 — 10е лет.

Вопрос о возрасте Земли является весьма важным и интересным. Разумеется, нельзя быть уверенньм, что на этот вопрос можно дать точный ответ. Однако мы увидим, что с помощью различных остроумных методов можно сравнительно точно определить возраст земной коры.

Определение абсолютного возраста горных пород проводят путем изучения природной радиоактивности минералов. Поэтому, зная период полураспада, по количеству образовавшихся новых и оставшихся в породах радиоактивных элементов вычисляют возраст горной породы. На основании таких расчетов определены длительность эр, периодов, эпох и веков, а также возраст земной коры в целом.

Некоторое количество этого изотопа образуется в атмосфере в результате бомбардировки азота космическими лучами. Это означает, что все живые существа, в том числе и мы, постоянно вдыхаем некоторое количество углерода-14, который потом попадает в ткани. Аналогичный метод используется при определении возраста земной коры: его определяют, исходя из содержания урана и свинца. Таким образом, химия пришла на помощь историкам и археологам.

Особенности древней породы из Квебека

В исследовании ученые использовали породу из супракрустального пояса Нуввуагиттук, добытую в Квебеке в 2008 году. Когда-то эта порода являлась куском морского дна. Она содержит некоторые из самых старых осадочных пород, которые, как считается, были отложены около гидротермальных источников, где трещины на морском дне пропускают богатые железом воды, нагретые магмой.

Изученная учеными порода возникла вблизи геотермального источника

Нарезав породу на пласты, ученые сравнили структуры и составы с более поздними окаменелостями, а также с окисляющими железо бактериями, которые сегодня обитают вблизи систем гидротермальных источников. В результате они обнаружили современные аналоги извилистых нитей, таких же как в древней породе.

Кроме анализа образцов горных пород под различными оптическими и рамановскими микроскопами, исследовательская группа также воссоздала компьютерные модели среза пород на основе тысяч изображений. Для этого было задействовано две технологии визуализации с высоким разрешением. Первый метод, именуемый микротомографей, был основан на использовании рентгеновских лучей.

Второй способ основан на использовании сфокусированного ионного луча. Последний срезает крошечные кусочки породы, при этом встроенный электронный микроскоп делает изображение каждого среза. Подготовленные 3D-модели позволили команде подтвердить, что нити гематита были волнистыми и скрученными, содержали органический углерод, то есть были схожи с современными микробами, питающимися железом.

Исследователи также изучили уровни редкоземельных элементов в насыщенной окаменелостями породе и выяснили, что они были аналогичны другим древним образцам горных пород. Другими словами, они подтвердили, что изученная ими порода была такой же старой, как и другие окружающие вулканические породы.

Можно ли с уверенностью говорить, что жизнь на планете зародилась действительно спустя 300 миллионов лет после возникновения планеты? Прошлое исследование этих ученых многие специалисты поставили под сомнение. Поэтому стоит подождать оценки данного исследования от других специалистов. Напомним, что по некоторым данным, жизнь появилась спустя 400 миллионов лет после образования Земли.

Новости о рождении первых континентов

Главная

Эволюция земной коры:

Образование материковой коры |

Близкие по теме страницы:
География |
Карты |

Музеи и библиотеки

На правах рекламы (см.
условия):

Алфавитный перечень страниц:
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е (Ё) |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Э |
Ю |
Я |
0-9 |
A-Z (англ.)

Ключевые слова для поиска сведений о формировании земной коры:

На русском языке: происхождение материковой коры, рождение материков, зарождение и дифференциация литосферы, формирование земной коры,
образование гранитов, классификация гранитоидов, стадии гранитообразования,
серые гнейсы, зелёно-каменные пояса, S-граниты, первые кратоны, протоконтиненты, предматерики, появление континентов;

На английском языке: continental crust, granite.

«Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005.
Автор и владелец — Игорь Константинович Гаршин
(см. резюме).

Пишите письма
().

Страница обновлена 20.05.2020

Фанерозой — явная жизнь

Фанерозой — последний эон в геологической истории. Он начался около полумиллиона лет назад и продолжается поныне. В этот период все формы жизни начали усиленно развиваться. Появляются разнообразный растительный мир и наземные животные. Формируется современное расположение материков и океанов.

Флора и фауна тесно взаимосвязаны. Жизнь во всех своих проявлениях распространяется по планете — в воздухе, на суше и в самых тёмных глубинах океана.

Происходит несколько крупных вымираний:

Ордовикско-силурийское.
Девонское.
Пермское.
Триасовое.
Мел-палеогеновое.

Последнее вымирание закончилось 65 млн лет назад.

Фанерозойский эон включает в себя 3 эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую.

Палеозойская эра

Палеозой начался 541 млн л. н. Эра длилась более 290 миллионов лет. Все материки южного полушария соединяются и возникает очередной сверхконтинент — Гондвана. К ней постепенно пристыковываются остальные части суши. Всё заканчивается образованием Пангеи и крупнейшим пермским вымиранием.

Палеозойская эра довольно продолжительная, из-за этого она делится на 6 периодов:

Кембрийский.
Ордовикский.
Силурский.
Девонский.
Каменноугольный или карбон.
Пермский.

В палеозойскую эру впервые зарождаются позвоночные, в том числе костные и хрящевые рыбы. Растения и животные постепенно выходят на сушу. Наземная фауна представлена земноводными и древними ящерами. Во время великого пермского вымирания исчезло более 95% обитателей океана и приблизительно 70% видов позвоночных животных.

Мезозойская эра

Мезозой — это геологическая эра, являющаяся временем возникновения млекопитающих. Она заняла отрезок от 252 до 66 млн л. н. Тектоническая активность планеты заметно возрастает. Происходит раскол Пангеи на несколько частей, из которых впоследствии формируются современные континенты. Этот процесс способствует усиленному видообразованию и дальнейшей эволюции всех жизненных форм на планете. Развитию животного и растительного мира также способствует влажный и тёплый климат.

Периоды мезозойской эры:

Триас.
Юра.
Мел.

Флора того времени представлена голосеменными, в особенности хвойными видами. Начинают развиваться древесные формы покрытосеменных растений. Лидерами животного мира становятся рептилии и насекомые. Первые летающие ящеры, появившиеся в юрском периоде, уверенно захватывают воздушные просторы. Динозавры достигают колоссальных размеров — масса некоторых превышает 50 тонн.

Кайнозойская эра

Кайнозой является заключительным временным отрезком в хронологии Земли. Он берёт свой отсчёт 66 млн л. н. и длится по сей день. На заре эры происходит очередное массовое вымирание. Гигантские ящеры, царствовавшие много миллионов лет, исчезают. На смену приходят млекопитающие животные. Материки продолжают своё движение, расстояние между ними увеличивается. Карта мира приобретает современный вид.

Эра млекопитающих включает в себя 3 периода:

Палеогеновый.
Неогеновый.
Четвертичный.

Флора и фауна продолжает стремительно развиваться. Эволюция порождает неисчислимое количество видов растений и животных, обитающих в воде, на суше и в воздухе. Первые современные люди появляются в плейстоценовую эпоху четвертичного периода на африканском континенте. Это эпохальное событие произошло 200 тысяч лет назад.

Поиски геологов

Геологи тщательно разыскивают более древние горные породы и, тем не менее, в геологическом календаре существует большой пробел именно между началом истории Земли и самыми старыми горными породами, которые были найдены на поверхности планеты. Их возраст определен в 3,6-3,7 млрд. лет. В стороне остался миллиард лет, о котором не существует геологической информации. Древние вулканические породы рассказывают о вулканической деятельности и ее характере в прошлом, осадочные породы говорят об условиях, бывших в прошлом на дне морей, озер или рек. Горные образования, насчитывающие 3,6 млрд. лет, встречаются на земной поверхности исключительно редко. Они были найдены в Гренландии и в Южной Африке. Возраст большинства горных пород на Земле — меньше 3 млрд. лет.

Внимание геологов привлекает факт, что даже самые древние образования, насчитывающие, скажем 3 млрд. лет и те породы, которые возникают в наше время, весьма похожи друг на друга

Если бы не было метода определения времени происхождения, мы с трудом могли бы их различать. Это значит, что в возникновении принимали участие подобные, а, может быть, и одинаковые процессы. Их остатки можно найти в Канаде, в Сибири и в других местах. Их состав точно соответствует вулканическим горным породам нашего времени. Поэтому возможно, что такие вулканы, которые нам известны сегодня на Камчатке, в Японии, на Филиппинах, в Новой Зеландии или в Исландии, стоящие на своих местах не более 5 миллионов лет, сотни миллионов лет тому назад были на месте сегодняшней Канады, Сибири или Австралии.

И дельтовидные устья рек, как, например, современный Нил или Амазонка, существовали на земном шаре в геологическом прошлом, задолго до того, как Африка или Южная Америка стали независимыми континентами. И озера, подобные нынешнему Каспию, в геологическом прошлом не были исключением.

Самый древний лед

15 миллионов лет

На первый взгляд, Сухие долины Мак-Мердо в Антарктиде свободны ото льда. Их жуткие “марсианские” ландшафты состоят из голых скал и толстого слоя пыли. Также здесь находятся остатки льда возрастом приблизительно 15 миллионов лет. Причем, с этим самым древним льдом на планете связана тайна. В течение миллионов лет долины оставались стабильными и неизменными, но в последние годы они начали оттаивать. По неизвестным причинам в долине Гарвуд установилась необычно жаркая для Антарктиды погода. Один из ледников начал усиленно таять по крайней мере 7000 лет. С тех пор он уже потерял огромное количество льда и не видно никаких признаков того, что это прекратится.

Система Скандинавских гор

Это система горных образований, «обнимающая» весь Скандинавский полуостров. Раньше она представляла собой целый хребет. Но с течением времени образовалось множество плоскогорий, которые теперь замещают некогда остроконечные впечатляющие скалы.

Время образования доподлинно неизвестно. По разным данным, оно варьируется от 4,8 до 3,9 млн лет. Точно известно только то, что хребет начал формироваться в каледонскую эпоху. В среднем высота плоскогорий сейчас составляет не более 1000 м.

Когда еще не были сформированы материки, ледовые языки достигали территорий современной Северной Америки, Великобритании и Шпинцбергена. Позднее лед сверху значительно изменил непрерывно воздействуя на них, он способствовал значительному уменьшению высоты, размытию склонов и образованию U-образных впадин. Сейчас гранитные обломки можно найти далеко от Скандинавии.

Окаменелости Квебека

В марте 2017 года Доминик Папино, геохимик из Лондонского университетского колледжа, и его ученик Мэтью Додд описали окаменелости, обнаруженные в Квебеке, в породе, которая относится к началу истории Земли. Это формирование является фрагментом первобытного океанского дна Земли. Окаменелости, размерами около половины ширины человеческого волоса и длиной в полмиллиметра, были погребены внутри камней. Они состоят из оксида железа, называемого гематитом. И могут быть окаменевшими колониями, построенными микробными сообществами. Их возраст может составлять до 4,28 миллиарда лет, заявил Додд.

«Они сформировали студенистые, ржаво-красные области на скалах вокруг вентиляционных отверстий», – сказал он. Подобные структуры существуют и в сегодняшних океанах. Где сообщества микробов и трубчатые черви процветают вокруг гидротермальных источников.

Додд нашел трубки вблизи графита и карбонатных «розеток», крошечных углеродных колец, содержащих органические материалы. Розетки могут образовываться из-за различных небиологических процессов. Но Додд также обнаружил минерал, называемый апатитом. Именно он, по его словам, является маркером биологической активности. Исследователи также проанализировали изотопы углерода в графите. Как правило, живые существа любят использовать более легкие изотопы. Поэтому превышение количества углерода 12 над углеродом 13 можно использовать для вывода о существовавшей биологической активности.

Графит около розеток также предполагает наличие жизни. Найденные трубки и окружающая их химия предполагают, что они являются остатками микробного сообщества. Которое жило около глубоководного гидротермального источника, сказал Додд.

Геологи все еще обсуждают точный возраст скального пояса, где были найдены окаменелости. Но они согласны с тем, что он включает в себя одно из старейших, если не самых старых, железистых образований на Земле.

В сентябре 2017 года исследователи из Японии опубликовали исследование графитовых хлопьев из осадочной породы возрастом 3,95 млрд. лет. Юдзи Сано и Цуйоши Комия из Токийского университета утверждают, что отношение углеродных изотопов исследуемого графита указывает на то, что он тоже был создан жизнью. Но графитовые хлопья не сопровождались какой-либо особенностью, которая выглядела как окаменелость.

Глина — мать или дочь гранитов?

Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае),
монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы.

Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав:
47% (массы) оксида кремния (IV) (SiO₂), 39 % оксида алюминия (Al₂О₃) и 14 % воды (Н2O).

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений
образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.
И, главное, глина способна образовываться только при наличии влаги.

Минералы, загрязняющие глины и каолины:
Кварц (SiO₂) ,
Гипс (CaSO₄·2H₂O),
Доломит (MgO·CaO·2CO₂),
Кальцит (CaO·CO₂),
Глауконит (K₂O·Fe₂O₃·4SiO₂·10H₂O),
Лимонит (Fe₂O₃·3H₂O),
Магнетит (FeO·Fe₂O₃),
Марказит (FeS₂), Пирит (FeS₂ ),
Рутил (TiO₂),
Серпентин (3MgO·2SiO₂·2H₂O),
Сидерит (FeO·CO2).

Тайна Канады

Наличие столь древних образований действительно долгое время оставалось тайной, однако потом ученые подсчитали возраст скал, находящихся неподалеку от поселка Нуввуагиттук. Им оказалось около 4,3 млрд лет. Одни из самых старых гор в мире получили название в честь эскимосского поселка, расположившегося рядом со скалами. Порода так же, как и у горы Карандаш, считается редкой. Она называется тоналин, а по внешнему виду напоминает кварц.

Кроме того, магматическая порода — не единственная основа. Около Нуввуагиттука располагается большое количество горных вулканических пород. Не все ученые согласны по поводу возраста гор, а потому относительно данного момента пока не прекращаются споры. Следовательно, выделить правдоподобную информацию не представляется возможным.

Следы первой жизни Земле в кварцевой породе

Для своего исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Science Advances, ученые использовали кварцевую породу размером с кулак, добытую в Квебеке (Канада). Как и ранее, образцы породы разрезали на тонкие пластины, что позволило изучить структуры из гематита. Однако толщина пластин была больше, чем в прошлый раз — составляла 100 микрометров, то есть толщина пластин сопоставима с толщиной листа бумаги. Это позволило обнаружить крупные следы первых на Земле бактерий.

В результате ученые действительно нашли в древней породе гораздо более крупную и сложную структуру, чем в прошлой работе. Следы жизни, отпечатавшиеся в гематите, имели форму волнистых, скрученных, параллельных друг другу и ветвящихся нитей. Некоторые из них по форме напоминали даже неправильные сферы.

Следы внутри породы, по мнению ученых, имеют биологическое происхождение

Конечно, структуры вполне могли образоваться в результате химических реакций. Однако, по мнению ученых, древовидный ствол, обладающий параллельными ветвями, имеет биологическое происхождение. О том, как вообще могли появиться первые бактерии на Земле, мы рассказывали ранее.