Изучение возраста земли. Краткое описание

1. Введение.

Изучение  возраста земли. Краткое  описание.

     Согласно данным радиоизотопных датировок, возраст Земли составляет 4,5—5 миллиардов лет. Остатки растений и животных позволяют узнавать возраст горных пород. Широко известен каменноугольный период, когда образовались крупнейшие месторождения на территориях, где ныне находятся Донбасс, Кузбасс и многие другие районы. В Поволжье крупные месторождения нефти заключены в породах, которые отлагались во время девонского периода, а знаменитые месторождения фосфоритов в Южном Казахстане приурочены к осадкам морей кембрийского периода. Таким образом, в разное время на Земле отлагались разные ископаемые. Поэтому для их поисков надо уметь узнавать, в какую эпоху отлагались соответствующие слои и чем они отличаются от более молодых и более древних осадочных толщ.

     На помощь геологам приходит палеонтология — наука об организмах геологического прошлого и о развитии живой природы в течение геологических времён. Если мы находим в пласте известняка панцирь трилобита, то можно уверенно сказать, что известняк образовался в палеозойскую эру. Этот пласт гораздо старше, чем слои, в которых найдены кости млекопитающих животных. Иногда бывает достаточно небольшой раковинки, крохотного обломка окаменевшей древесины, чтобы определить, в какой период отлагались те или иные слои.

     Изучив последовательно смену событий — и геологических и биологических, учёные разделили всю долгую историю нашей планеты на пять наиболее крупных отрезков — эр. Три последние эры — палеозойская, мезозойская и кайнозойская (от греческих слов «палеос» — древний, «мезос» — средний, «кайнос» — новый и «зое» — жизнь) — разделяются на несколько периодов, а периоды в свою очередь — на эпохи и века. Две наиболее древние и самые продолжительные эры — архейская и протерозойская (по-гречески «археос» — древний, старый и «протерос» — первый, начальный) — на периоды, эпохи и века пока не разделяются.

Геохронологическая  шкала — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет (рисунок 1.)

(рисунок  1.) 

     Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям — глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием. 

Четвертичный  период. Понятие эпохи «плейстоцена».

     Четвертичный период, или антропоген — геологический период, современный этап истории Земли, завершает кайнозой (на данный момент). Начался 2,5 миллионов лет назад и продолжается по сей день. Это самый короткий геологический период, но именно в четвертичном периоде сформировалось большинство современных форм рельефа, и произошло множество существенных событий в истории Земли (с точки зрения человека), важнейшие из которых: ледниковая эпоха и появление человека. Продолжительность четвертичного периода так мала, что обычные палеонтологические методы относительного и изотопного определения возраста оказались недостаточно точны и чувствительны. На таком коротком интервале времени применяется, прежде всего, радиоуглеродный анализ и другие методы, основанные на распаде короткоживущих изотопов.

Четвертичный  период подразделяется на плейстоцен и голоцен. 

Плейстоцен.

    Плейстоцен (от др. греч. «плейтос» - самый многочисленный и «каитос» — новый, современный) — эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,5 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет назад. Эпохе плейстоцена предшествует эпоха плиоцена, а последовательницей является эпоха голоцена. Плейстоцен — время великих оледенений, в этом геологическом периоде суровые ледниковые эпохи чередовались с относительно тёплыми межледниковьями. В целом, климат плейстоцена во время межледниковий практически идентичен современному, но животный мир различается: например, по окончании плейстоцена вымерли многие представители тундростепи или южноамериканских памп (частично из-за климатических перемен, частично из-за охоты со стороны древних людей): в Южной Америке исчезли броненосец дедикурус, гигантская саблезубая кошка Smilodon populator (смилодон), копытное макраухения, ленивец мегатерий; в Северной Америке исчезают последний представитель птиц-тиранов или форораков (фороракос) — титанис Уоллера, десятки видов аборигенных копытных, включая американских лошадей, верблюдов, степных пекари, разнообразных оленей, вилороговых «антилоп» и быков; тундростепь Евразии и отчасти Аляски/Канады лишилась таких животных как мамонт, шерстистый носорог, большерогий олень, пещерный медведь и пещерный лев. Кроме того, неандертальцы не выдержали конкуренции с кроманьонцами и вымерли (возможно, были истреблены ими).

     Эпоха плейстоцена подразделяется на следующие периоды:

1. доледниковый - эоплейстоцен (2-0,6 млн), в конце его был первый ледниковый период - Гюнц ;
2. нижний плейстоцен (0,6-0,4 млн), во время которого было второе оледенение - Миндель ;
3. средний плейстоцен (0,4-0,2 млн) с третьим оледенением - Рисе ;
4. верхний плейстоцен (0,2-0,01 млн) с последним оледенением - Вюрм .

Общее описание климата  эпохи плейстоцена.

    В начале плейстоцена большинство материков занимало то же положение, что и в наши дни, причем некоторым из них для этого потребовалось пересечь половину земного шара. Узкий сухопутный "мост" связывал между собой Северную и Южную Америку. Австралия располагалась на противоположной от Британии стороне Земли. На северное полушарие наползали гигантские ледниковые покровы. Мир был в объятиях великого оледенения. Голоцен начался 10000 лет назад. Климат потеплел, ледники отступили, и настало время расцвета человеческой расы.

   Во время великого оледенения земная поверхность замерзала и вновь оттаивала, по меньшей мере, четыре раза. Холодные периоды получили название ледниковых, а периоды потепления — межледниковых. В течение оледенений льды расползались от Северного полюса к югу. Затем, при потеплении, ледниковый фронт отступал обратно в полярные области. Сегодня мы живем в эпоху очередного межледниковья — возможно, пятого за последний миллион лет. Во время последнего оледенения ледниковые покровы занимали примерно 28 млн км' суши, ныне свободной ото льда. В то же время уровень моря был ниже современного приблизительно на 150 м. В сущности, никто толком не знает, отчего происходят оледенения. Некоторые геологи полагают, что Земля в своем развитии проходит определенные циклы протяженностью в миллионы лет, подобно тому, как происходит смена времен года. Возможно, это как-то связано с расположением Земли в пространстве или ее положением относительно Солнца. Как бы то ни было, у полюсов периодически скапливаются громадные массы льда и снега. Когда такое происходит, снег отражает тепловую энергию Солнца обратно в космос, и па Земле становится холоднее. Из-за этого образуется еще больше снега и льда, и земная поверхность все сильнее охладевает.

    Архантропы (древние люди эпохи плейстоцена) были современниками значительных изменений климата, рельефа, растительного и животного мира. Крайними проявлениями климатических колебаний были чередования не ледниковых (доледниковых и межледниковых) и ледниковых условий. Развитие природы происходило на фоне постепенного ухудшения климата. Если в конце плиоцена оледенение в умеренных широтах было горным, то в нижнем плейстоцене обширные равнинные пространства покрываются ледником, достигавшим многих сотен метров мощности. Похолодания вызывали очень большие перестройки ландшафтов. А это сказывалось и на расселении древнейших людей и их материальной культуре. Особенно сильно они сказались на фауне и растительности, которые становятся еще ближе к современным.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II. Стадии развития растительности эпохи плейстоцена.

Начало  плейстоцена.

Конец плиоцена - начало плейстоцена - эпоха  крупной перестройки рельефа. Первопричиной  этого стало изменение общей  тенденции неотектонических движений: преобладание поднятий на платформенных  равнинах суши сменилось преимущественным опусканием. В океанических впадинах, наоборот, преобладали поднятия. В  результате уровень океана повысился, и моря проникли на окраины платформенных  равнин. В горах и плоскогорьях по - прежнему преобладали поднятия и процессы размыва. На равнины и  в морские бассейны выносились огромные массы материала и формировались  мощные толщи отложений. На севере Евразии широко распространены морские и ледниково-морские отложения. Они формировались одновременно с оледенением и соответствовали начальным этапам длительной трансгрессии Арктического бассейна. И здесь ледниково-морские и морские отложения приурочены главным образом к древним речным долинам. Морские воды в первую очередь проникали в эти долины. В Понто-Каспии главными событиями были трансгрессии и регрессии, особенно выразительно проявившиеся в бассейне Каспия и в северном Предкавказье. Здесь Черное и Каспийское моря неоднократно соединялись широким проливом, возникавшим в районе Кума - Манычского прогиба.

Вблизи  кромки ползущих ледников земля была совершенно безжизненной. Лишь некоторые  крохотные организмы, так называемые лишайники, ухитрялись существовать на голых скалах. Даже в районах, покрытых круглый год льдами, почва промерзала на несколько метров в глубину. На таких тундровых землях дубовые  и буковые леса, произраставшие здесь  до оледенения, теперь полностью исчезали. Их место заняли узкоспециализированные растения, в том числе те же лишайники  и некоторые травы. На смену дубовым  и буковым лесам повсеместно  приходили громадные хвойные  леса. В периоды потепления, когда  льды отодвигались к северу, исчезали специализированные хладостойкие растения, и по суше вновь распространялись дубовые и буковые леса. Появлялись также обширные луга с богатой растительностью и области, где встречалось множество цветковых растений.

С началом  окского оледенения растительность претерпевает коренные изменения. Они  произошли на всей территории, и  особенно в арктических и умеренных  областях. Ландшафты тундрового типа широким фронтом проникали в  средние широты. На Русской равнине  тогдашняя природная обстановка реконструируется для Прибалтики, Белоруссии, центральных районов, низовьев Камы. В. С. Волкова, например, считает, что лесная зона в это время в Западной Сибири вовсе отсутствовала. Лесная растительность, по ее мнению, была лишь в Казахстане. Распространение тундроподобных ландшафтов так далеко на юг в Западной Сибири по сравнению с Русской равниной - результат большей континентальности зауральских пространств.

Растительность внеледниковых областей обычно называют пери гляциальной. Значительно лучше она изучена для поздних оледенений, а нижнеплейстоценовая перигляциальная растительность известна лишь в общих чертах. Главная ее особенность, заключается в том, что она была "смешанной". В ее составе были лесные (сосна, береза, лиственница и др. ) тундровые (кустарниковые березы, полярные ивы, арктические плауны и др. ), степные и даже полупустынные растения (полыни, лебедовые, эфедра, терескен и др. ). Были и галофиты, т. е. солелюбивые растения. Все эти растения образовывали своеобразные ландшафты (тундростепи, перигляциальные степи), аналогов которым нет в современной растительности. На рубеже плиоцена и плейстоцена в южных районах происходили крупные перестройки состава фауны. К этому времени относится смена таманского комплекса тираспольским. Там установлен аналог тираспольского комплекса. Тираспольская фауна в разрезе возле Тирасполя может оказаться еще доледниковой.

Средний плейстоцен.

Главными  палеогеографическими событиями этого  времени были лихвинское (тобольское) межледниковье и максимальное (днепровское, самаровское) оледенение. Лихвинское (тобольское) межледниковье пришло на смену окскому оледенению и характеризовалось благоприятным климатом, широким распространением лесных ландшафтов весьма экзотического, в сравнении с современными, состава. Это межледниковье продолжительнее всех последующих, и для него характерны неоднократные смены ландшафтов.

Осадконакопление  в это время происходило при  менее расчлененном рельефе и  высоком уровне океана. Об этом свидетельствуют  мощные толщи морских отложений (до 50 - 100 м). Они исследованы в  бассейне Балтийского моря и на севере Евразии (от бассейна Северной Двины  до самой Чукотки). Обычно морские  отложения залегают на десятки метров ниже уровня моря. В современную  сушу по древним речным долинам они  вдаются широкими заливами - эстуариями на многие десятки и даже сотни километров. В Понто-Каспии также были трансгрессивные фазы, соответствующие нижнехазарской, палеоузунларской и древнеэвксинской трансгрессиям. Особенно выразительно колебания уровня моря зафиксированы в бассейне Каспия. Здесь есть мощные (до нескольких сотен метров) толщи морских осадков. Изменения размеров Черного моря были незначительными.  

Рисунок 2. Этапы осадконакопления, почвообразования и криолитогенеза по материалам Чекалинского разреза (по Н. Г. Судаковой)