Геохронологічна спіраль. Міжнародна стратиграфічна (геохронологічна) шкала

Стратиграфічна шкала (геохронологічна) - еталон, за допомогою якого вимірюється історія Землі за часовою та геологічною величиною. є своєрідним календарем, який відраховує проміжки часу у сотнях тисяч і навіть мільйонів років.

Про планету

Сучасні загальноприйняті уявлення щодо Землі засновані на різних даних, згідно з якими вік нашої планети дорівнює приблизно чотирьом з половиною мільярдам років. Ні гірських порід, ні мінералів, які могли б свідчити про освіту нашої планети, поки що не виявили ні в надрах, ні на поверхні. Тугоплавкі сполуки, багаті на кальцій, алюміній і вуглисті хондрити, які були утворені в Сонячній системі раніше, обмежують максимальний вік Землі саме цими цифрами. Стратиграфічна шкала (геохронологічна) показує межі часів освіти планети.

Було досліджено різноманітні метеорити за допомогою сучасних методів, у тому числі і урано-свинцевих, і в результаті представлено оцінки віку Сонячної системи. В результаті час, що минув з моменту створення планети, було розмежовано на часові інтервали по найважливіших для Землі подіях. Шкала геохронологічна дуже зручна для відстеження геологічних часів. Ери фанерозою, наприклад, розмежовані найбільшими еволюційними подіями, коли відбувалося глобальне вимирання живих організмів: палеозою на кордоні з мезозою ознаменувався найбільшим за всю історію планети зникненням видів (пермо-тріасове), а кінець мезозою відокремлений від кайнозою вимирання.

Історія створення

Для ієрархії та номенклатури всіх сучасних підрозділів геохронології найважливішим виявилося дев'ятнадцяте століття: у другій його половині відбулися сесії МГК – Міжнародного геологічного конгресу. Після цього з 1881 по 1900 роки складалася сучасна стратиграфічна шкала.

Геохронологічна її «начинка» надалі неодноразово уточнювалася і видозмінювалася в міру надходження нових даних. Цілком різні ознаки послужили темами для конкретних назв, але найпоширеніший чинник – географічний.

Назви

Геохронологічна шкала іноді пов'язує назви і з геологічним складом порід: кам'яновугільний з'явився у зв'язку з величезною кількістю вугільних пластів при розкопках, а крейдяною - просто тому, що у світі поширилася писча крейда.

Принцип побудови

Щоб визначити відносний геологічний вік породи, була потрібна особлива геохронологічна шкала. Ери, періоди, тобто вік, що вимірюється у роках, не має великого значення для геологів. Весь час життя нашої планети розділилося на два основні відрізки - фанерозою і криптозою (докембрій), які розмежовуються появою викопних залишків в осадових породах.

Криптозою - найцікавіше приховане від нас, оскільки ті м'якотілі організми, що існували тоді, не залишили жодного сліду в осадових породах. Періоди геохронологічної шкали такі, як едіакарій та кембрій, з'явилися у фанерозої через пошуки палеонтологів: вони знайшли в породі велику кількість різноманітних молюсків та безліч видів інших організмів. Знахідки викопної фауни та флори дозволили їм розчленувати товщі та дати їм відповідні назви.

Тимчасові інтервали

Другий найбільший поділ - спроба позначити історичні інтервали життя Землі, коли чотири головні періоди розділила геохронологічна шкала. Таблиця показує їх як первинний (докембрій), вторинний (палеозою і мезозою), третинний (майже весь кайнозою) і четвертинний - період, що знаходиться на особливому становищі, оскільки хоч і є найкоротшим, але рясніє подіями, що залишили яскраві та добре читані.

Зараз для зручності геохронологічна шкала Землі ділиться на 4 ери та 11 періодів. Але два останні з них діляться ще на 7 систем (епох). Це не дивно. Особливо цікаві саме останні відрізки, оскільки це відповідає часу появи та розвитку людства.

Основні віхи

За чотири з половиною мільярди років в історії Землі відбулися такі події:

• З'явилися доядерні організми (перші прокаріоти) – чотири мільярди років тому.
• Виявилася здатність організмів до фотосинтезу – три мільярди років тому.
• З'явилися клітини з ядром (еукаріоти) – два мільярди років тому.
• Розвинулися багатоклітинні організми – один мільярд років тому.
• З'явилися предки комах: перші членистоногі, павукоподібні, ракоподібні та інші групи – 570 мільйонів років тому.
• Риби та протоамфібії – їм п'ятсот мільйонів років.
• З'явилися наземні рослини і тішать нас уже 475 мільйонів років.
• Комахи живуть на землі чотириста мільйонів років, а рослини у тому ж часовому проміжку одержали насіння.
• Земноводні мешкають на планеті вже 360 мільйонів років.
• Рептилії (плазуни) з'явилися триста мільйонів років тому.
• Двісті мільйонів років тому почали розвиватися перші ссавці.
• Сто п'ятдесят мільйонів років тому – перші птахи намагалися освоювати небо.
• Сто тридцять мільйонів років тому розцвіли квіти (квіткові рослини).
• Шістдесят п'ять мільйонів років тому Земля назавжди втратила динозаврів.
• Два з половиною мільйони років тому з'явився чоловік (рід Homo).
• Сто тисяч років виповнилося від початку антропогенезу, завдяки чому люди набули свого сьогоднішнього вигляду.
• Двадцять п'ять тисяч років немає на Землі неандертальці.

Геохронологічна шкала та історія розвитку живих організмів, злиті воєдино, нехай дещо схематично та узагальнено, з досить приблизними датуваннями, але поняття про розвиток життя на планеті надають наочно.

Напластування порід

Земна кора здебільшого стратифікована (там, де не виникло порушень пластів через землетруси). Загальна геохронологічна шкала складена відповідно до розташування напластувань гірських порід, які ясно показують, як зменшується їх вік від нижніх до верхніх.

Копалини організми теж видозмінюються у міру просування вгору: вони стають все більш складними у своїй будові, деякі зазнають значних змін від шару до шару. Це можна поспостерігати, не відвідуючи палеонтологічні музеї, а просто спустившись у метро - на облицювальному граніті та мармурі залишили свої відбитки дуже віддалені від нас епохи.

Антропоген

Останній період кайнозойської ери - сучасний етап земної історії, що включає плейстоцен і голоцен. Чого тільки не відбувалося в ці бурхливі мільйони років (фахівці вважають досі по-різному: від шестисот тисяч до трьох з половиною мільйонів). Були неодноразові зміни похолодань і потеплінь, величезні континентальні заледеніння, коли південніше льодовиків, що насунулися, клімат зволожувався, з'являлися водні басейни як прісні, так і солоні. Льодовики вбирали у собі частина Світового океану, рівень у якому знижувався сто і більше метрів, рахунок чого утворювалися з'єднання континентів.

Таким чином, стався обмін фауною, наприклад, між Азією та Північною Америкою, коли утворився міст замість Берінгової протоки. Ближче до льодовиків розселялися холодолюбні тварини та птиці: мамонти, волохатие носороги, північні олені, вівцебики, песці, полярні куріпки. Вони поширювалися на південь дуже далеко – до Кавказу та Криму, до Південної Європи. По ходу льодовиків досі збереглися реліктові ліси: соснові, ялинові, ялицеві. І лише на відстані від них росли лісові листяні, що складаються з таких дерев, як дуб, граб, клен, бук.

Плейстоцен та голоцен

Це епоха після льодовикового періоду - ще закінчений і до кінця прожитий відрізок історії нашої планети, який позначає міжнародна геохронологічна шкала. Антропогенний період - голоцен, обчислюється від останнього материкового заледеніння (північ Європи). Саме тоді суша та Світовий океан набули сучасних обрисів, а також склалися і всі географічні зони сучасної Землі. Попередник голоцену – плейстоцен є першою епохою антропогенного періоду. Похолодання, що почалося на планеті, триває - основна частина зазначеного періоду (плейстоцену) була ознаменована набагато холоднішим кліматом, ніж сучасний.

Північна півкуля переживає останнє заледеніння - у тринадцять разів поверхня льодовиків перевершувала сучасні утворення навіть у міжльодовикові проміжки. Рослини плейстоцену найбільш близькі до сучасних, але розташовувалися вони дещо інакше особливо в періоди заледенінь. Змінювалися пологи та види фауни, що виживали пристосовані до арктичної форми життя. Південна півкуля не дізналася таких величезних потрясінь, тому рослини і тваринний світ плейстоцену досі присутні у багатьох видах. Саме плейстоцене відбувалася еволюція роду Homo - від (архантропи) до Homo sapiens (неоантропи).

Коли з'явилися гори та моря?

Другий період кайнозойської ери - неоген і його попередник - палеоген, що включають пліоцен і міоцен близько двох мільйонів років тому, тривали приблизно шістдесят п'ять мільйонів років. У неогені завершилося формування багатьох гірських систем: Карпати, Альпи, Балкани, Кавказ, Атлас, Кордильєри, Гімалаї тощо. Одночасно змінювалися обриси та розміри всіх морських басейнів, оскільки він зазнали сильного осушення. Саме тоді заледеніла Антарктида та багато гірських областей.

Морські жителі (безхребетні) вже стали близькими до сучасних видів, а на суші панували ссавці – ведмеді, кішки, носороги, гієни, жирафи, олені. Людиноподібні мавпи розвиваються настільки, що трохи пізніше (у пліоцені) змогли з'явитися австралопітеки. На континентах ссавці жили окремо, оскільки був зв'язок з-поміж них, але у пізньому міоцені Євразія і Північна Америка фауною все-таки обмінялися, а кінці неогена з Північної Америки фауна мігрувала до Південної. Саме тоді утворилися у північних широтах тундра та тайга.

Палеозойська та мезозойська ери

Мезозою передує кайнозойській ері і тривав 165 мільйонів років, включаючи крейдяний, юрський і тріасовий періоди. У цей час інтенсивно утворювалися гори на периферіях Індійського, Атлантичного та Тихого океанів. Плазуни почали своє панування і на суші, і у воді, і в повітрі. Тоді ж з'явилися і перші, ще дуже примітивні ссавці.

Палеозою розташований на шкалі перед мезозоєм. Тривав він близько трьохсот п'ятдесяти мільйонів років. Це час найактивнішого гороутворення та найінтенсивнішої еволюції всіх вищих рослин. Майже всі відомі безхребетні та хребетні різних типів та класів утворилися саме тоді, але ссавців та птахів ще не було.

Протерозою та архей

Епоха протерозою тривала близько двох мільярдів років. У цей час були активними процеси осадоутворення. Добре розвивалися синьо-зелені водорості. Детальніше дізнатися про ці далекі часи можливість не представилася.

Архей - найдавніша ера в задокументованій історії нашої планети. Тривала вона близько мільярда років. Внаслідок активної вулканічної діяльності з'явилися найперші живі мікроорганізми.

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

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.

Представлені чотири хронограми, що відображають різні етапи історії Землі у різному масштабі.

Верхня діаграма охоплює історію Землі;

Друга – фанерозою, час масової появи різноманітних форм життя;

Третя – кайнозою, період часу після вимирання динозаврів;

Нижня – антропоген (четвертинний період), час появи людини.

Мільйони років

Найбільшим підрозділом є еон, яких виділяється 3: 1) архейська(грец. «археос» – найдавніший) – понад 3,5-2,6 млрд. років; 2) протерозойський(грецьк. «протерос» – первинний) – 2,6 млрд. років – 570 млн. років; 3) фанерозойський(грец. «Фанерос» – явний) – 570 – 0 млн. років. Еони поділяються на ери, а вони у свою чергу на періоди та епохи (див. геохронологічну шкалу).

Фанерозойський еон поділяється на ери: палеозойську(грец. "Палеос" - стародавній, "Зоо" - життя) (6 періодів); мезозойську(грец. «мезос» – середній) (3 періоди) та кайнозойську(грец. «Кайнос» - новий) (3 періоди). 12 періодів названі по тій місцевості, де вони були вперше виділені та описані - кембрій - давня назва півострова Уельс в Англії; ордовик і силур - за назвою древніх племен, що жили також в Англії; девон - за графством Девоншир знову-таки в Англії; карбон – по кам'яному вугіллю; перм – по Пермській губернії у Росії тощо.

Геологічні періоди мають різну тривалість від 20 до 100 млн. років. Щодо четвертинного періоду або антропогену(грец. «антропос» – людина), він за тривалістю вбирається у 1,8-2,0 млн. років і ще закінчений.

Слід звернути увагу до стратиграфічну шкалу, що має справу з відкладеннями. У ній використовуються інші терміни: еонотема (еон), ератема (ера), система (період), відділ (епоха), ярус (століття). Тому ми говоримо, що в у кам'яновугільний періодформувалися поклади кам'яного вугілля», але «кам'яновугільна система характеризується поширенням вугленосних відкладень». У першому випадку йдеться про час, у другому – про відкладення.

Усі підрозділи геохронологічної та стратиграфічної шкал рангу періоду-системи позначаються за першою літерою латинського найменування, наприклад кембрій є, ордовик – О, силур – S, девон – D тощо, а епохи (відділи) – цифрами – 1,2, 3, які ставляться праворуч від індексу внизу: нижня юра J1, верхня крейда – К2 тощо. Кожен період (система) має свій колір, яким і вказується на геологічній карті. Ці кольори загальноприйняті та заміні не підлягають.

Геохронологічна шкала є найважливішим документом, що задовольняє послідовність та час геологічних подій в історії Землі. Її треба знати обов'язково і тому шкалу необхідно вивчити з перших кроків вивчення геології.

Ізотопні методи визначення віку мінералів та гірських порід

Після відкриття у 1896 р. французьким фізиком А. Беккерелем явища радіоактивного розпаду стало можливим встановлення віку мінералів та гірських порід. Було також встановлено, що процес радіоактивного розпаду відбувається з постійною швидкістю як на Землі, так і в Сонячній системі. На цій підставі П. Кюрі (1902) і незалежно від нього Е. Резерфорд (1902) висловили думку про можливість використання радіоактивного розпаду елементів як міру геологічного часу. Так наука на початку XX століття підійшла до створення годинника, заснованого на радіоактивних природних перетвореннях, перебіг яких не залежить від геологічних та астрономічних явищ.

Запитання №3. Геодинамічні процеси. Геологічні порушення

Тектоніка літосферних плит – сучасна геологічна теорія

Вирішальний внесок у сучасну геологічну теорію тектоніки літосферних плит зробили такі відкриття: 1) встановлення грандіозної, близько 60 тис. км системи серединно-океанічних хребтів та гігантських розломів, що перетинають ці хребти; 2) виявлення та розшифрування лінійних магнітних аномалій океанічного дна, що дають можливість пояснити механізм та час його утворення; 3) встановлення місця та глибин гіпоцентрів (осередків) землетрусів та вирішення їх фокальних механізмів, тобто. визначення орієнтування напруги в осередках; 4) розвиток палеомагнітного методу, заснованого на вивченні давньої намагніченості гірських порід, що дало змогу встановити переміщення континентів щодо магнітних полюсів Землі.

Літосферна плита – це велика стабільна ділянка земної кори, частина літосфери. Відповідно до теорії тектоніки плит, літосферні плити обмежені зонами сейсмічної, вулканічної та тектонічної активності – межами плити. Межі плит бувають трьох типів: дивергентні, конвергентні та трансформні.

В одній точці можуть сходитися лише три плити. Конфігурація, в якій в одній точці сходяться чотири або більше плит, нестійка і швидко руйнується з часом.

Існує два принципово різні види земної кори - кора континентальна і кора океанічна. Деякі літосферні плити складені виключно океанічною корою (приклад - найбільша тихоокеанська плита), інші складаються з блоку континентальної кори, впаяного в океанську кору.

Літосферні плити постійно змінюють свої обриси, вони можуть розколюватися в результаті рифтингу і споювати, утворюючи єдину плиту в результаті колізії. Літосферні плити можуть тонути в мантії планети, досягаючи глибини зовнішнього ядра. З іншого боку, розподіл земної кори на плити неоднозначно, і в міру накопичення геологічних знань виділяються нові плити, а деякі межі плит визнаються неіснуючими. Обриси плит змінюються з часом. Особливо це стосується малих плит, щодо яких геологами запропоновано багато кінематичних реконструкцій.

Понад 90 % поверхні Землі покрито 14 найбільшими літосферними плитами.

Основна ідея нової теорії базувалася на визнанні поділу літосфери, тобто. верхньої оболонки Землі, що включає земну кору і верхню мантію до астеносфери, на 7 самостійних великих плит, крім низки дрібних.

Ці плити у своїх центральних частинах позбавлені сейсмічності, вони тектонічно стабільні, а от по краях плит сейсмічність дуже висока, там постійно відбуваються землетруси. Отже, крайові зони плит відчувають велику напругу, т.к. переміщуються щодо один одного.

Основні літосферні плити (по В.Є.Хаїну та М.Г.Ломізі): 1 – осі спредингу (дивергентні кордони),2 - Зони субдукції (конвергентні кордони),3 - трансформні розломи,4 - Вектори «абсолютних» рухів літосферних плит. Малі плити: Х – Хуан-де-Фука; Ко - Кокос; К – Карибська; А - Аравійська; Кт - Китайська; І – Індокитайська; О - Охотська; Ф – Філіппінська

Визначивши характер напруги в осередках землетрусів на краях плит, вдалося з'ясувати, що в одних випадках це розтягнення, тобто. плити розходяться і відбувається вздовж осі серединно-океанічних хребтів, де розвинені глибокі ущелини – рифти (англ. «рифт» – ущелина). Подібні межі, що маркують зони розходження літосферних плит, називаються дивергентними(англ. дивергенс - розбіжність).

Оболонкова будова Землі

Сучасні сейсмічність, вулканізм та межі плит

Типи меж літосферних плит:1 - Дивергентні кордони. Розкриття океанських рифтів, що викликають процес спредингу: М – поверхня Мохоровичіча, Л – літосфера;2 - Конвергентні кордони. Субдуція (занурення) океанічної кори під континентальну: тонкими стрілками показаний механізм розтягування – стискування у гіпоцентрах землетрусів (зірочки); П – первинні магматичні вогнища; 3 – трансформні межі; 4 – колізійні межі.

Дивергентні кордони

Конвергентні (субдукційні) межі: взаємодія океанської плити з континентальною та взаємодія океанських плит

Насування океанської плити на континентальну – обдукція

Конвергентні межі (зіткнення та взаємодія континентальних плит)

Трансформні кордони

Розташування осьових частин серединноокеанських хребтів. Є основними дивергентними кордонами

Межі плит, напрями та швидкості переміщення плит, центри сучасної сейсмічної та вулканічної активності

Кінематика літосферних плит

На інших межах плит в осередках землетрусів, навпаки, виявлено обстановку тектонічного стискування, тобто. у цих місцях літосферні плити рухаються назустріч одна одній зі швидкістю, що досягає 10-12 см/рік. Такі межі отримали назву конвергентних(англ. конвергенс – сходження), які протяжність також близька до 60 тис. км.

Існує ще один тип меж літосферних плит, де вони зміщуються горизонтально щодо один одного, як би зсуваються, про що говорить і обстановка сколювання в осередках землетрусів у цих зонах. Вони отримали назву трансформних розломів(англ. трансформ - перетворювати), т.к. передають, перетворюють рухи від однієї зони до іншої.

Деякі літосферні плити складені як океанічною, і континентальної корою одночасно. Наприклад, Південноамериканська єдина плита складається з океанічної кори західної частини південної Атлантики та з континентальної кори Південноамериканського континенту. Лише одна, Тихоокеанська плита повністю складається з кори океанічного типу.

Сучасними геодезичними методами, включаючи космічну геодезію, високоточні лазерні вимірювання та іншими способами встановлені швидкості руху літосферних плит і доведено, що океанічні плити рухаються швидше за тих, до структури яких входить континент, причому, чим товщі континентальна літосфера, тим швидкість руху плити нижча.

Загальноприйнятою точкою зору переміщення літосферних плит є визнання конвективного перенесення речовини мантії. Поверхневим виразом такого явища є рифтові зони серединно-океанічних хребтів, де відносно нагріта мантія піднімається до поверхні, піддається плавленню і магма виливається у вигляді базальтових лав у рифтовій зоні і застигає.

Походження смугових магнітних аномалій у океанах. А та В – час нормальної, Б – час зворотної намагніченості порід:1 - океанічна кора,2 - Верхня мантія,3 - рифтова долина по осі серединно-океанічного хребта,4 - Магма,5 - Смуга нормально і6 – назад намагнічених порід

Далі в ці застиглі породи знову впроваджується базальтова магма і розсуває в обидва боки древніші базальти. І так відбувається багато разів. При цьому океанічне дно нарощується, розростається. Подібний процес отримав назву спредінгу(англ. спредінг - розгортання, розстилання). Таким чином, спрединг має швидкість, що вимірюється по обидва боки осьового рифту серединно-океанічного хребта.

Швидкість розростання океанічного дна коливається від кількох мм до 18 см на рік. Суворо симетрично по обидва боки серединно-океанічних хребтів у всіх океанах розташовані лінійні магнітні позитивні та негативні аномалії. Скрізь ми бачимо одну й ту ж саму послідовність аномалій, у кожному місці вони впізнаються, всім їм присвоєно свій порядковий номер.

Іншими словами, з обох боків серединно-океанічного хребта ми маємо два однакові «записи» зміни магнітного поля протягом тривалого часу. Нижня межа цього запису – 180 млн. років. Давніше океанічної кори немає. Подібний процес і є спредінгом.

Таким чином і відбувається нарощування океанічної літосфери по обидва боки хребта, у міру віддалення якого вона стає холодніше і важче і поступово опускається, продавлюючи астеносферу.

Край плити, під яку субдукує океанічна, підрізає опади, що скупчилися на ній, як ніж скрепера або бульдозера, деформує ці відкладення та прирощує їх до континентальної плити у вигляді акреційного клину(англ. акрешіон - збільшення). Разом з тим якась частина осадових відкладень занурюється разом з плитою в глибини мантії.

У різних місцях цей процес іде різними шляхами. Так, біля узбережжя Центральної Америки, де пробурені свердловини, майже всі опади підсуваються під континентальний край, чому сприяє надвисокий тиск води, що міститься у порах опадів. Тому й тертя дуже мало. У ряді інших місць океанічна літосферна плита, що занурюється, руйнує, еродує край континентальної літосфери і захоплює за собою вглиб її фрагменти.

Також слід згадати про зіткнення або колізіїдвох континентальних плит, які в силу відносної легкості матеріалу, що складає їх, не можуть зануритися один під одного, а стикаються, утворюючи гірничо-складчастий пояс з дуже складною внутрішньою будовою. Так, наприклад, виникли Гімалайські гори, коли 50 млн років тому Індостанська плита зіткнулася з Азіатською.

Так сформувався Альпійський гірничо-складчастий пояс при колізії Африкано-Аравійської та Євразійської континентальних плит.

Відносні рухи літосферних плит та розподіл швидкостей спредингу в рифтових зонах СОХ (см/рік): 1 – дивергентні та трансформні межі плит;2 – планетарні пояси стискування;3 – конвергентні межі плит

Розраховані абсолютні та відносні рухи літосферних плит з початку розпаду Пангеї, тобто. зі 180 млн. років тому, добре відомі та відрізняються великою точністю.

Відтворено картину розкриття Атлантичного та Індійського океанів, яке продовжується і в наші дні зі швидкістю близько 2,0 см на рік. З'ясовано можливість деякого провертання літосфери Землі по відношенню до нижньої мантії в західному напрямку, що дозволяє пояснити, чому на західній та східній активних околицях Тихого океану умови субдукції неоднакові і виникає відома асиметрія Тихого океану з задуговими, окраїнними морями та ланцюгами. на сході.

Теорія тектоніки літосферних плит вперше історія геології носить глобальний характер, т.к. вона стосується всіх районів земної кулі і дозволяє пояснити їхню історію розвитку, геологічну та тектонічну будову.

- 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

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 у 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.

Еволюція живих істот можна зрозуміти лише у тих геологічного часу.

Геохронологічна (стратиграфічна) шкала часу - це шкала відносного геологічного часу, побудована на основі певних палеонтологією та історичною геологією етапів формування земної кори та життя на планеті. Вона являє собою послідовність стратиграфічних елементів у порядку їх утворення у вигляді повного складного ідеального розрізу всіх земних відкладень без перепусток і перекриттів і є еталоном для кореляції будь-яких стратиграфічних одиниць. Межі між стратиграфічними елементами проводяться за подіями помітних еволюційних чи геологічних змін. Вчення про хронологічну послідовність формування та вік гірських порід, що складають земну кору, називається геохронологією .

Розрізняють відносну та абсолютну геохронологію.

Завданням відносної геохронологіїє визначення відносного віку гірських порід: визначення, які відкладення, які у земної корі, є давнішими, які молодші. Існує кілька методів визначення відносного віку порід.

Перший метод - стратиграфічний. Він виходить із зовсім не ясних і логічних уявлень, що кожен шар осадових порід утворився раніше за той пласт, який його перекриває.

Другий метод - палеонтологічний. Він дозволяє встановити відносний вік порід і зробити їх зіставлення в геологічних розрізах, що належать до різних районів чи регіонів. Встановлення проводиться у разі характеру що виявляються у пластах різних органічних залишків (скам'янілі морські раковини, кістки тварин, відбитки листя тощо.).

Завданням абсолютної геохронологіїє визначення справжньої тривалості окремих періодів та епох у житті Землі, а також її геологічного віку в цілому.

Геохронологічний вік гірських порід визначається такими одиницями виміру, як епоха, період, епоха і століття.

Ера - Найбільший етап історія розвитку Землі, у якому утворилася група відкладень. Розрізняють п'ять ер (починаючи з давніших): архейська, протерозойська, палеозойська, мезозойська та кайнозойська.

Кожна епоха охоплює кілька періодів. Період відповідає часу утворення системи гірських порід. Періоди поділяються на кілька епох, яким відповідають відділи порід. Епохи поділяються на віки, яким відповідають яруси як сукупність порід, що утворилися в той чи інший вік.

Архейська(Ера первинного життя) та протерозойська(Ера найдавнішого життя) еринайбільш віддалені від нас за часом (близько 1,5 млрд років). У цей час утворилися найдавніші породи, що становлять жорсткий фундамент земної кори. Гірські породи архейської ери носять лише сліди примітивних органічних форм, що свідчить про зародження тим часом життя Землі. Протерозойська епоха збігається у часі з початком розвитку Землі різноманітних водоростей, бактерій і безхребетних тварин.

Палеозойська ера(Ера стародавнього життя) - період часу, віддалений від нас приблизно на 600 млн років і тривав близько 350 млн років. Ця ера і породи, що відносяться до неї, вивчені більш детально. Палеозойська ера характеризується буйним розквітом органічного життя морях і океанах і виходом їх у сушу. На суші домінуючого значення набувають великі земноводні і в кінці ери - перші плазуни. У кам'яновугільному періоді ери пишний розвиток набувають деревоподібні папороті, хвощі та ін.

Палеозойська ера поділяється на шість періодів (починаючи з давніших): кембрійський (Cm), ордовицький (О), силурійський (S), девонський (D), кам'яновугільний (С) та пермський (Р).

Мезозойська ера(Ера середнього життя) тривалістю 185 млн років є часом розквіту на суші гігантських плазунів (гігантських ящерів - динозаврів, літаючих птеродактилів та ін). Рослинний світ та світ комах у мезозої мають деякі риси, спільні з нашим часом. На Землі в цей час з'являються перші представники ссавців та птахів, що отримали розвиток у наступній кайнозойській ері.

Мезозойська ера поділяється на три періоди: тріасовий (Т), юрський (J) та крейдяний (Cr).

Кайнозойська ера(Ера нового життя) - наймолодша (приблизно за 40 ... 50 млн років до н.е.), що змінила мезозойську еру. Життя в цей час набуває все більш близьких до нашого часу форм.

Кайнозойська ера поділяється на три періоди: палеогеновий (Pg), неогеновий (N) та антропогеновий (Аp), або четвертинний (Q). Четвертичний період – останній період розвитку органічного світу, під час якого з'явилася людина.

Гірські породи до четвертинного віку називаються корінними, а континентальні четвертинного віку - покривними. У межах корінних порід у загальному випадку древні породи мають більшу, ніж молоді, міцність, а покривні утворення четвертинного часу мають міцність меншу, ніж корінні. Але прямий зв'язок між віком порід і їх міцністю не спостерігається, і іноді молоді породи мають більшу міцність, ніж стародавні.

Внаслідок вивчення віку, складу, умов залягання та поширення гірських порід складаються геологічні карти, які показують виходи корінних порід на поверхню землі. Відкладення четвертинного часу на геологічних картах, зазвичай, не показують; їм становлять спеціальні карти четвертинних (покривних) відкладень. Роблять це з тієї причини, що породи до четвертинного часу в переважній більшості випадків мають морське походження і відрізняються добре виявляється закономірністю будови пластів, як у плані, так і по глибині. Породи четвертинного віку, навпаки, в більшості випадків мають континентальне походження (утворені в межах суші). Ці породи відрізняються вкрай непостійним складом, а межі їхнього поширення зазвичай визначаються існуючим рельєфом місцевості.