Історія Землі і методи її вивчення

 

Картину розвитку життя на Землі від моменту появи перших організмів до наших днів відтворює палеонтологія. Використовуючи методи цієї науки, вчені визначають вік геологічних пластів Землі і знайдених в них викопних органічних залишків.

Викопні органічні залишки. Будь копалини органічні залишки називають скам’янілостями (рис. 111). Вони являють собою збереглися в земній корі залишки рослин і тварин, а також сліди життєдіяльності організмів, іменовані слідами життя.

Найкращим чином зберігаються окремі тверді частини древніх організмів: раковини, панцирі, зуби і кістки. У процесі скам’яніння зазвичай відбувається їх мінералізація, т. Е. Просочення мінеральними розчинами, що містять кремнезем, вапняк або інші речовини. Так, заповнена осадом раковина викопного молюска амоніту з часом руйнується, але будова раковини в деталях відтворюється у вигляді зберігся зліпка. Подібним чином утворюються і відбитки відмерлих листя і кори рослин. До особливих форм збереження викопних решток відносять вугле-фіцірованним залишки рослин – стебла, листя, насіння, що утворилися при відсутності кисню на дні боліт в умовах жаркого клімату.

У природі зберігаються не тільки залишки тіл або окремих частин древніх організмів, але і сліди їх життєдіяльності. Так, викопні рештки органічних речовин, що раніше належали вимерлим організмам, зустрічаються в земній корі у вигляді амінокислот, а також органічних пігментів – хлорофілів, гемоглобинов та ін. Межами не зустрічаються. Другий метод більш надійний, ніж перший, так як ґрунтується на вивченні сукупності всіх скам’янілостей, знайдених в тому чи іншому пласті земної кори. Однак за допомогою методів відносної геохронології можна з’ясувати вік Землі в цілому і тривалість окремих періодів геологічної історії. На ці питання вчені отримують відповіді, використовуючи методи абсолютної геохронології.

Абсолютна геохронологія ґрунтується на природної радіоактивності деяких хімічних елементів. У 1902 р французький учений П’єр Кюрі вперше запропонував використовувати відкрите ним явище природної радіоактивності в якості еталону часу. Знаючи період напіврозпаду радіоактивного ізотопу якого-небудь елемента і кількість кінцевих продуктів його розпаду, можна досить точно визначити вік тієї чи іншої гірської породи або скам’янілості. Серед методів радіометричного датування залежно від вихідних і кінцевих продуктів розпаду розрізняють калій-аргоновий, уран-свинцевий і радіовуглецевий.

Калій-аргоновий метод заснований на перетворенні радіоактивного ізотопу калію в аргон. Період напіврозпаду ізотопу 10К становить 11,6 млрд років. Цей метод в даний час застосовують для визначення віку гірських порід, який обчислюється мільярдами років.

Уран-свинцевий метод заснований на природному перетворенні радіоактивного ізотопу урану в гелій і свинець. Період напіврозпаду ізотопу 238U дорівнює 4498 млн років. Цей метод використовують для визначення віку гірських порід, що обчислюється в сотні мільйонів років.

Для визначення геологічного віку гірських порід і скам’янілостей до 60 тис. Років застосовують радіовуглецевий метод, в основі якого лежить розпад радіоактивного ізотопу вуглецю 14С, засвоюється організмом. У їхніх тілах внаслідок постійного кругообігу елементів концентрація цього ізотопу постійна. Після смерті організму радіоактивний ізотоп вуглецю починає розпадатися і перетворюється на азот. Визначивши вміст ізотопу 14С в скам’янілості, можна встановити її вік. Період напіврозпаду ізотопу 14С становить 5,5-6 тис. Років, тому даний метод використовують для визначення віку наймолодших викопних решток.

Геохронологічна шкала. Методи геохронологии дозволили визначити послідовність появи на Землі тих чи інших організмів і вік різних верств земної кори, т. Е. Скласти геохронологічну шкалу. Згідно з отриманими даними вся земна кора нашарованими, т. Е. Різні гірські породи, що складають її, лежать шарами один на одному. Порівняння скам’янілостей різних пластів дозволило вченим виділити в історії Землі ряд етапів, що представляють собою різні по тимчасовій протяжності інтервали, кожному з яких властива своя особлива сукупність організмів.

Вся історія Землі, згідно геохронологічної шкалою, поділяється на зони, ери, періоди та епохи (рис. 113). Ці одиниці виділяють відповідно до змін, що відбувалися на Землі і що впливали на обриси морів і материків, горотворні процеси, склад атмосфери, характер клімату і т. П. Самі протяжні за часом – зони. В історії Землі їх було всього два: криптозой і фанерозой. Криптозой (від грец. Kryptos – прихований і zoe – життя) охоплює тривалий, понад 3 млрд років, етап розвитку Землі і включає дві ери: архей і протерозой. Час, що передував архею, називають катархея. Криптозой характеризується малою кількістю викопних решток, звідси і його назва. Інший еон – фанерозой (від грец. Phaneros – явний і zoe – життя) – охоплює останні 570 млн років і складається з трьох ер: палеозою, мезозою і кайнозою. Викопні рештки цього проміжку історії Землі збереглися добре і досить повно вивчені.

Ери тривали від мільярдів до сотень мільйонів років. За винятком ар[ея, все ери історії Землі підрозділяють на періоди – Геохронологічна одиниці протяжністю від десятків до декількох мільйонів років. Періоди, в свою чергу, складаються з епох – одиниць геохронологічної шкали тривалістю в тисячу років.

Скам’янілості; геохронологія: відносна, абсолютна; методи радіометричного датування: калій-аргоновий, уран-свинцевий, радіовуглецевий; геохронологическая шкала: еони, ери, епохи; криптозой; фанерозой.

Посилання на основну публікацію