Nuovo periodo geologico. Periodi geologici in ordine cronologico. Storia geologica della Terra

Miliardi di anni fa, la nostra Terra era un pianeta spoglio e senza vita. E ora la vita è apparsa sulla sua superficie: quelle prime, più primitive forme di esseri viventi, il cui sviluppo ha portato all'infinita diversità della natura che ci circonda. Come è avvenuto questo sviluppo? Come sono apparsi animali e piante sulla Terra, come sono cambiati? Questo libro risponderà ad alcune di queste domande. Il suo autore, l'eccezionale scienziato sovietico accademico V. L. Komarov, ha descritto in esso la storia del mondo vegetale della Terra, dai più semplici batteri unicellulari alle piante da fiore altamente sviluppate del nostro tempo. L'autore disegna questo lungo percorso di sviluppo in stretta connessione con la storia generale della Terra, con i cambiamenti delle sue condizioni naturali, del rilievo e del clima. Il libro è scritto in modo popolare, è di facile lettura e sarà di grande beneficio per la più ampia gamma di lettori che dispongono di informazioni elementari dal campo della biologia nel volume di un corso scolastico.

Finora in natura hanno agito solo le forze geologiche e climatiche. Come abbiamo visto, hanno sempre fortemente influenzato la vegetazione e contribuito alla sua sempre maggiore diversità. Ora è apparso un fattore completamente nuovo: l'uomo.

Nato nel Terziario, secondo varie stime, 600.000 - 1.000.000 di anni prima del nostro tempo, in forme scimmiesche, conobbe l'era glaciale ancora inerme. Ma in molti punti era impossibile sfuggire al ghiacciaio; il freddo spingeva l'uomo nelle caverne, che divennero la sua prima dimora, e lo costrinse a inventare dispositivi per mantenere il fuoco. Da questo momento in poi, l'uomo diventa un essere industriale e, aumentando la sua attività, inizia a influenzare la natura più fortemente di qualsiasi essere vivente. Abbatte foreste, eleva terreni vergini, sfonda canali, fa saltare in aria e scava intere montagne e generalmente cambia la faccia della Terra a sua discrezione.

In relazione alla vegetazione, l'uomo distrugge la flora forestale, distrugge le piante della steppa e molte altre, e crea al loro posto il suo mondo speciale, il mondo delle piante coltivate, che non esisterebbero mai se non fosse per l'uomo. Il periodo moderno dello sviluppo della vegetazione terrestre è precisamente caratterizzato dalla sostituzione da parte dell'uomo della flora ereditata da epoche passate con la vegetazione coltivata.

Abbiamo visto che le condizioni di vita delle piante sulla Terra hanno dapprima proposto, come i pionieri della prima colonizzazione della crosta terrestre, un gruppo di batteri noti col nome generico di chemiotrofici, cioè quelli la cui nutrizione è ridotta a una piccola numero di reazioni chimiche chiaramente espresse e non ha bisogno di essere materia organica precedentemente formata.

L'età dei batteri fu poi sostituita dall'età delle alghe, che nelle acque degli antichi oceani raggiunsero una notevole varietà di forme e colori.

L'età delle alghe è stata sostituita nei continenti primari dall'età delle psilofite, che ha dato una vegetazione che ricorda nell'aspetto generale e nelle dimensioni i moderni boschetti di grandi muschi.

L'era delle psilofite lasciò il posto all'era delle piante simili alle felci, che già formavano estese foreste su terreni paludosi. Questa vegetazione ha contribuito molto al fatto che sia la composizione dell'aria che l'accumulo di una massa di nutrienti hanno reso possibile l'emergere dei primi vertebrati terrestri. Allo stesso tempo, sono state accumulate le principali masse di carbone.

L'età delle felci ha lasciato il posto all'età delle piante portatrici di pigne. Per la prima volta, la superficie dei continenti assunse in alcuni luoghi un aspetto moderno e la possibilità dell'esistenza di animali superiori era ancora più vicina.

L'età delle piante coniche fu gradualmente sostituita dall'età delle piante da fiore, quando tutte le piante che esistono oggi si sono formate una dopo l'altra.

Va detto che l'avvento di un nuovo secolo o periodo non ha mai completamente distrutto il precedente mondo vegetale. Sempre una parte della passata popolazione della Terra è stata preservata e ha continuato ad esistere insieme al nuovo mondo. Così, non solo i batteri non sono scomparsi con la comparsa della vegetazione più alta, ma hanno anche trovato nuove fonti di esistenza nel suolo e nella materia organica, così generosamente creata dalle piante superiori. Le alghe, una volta sviluppate, continuano a crescere e migliorare insieme alle piante superiori. Inoltre, non sono loro concorrenti, poiché alcuni abitano le zone marittime costiere, mentre altri principalmente sbarcano.

Infine, le foreste di conifere del nostro tempo continuano a esistere insieme a quelle di latifoglie, e la loro ombra dà riparo a piante simili a felci, poiché questo retaggio del periodo carbonifero nebbioso e umido teme gli ambienti aperti dove viene danneggiato dall'azione del sole raggi e cerca ombra.

Così la storia della crosta terrestre ha portato alla creazione di un mondo vegetale ricco e variegato, a partire dai materiali forniti dal mondo inorganico, per finire con la creazione di ciò che ci circonda e ci fornisce tutto ciò di cui abbiamo bisogno per la vita.

“Zoologia e botanica sono ancora scienze di raccolta di fatti fino a quando la paleontologia - Cuvier - non si unisce qui, e subito dopo la scoperta della cellula e lo sviluppo della chimica organica. Grazie a ciò, la morfologia comparata e la fisiologia comparata divennero possibili e da allora entrambe sono diventate vere e proprie scienze.

F. Engels

Il Comitato Stratigrafico Internazionale (ISC) ha deciso alla fine del 2000: considerare il tempo trascorso dal secondo trimestre del 2001 come un nuovo periodo geologico come parte dell'era cenozoica. A tal proposito, abbiamo già iniziato a ricevere domande alla redazione:

Perché è necessario?

Perché il periodo quaternario è stato così breve - solo 1-2 milioni di anni (secondo varie stime), mentre tutti i periodi precedenti sono durati decine di milioni di anni?

Quale sarà il nome e la designazione del periodo? (Coloro che leggono del nome del periodo proposto chiedono una spiegazione.)

Perché esattamente dal secondo trimestre e non dall'inizio di qualche anno?

Cercheremo di rispondere a queste domande.

IN E. Vernadsky credeva che l'attività umana diventasse un potente fattore geologico, commisurato ai fattori naturali. La validità di ciò divenne particolarmente evidente verso la fine del XX secolo. Il movimento di enormi masse di roccia durante l'estrazione, l'intervento artificiale nei regimi geochimici e idrogeologici della crosta terrestre hanno richiesto un rigoroso resoconto di tutto questo impatto. Pertanto, MSC ha deciso di registrare lo stato della crosta terrestre ad un certo punto per tenere traccia dei suoi cambiamenti a seguito dell'impatto tecnogenico a partire da quel momento. Sarebbe logico rendere questo momento l'inizio del 2000 o del 2001, ma all'inizio del 2000 non hanno avuto il tempo di avere un quadro chiaro dello stato delle viscere del pianeta nel suo insieme, e nel settembre 2000 è diventato fuori che la documentazione necessaria non ha avuto tempo nemmeno all'inizio del 2001. Questo è l'inizio del secondo trimestre.

Analizzando la tavola geocronologica si nota subito che la durata delle ere e dei periodi diminuisce man mano che ci si avvicina al presente. Hanno scritto sull'accelerazione generale dei processi geologici, ma molto probabilmente ciò è dovuto al fatto che sappiamo di più sui periodi geologici successivi, ne rimangono più tracce, quindi la periodizzazione può essere eseguita con maggiore frazionalità. Per quanto riguarda il tempo più recente, l'intervento umano ha effettivamente accelerato molti processi.

In precedenza in geologia, le rocce ignee e metamorfiche erano considerate primarie, sedimentarie - secondarie. Quando a metà del XVIII secolo. furono isolate rocce sedimentarie più giovani, furono chiamate terziarie, comprendevano il Paleogene e il Neogene, che da mezzo secolo fa costituivano un unico sistema terziario, formatosi durante l'omonimo periodo terziario. Nel 1829 furono individuati i depositi "più giovani", detti Quaternari; di conseguenza fu individuato anche il periodo quaternario; il suo secondo nome è anthropogen, in greco portatore di uomini. Pertanto, MSC non ha sofferto a lungo con il nome del nuovo periodo: senza ulteriori indugi, il periodo è stato chiamato quintuplicato, O tecnogenico(tuttavia, qui la connotazione è un po' diversa: non “far nascere la tecnologia”, ma “nascere dalla tecnologia”). Il periodo quaternario è indicato dal simbolo Q (latino quarzo- il quarto). Fivefold voleva essere chiamato per analogia quinto(quinto), ma se ne resero conto in tempo: avrebbero dovuto designarlo con la stessa lettera Q, solo, probabilmente, barrata, come la P barrata - questo è il Paleogene (da non confondere con il Permiano), la C barrata - il Cambriano (a differenza del Carbonifero); chiunque abbia digitato questi caratteri su una macchina da scrivere, e soprattutto su un computer, sa quanto sia scomodo. Abbiamo deciso di prendere come base non il latino, ma l'inglese o il tedesco e designare il periodo F ( cinque O fu..nf), c'è una benedizione e un precedente: il periodo Cretaceo è indicato dalla lettera K dal tedesco Kreide- gesso.

Ora tutti gli stati sono obbligati a presentare al MSC ogni 5 anni un rapporto sul volume delle operazioni minerarie effettuate, su quali rocce, in che quantità, e da dove sono state spostate, dove hanno formato strati di pentanari, o tecnogeni, depositi. Nella terminologia russa, è vero - tecnogenico. I depositi e le forme del terreno formati dall'uomo sono chiamati antropogenici, e i depositi e le forme formati da qualsiasi processo durante il periodo quaternario, o Anthropogen, sono chiamati antropogenici. Ne consegue che le rocce formatesi nel quintuplice periodo in modo naturale, senza intervento umano, possono anche essere chiamate tecnogeniche.

In una parola, è stata presa una decisione molto seria. Quanto saranno efficaci i suoi risultati, il tempo lo dirà.

L'emergere della Terra e le prime fasi della sua formazione

Uno dei compiti importanti della moderna scienza naturale nel campo delle scienze della Terra è il ripristino della storia del suo sviluppo. Secondo i moderni concetti cosmogonici, la Terra si è formata dal gas e dalla materia pulviscolare sparsi nel sistema protosolare. Una delle varianti più probabili dell'origine della Terra è la seguente. Inizialmente, il Sole e una nebulosa circumsolare rotante appiattita si sono formati da una nube interstellare di gas e polvere sotto l'influenza, ad esempio, dell'esplosione di una vicina supernova. Successivamente, l'evoluzione del Sole e della nebulosa circumsolare è avvenuta con la trasmissione del momento di quantità di moto dal Sole ai pianeti mediante metodi elettromagnetici o turbolenti-convettivi. Successivamente, il "plasma polveroso" si è condensato in anelli attorno al Sole, e il materiale degli anelli ha formato i cosiddetti planetesimi, che si sono condensati in pianeti. Successivamente, un processo simile si è ripetuto attorno ai pianeti, che ha portato alla formazione dei satelliti. Si ritiene che questo processo abbia richiesto circa 100 milioni di anni.

Si presume che inoltre, a seguito della differenziazione della sostanza terrestre sotto l'influenza del suo campo gravitazionale e del riscaldamento radioattivo, siano sorti e sviluppati diversi nella composizione chimica, nello stato di aggregazione e nelle proprietà fisiche del guscio - la geosfera terrestre. Il materiale più pesante formava un nucleo, probabilmente composto da ferro misto a nichel e zolfo. Nel mantello sono rimasti elementi leggermente più leggeri. Secondo una delle ipotesi, il mantello è composto da semplici ossidi di alluminio, ferro, titanio, silicio, ecc. La composizione della crosta terrestre è già stata discussa in modo sufficientemente dettagliato nel § 8.2. È composto da silicati più leggeri. Anche i gas e l'umidità più leggeri formavano l'atmosfera primaria.

Come già accennato, si presume che la Terra sia nata da un ammasso di particelle solide fredde che sono cadute da una nebulosa di gas e polvere e si sono attaccate insieme sotto l'influenza dell'attrazione reciproca. Man mano che il pianeta cresceva, si riscaldava a causa della collisione di queste particelle, che raggiungevano diverse centinaia di chilometri, come i moderni asteroidi, e il rilascio di calore non solo da elementi naturalmente radioattivi ora a noi noti nella crosta, ma anche da più di 10 isotopi radioattivi Al, Be, che da allora si sono estinti Cl, ecc.. Di conseguenza, potrebbe verificarsi la fusione completa (nel nucleo) o parziale (nel mantello) della sostanza. Nel periodo iniziale della sua esistenza, fino a circa 3,8 miliardi di anni, la Terra e altri pianeti terrestri, così come la Luna, furono sottoposti a bombardamenti sempre più intensi da parte di piccoli e grandi meteoriti. Il risultato di questo bombardamento e della precedente collisione di planetesimi potrebbe essere il rilascio di volatili e l'inizio della formazione di un'atmosfera secondaria, poiché quella primaria, costituita da gas catturati durante la formazione della Terra, molto probabilmente si è rapidamente dissipata nello spazio . Poco dopo, l'idrosfera iniziò a formarsi. L'atmosfera e l'idrosfera formatesi in questo modo sono state reintegrate nel processo di degassamento del mantello durante l'attività vulcanica.

La caduta di grandi meteoriti ha creato vasti e profondi crateri, simili a quelli attualmente osservati sulla Luna, su Marte, su Mercurio, le cui tracce non sono state cancellate dai successivi cambiamenti. Il cratere potrebbe provocare effusioni di magma con la formazione di campi di basalto simili a quelli che ricoprono i "mari" lunari. Si formò così probabilmente la crosta primaria della Terra, che però non si è conservata sulla sua superficie moderna, ad eccezione di frammenti relativamente piccoli nella crosta “più giovane” di tipo continentale.

Questa crosta, contenente nella sua composizione già graniti e gneiss, però con un contenuto di silice e potassio inferiore rispetto ai graniti “normali”, è comparsa a cavallo di circa 3,8 miliardi di anni e ci è nota per affioramenti all'interno degli scudi cristallini di quasi tutti i continenti. Il metodo di formazione della crosta continentale più antica è ancora in gran parte poco chiaro. Questa crosta, metamorfosata ovunque in condizioni di alte temperature e pressioni, contiene rocce le cui caratteristiche tessiturali indicano un accumulo nell'ambiente acquatico, cioè in questa epoca lontana esisteva già l'idrosfera. L'aspetto della prima crosta, simile a quella moderna, ha richiesto l'apporto di grandi quantità di silice, alluminio e alcali dal mantello, mentre ora il magmatismo del mantello crea un volume molto limitato di rocce arricchite di questi elementi. Si ritiene che 3,5 miliardi di anni fa, la crosta di gneiss grigio, dal nome del tipo predominante delle sue rocce costituenti, fosse diffusa nell'area dei continenti moderni. Nel nostro paese, ad esempio, è conosciuto nella penisola di Kola e in Siberia, in particolare nel bacino del fiume. Aldan.

Principi di periodizzazione della storia geologica della Terra

Ulteriori eventi nel tempo geologico sono spesso determinati in base a geocronologia relativa, categorie "vecchio", "giovane". Ad esempio, un'epoca è più antica di un'altra. Segmenti separati della storia geologica sono chiamati (in ordine decrescente di durata) zone, ere, periodi, epoche, secoli. La loro identificazione si basa sul fatto che gli eventi geologici sono impressi nelle rocce e le rocce sedimentarie e vulcanogeniche si trovano in strati nella crosta terrestre. Nel 1669 N. Stenoy stabilì la legge della sequenza di stratificazione, secondo la quale gli strati sottostanti di rocce sedimentarie sono più antichi di quelli sovrastanti, cioè formata prima di loro. Grazie a ciò è stato possibile determinare la sequenza relativa della formazione degli strati, e quindi gli eventi geologici ad essi associati.

Il metodo principale nella geocronologia relativa è il metodo biostratigrafico, o paleontologico, per stabilire l'età relativa e la sequenza della presenza delle rocce. Questo metodo fu proposto da W. Smith all'inizio del XIX secolo e poi sviluppato da J. Cuvier e A. Brongniart. Il fatto è che nella maggior parte delle rocce sedimentarie si possono trovare resti di organismi animali o vegetali. J.B. Lamarck e C. Darwin hanno stabilito che gli animali e gli organismi vegetali nel corso della storia geologica sono gradualmente migliorati nella lotta per l'esistenza, adattandosi alle mutevoli condizioni di vita. Alcuni organismi animali e vegetali si estinsero in determinate fasi dello sviluppo della Terra, furono sostituiti da altri, più perfetti. Pertanto, secondo i resti di antenati viventi più primitivi trovati in qualche strato, si può giudicare l'età relativamente più antica di questo strato.

Un altro metodo di separazione geocronologica delle rocce, particolarmente importante per la separazione delle formazioni ignee del fondo oceanico, si basa sulla proprietà della suscettività magnetica delle rocce e dei minerali formatisi nel campo magnetico terrestre. Con un cambiamento nell'orientamento della roccia rispetto al campo magnetico o al campo stesso, parte della magnetizzazione "intrinseca" viene mantenuta e il cambiamento di polarità viene impresso in un cambiamento nell'orientamento della magnetizzazione residua delle rocce. Attualmente è stata stabilita una scala per il cambiamento di tali epoche.

Geocronologia assoluta - la dottrina della misurazione del tempo geologico, espressa in ordinarie unità astronomiche assolute(anni), - determina il tempo di occorrenza, completamento e durata di tutti gli eventi geologici, principalmente il tempo di formazione o trasformazione (metamorfismo) di rocce e minerali, poiché l'età degli eventi geologici è determinata dalla loro età. Il metodo principale qui è l'analisi del rapporto tra sostanze radioattive e i loro prodotti di decadimento nelle rocce formate in epoche diverse.

Le rocce più antiche sono attualmente stabilite nella Groenlandia occidentale (3,8 miliardi di anni). L'età più antica (4,1 - 4,2 Ga) è stata ottenuta da zirconi dell'Australia occidentale, ma qui lo zircone si presenta in uno stato ridepositato nelle arenarie mesozoiche. Tenendo conto del concetto della simultaneità della formazione di tutti i pianeti del sistema solare e della luna e dell'età dei più antichi meteoriti (4,5-4,6 miliardi di anni) e delle antiche rocce lunari (4,0-4,5 miliardi di anni), il Si presume che l'età della Terra sia di 4,6 miliardi di anni.

Nel 1881, al II Congresso Geologico Internazionale di Bologna (Italia), furono approvate le principali divisioni delle scale combinate stratigrafiche (per separare le rocce sedimentarie stratificate) e geocronologiche. Secondo questa scala, la storia della Terra era divisa in quattro ere secondo le fasi di sviluppo del mondo organico: 1) Archeano, o Archeozoico - l'era della vita antica; 2) Paleozoico: l'era della vita antica; 3) Mesozoico: l'era della mezza età; 4) Cenozoico: l'era della nuova vita. Nel 1887, il Proterozoico, l'era della vita primaria, fu separato dall'era archeana. Successivamente la scala è stata migliorata. Una delle varianti della moderna scala geocronologica è presentata in Tabella. 8.1. L'era archeana è divisa in due parti: prima (più vecchia di 3500 Ma) e tarda archeana; Proterozoico - anche in due: primo e tardo proterozoico; in quest'ultimo si distinguono i periodi Riphean (il nome deriva dall'antico nome dei Monti Urali) e Vendian. La zona Fanerozoica è suddivisa nelle ere Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica e consiste di 12 periodi.

Tabella 8.1. Scala geologica

Le principali fasi dell'evoluzione della crosta terrestre

Consideriamo brevemente le tappe principali dell'evoluzione della crosta terrestre come substrato inerte, su cui si è sviluppata la diversità della natura circostante.

INapxee La crosta ancora piuttosto sottile e plastica, sotto l'influenza dell'estensione, ha sperimentato numerose discontinuità, attraverso le quali il magma basaltico è nuovamente precipitato in superficie, riempiendo avvallamenti lunghi centinaia di chilometri e larghi molte decine di chilometri, noti come cinture di pietra verde (devono questo nome al predominante metamorfismo a bassa temperatura dello scisto verde delle razze di basalto). Insieme ai basalti, tra le lave della parte inferiore e più spessa della sezione di queste cinture, ci sono lave ad alto magnesiaco, che indicano un grado molto elevato di fusione parziale della sostanza del mantello, che indica un flusso di calore elevato, molto più alto rispetto a quello moderno. Lo sviluppo delle cinture di pietra verde consisteva in un cambiamento nel tipo di vulcanismo nella direzione dell'aumento del contenuto di biossido di silicio (SiO 2 ) in esso, nelle deformazioni di compressione e nel metamorfismo del compimento sedimentario-vulcanogenico e, infine, nell'accumulo di sedimenti clastici, che indicano la formazione di un rilievo montuoso.

Dopo il cambiamento di diverse generazioni di cinture di pietra verde, lo stadio archeano dell'evoluzione della crosta terrestre si è concluso 3,0 -2,5 miliardi di anni fa con la massiccia formazione di graniti normali con una predominanza di K 2 O su Na 2 O. Anche la granitizzazione poiché il metamorfismo regionale, che in alcuni luoghi ha raggiunto lo stadio più alto, ha portato alla formazione di una crosta continentale matura su gran parte dell'area dei continenti moderni. Tuttavia, questa crosta si è rivelata insufficientemente stabile: all'inizio dell'era proterozoica ha subito uno schiacciamento. In questo momento sorse una rete planetaria di faglie e crepe, piena di dighe (corpi geologici simili a placche). Uno di questi, il Great Dike nello Zimbabwe, è lungo oltre 500 km e largo fino a 10 km. Inoltre, sono comparsi per la prima volta il rifting, che ha dato origine a zone di subsidenza, sedimentazione potente e vulcanismo. La loro evoluzione ha portato alla creazione alla fine primo Proterozoico(2,0-1,7 miliardi di anni fa) di sistemi piegati che risaldarono i frammenti della crosta continentale archeana, facilitata da una nuova era di potente formazione granitica.

Di conseguenza, alla fine del Proterozoico inferiore (all'inizio di 1,7 miliardi di anni fa), esisteva già una crosta continentale matura sul 60-80% dell'area della sua distribuzione moderna. Inoltre, alcuni scienziati ritengono che a questo confine l'intera crosta continentale formasse un unico massiccio: il supercontinente Megagea (grande terra), a cui dall'altra parte del globo si opponeva l'oceano - il predecessore del moderno Oceano Pacifico - Megathalassa ( grande mare). Questo oceano era meno profondo degli oceani moderni, perché la crescita del volume dell'idrosfera dovuta al degassamento del mantello nel processo di attività vulcanica continua per tutta la successiva storia della Terra, anche se più lentamente. È possibile che il prototipo di Megathalassa sia apparso anche prima, alla fine dell'Archeano.

Nel Catarcheano e all'inizio dell'Archeano apparvero le prime tracce di vita - batteri e alghe, e nel tardo Archeano si diffusero strutture calcaree algali - stromatoliti. Nel tardo archeano iniziò un cambiamento radicale nella composizione dell'atmosfera e nel primo proterozoico iniziò un cambiamento radicale nella composizione dell'atmosfera: sotto l'influenza dell'attività vitale delle piante, in essa apparve ossigeno libero, mentre l'atmosfera catarchea e del primo archeano consisteva di vapore acqueo, CO 2 , CO, CH 4 , N, NH 3 e H 2 S con una miscela di HC1, HF e gas inerti.

Nel tardo Proterozoico(1,7-0,6 miliardi di anni fa) Megagea iniziò a dividersi gradualmente e questo processo si intensificò bruscamente alla fine del Proterozoico. Le sue tracce sono estesi sistemi di spaccatura continentale sepolti alla base della copertura sedimentaria di antiche piattaforme. Il suo risultato più importante fu la formazione di estese cinture mobili intercontinentali - Nord Atlantico, Mediterraneo, Ural-Okhotsk, che dividevano i continenti del Nord America, dell'Europa orientale, dell'Asia orientale e il più grande frammento di Megagea - il supercontinente meridionale Gondwana. Le parti centrali di queste cinture si sono sviluppate sulla crosta oceanica neoformatasi durante il rifting, cioè le cinture erano bacini oceanici. La loro profondità aumentava gradualmente con la crescita dell'idrosfera. Allo stesso tempo, lungo la periferia dell'Oceano Pacifico si sono sviluppate cinture mobili, la cui profondità è aumentata. Le condizioni climatiche divennero più contrastanti, come testimoniato dalla comparsa, soprattutto alla fine del Proterozoico, di depositi glaciali (tilliti, morene antiche e sedimenti acqua-glaciali).

Fase paleozoica L'evoluzione della crosta terrestre è stata caratterizzata dallo sviluppo intensivo di cinture mobili - intercontinentali e continentali marginali (quest'ultima alla periferia dell'Oceano Pacifico). Queste cinture erano divise in mari marginali e archi insulari, i loro strati sedimentario-vulcanici subirono complesse deformazioni di piegatura e quindi di taglio normale, vi furono introdotti graniti e su questa base si formarono sistemi montuosi piegati. Questo processo è andato avanti in modo irregolare. Distingue una serie di intense epoche tettoniche e magmatismo granitico: Baikal - alla fine del Proterozoico, Salair (dalla cresta Salair nella Siberia centrale) - alla fine del Cambriano, Takov (dai monti Takov a est di USA) - alla fine dell'Ordoviciano, Caledoniano ( dall'antico nome romano della Scozia) - alla fine del Siluriano, Acadia (Acadia - l'antico nome degli stati nord-orientali degli USA) - nel mezzo del Devoniano, Sudeti - alla fine del primo Carbonifero, Saal (dal fiume Saale in Germania) - nel mezzo del primo Permiano. Le prime tre epoche tettoniche del Paleozoico sono spesso combinate nell'era caledoniana della tettogenesi, le ultime tre nell'era ercinica o varisiana. In ciascuna delle epoche tettoniche elencate, alcune parti delle cinture mobili si sono trasformate in strutture montuose piegate e, dopo la distruzione (denudazione), hanno fatto parte della fondazione di giovani piattaforme. Ma alcuni di loro hanno sperimentato parzialmente l'attivazione in epoche successive di costruzione di montagne.

Alla fine del Paleozoico, le cinture mobili intercontinentali erano completamente chiuse e piene di sistemi ripiegati. A seguito dell'estinzione della cintura del Nord Atlantico, il continente nordamericano si è chiuso con l'Europa orientale e quest'ultimo (dopo il completamento dello sviluppo della cintura degli Urali-Okhotsk) - con il siberiano, il siberiano - con il cinese -Coreano. Di conseguenza, si formò il supercontinente Laurasia e l'estinzione della parte occidentale della cintura mediterranea portò alla sua unificazione con il supercontinente meridionale - Gondwana - in un blocco continentale - Pangea. La parte orientale della fascia mediterranea alla fine del Paleozoico - l'inizio del Mesozoico si trasformò in un'enorme baia dell'Oceano Pacifico, lungo la cui periferia sorsero anche strutture montuose ripiegate.

Sullo sfondo di questi cambiamenti nella struttura e nel rilievo della Terra, lo sviluppo della vita è continuato. I primi animali apparvero già nel tardo Proterozoico, e proprio all'alba del Fanerozoico esistevano quasi tutti i tipi di invertebrati, ma mancavano ancora delle conchiglie o conchiglie conosciute fin dal Cambriano. Nel Siluriano (o già nell'Ordoviciano) la vegetazione cominciò a sbarcare sulla terraferma, e alla fine del Devoniano c'erano foreste che si diffusero maggiormente nel periodo Carbonifero. I pesci apparvero nel Siluriano, gli anfibi nel Carbonifero.

Ere mesozoiche e cenozoiche - l'ultima grande tappa nello sviluppo della struttura della crosta terrestre, che è segnata dalla formazione degli oceani moderni e dall'isolamento dei continenti moderni. All'inizio della fase, nel Triassico, Pangea esisteva ancora, ma già nel primo Giurassico si divise nuovamente in Laurasia e Gondwana a causa dell'emergere dell'oceano latitudinale Tetide, che si estendeva dall'America centrale all'Indocina e all'Indonesia, e in l'ovest e l'est si fondevano con l'Oceano Pacifico (Fig. 8.6); questo oceano comprendeva anche l'Atlantico centrale. Da qui, alla fine del Giurassico, il processo di allontanamento dei continenti si estese verso nord, creando l'Atlantico settentrionale durante il Cretaceo e il primo Paleogene, e partendo dal Paleogene, il bacino eurasiatico dell'Oceano Artico (il Il bacino amerasiano sorse prima come parte dell'Oceano Pacifico). Di conseguenza, il Nord America si separò dall'Eurasia. Nel tardo Giurassico iniziò la formazione dell'Oceano Indiano e dall'inizio del Cretaceo l'Atlantico meridionale iniziò ad aprirsi da sud. Ciò significava l'inizio della disintegrazione del Gondwana, che esisteva nel suo insieme per tutto il Paleozoico. Alla fine del Cretaceo, il Nord Atlantico si unì al Sud, separando l'Africa dal Sud America. Allo stesso tempo, l'Australia si separò dall'Antartide e, alla fine del Paleogene, quest'ultima si separò dal Sud America.

Così, alla fine del Paleogene, tutti gli oceani moderni presero forma, tutti i continenti moderni si isolarono e l'aspetto della Terra acquisì una forma sostanzialmente vicina al presente. Tuttavia, non esistevano ancora sistemi montuosi moderni.

Dal tardo Paleogene (40 milioni di anni fa) iniziò un'intensa costruzione di montagne, culminata negli ultimi 5 milioni di anni. Questa fase della formazione di giovani strutture montuose ripiegate, la formazione di montagne ad arco rianimate, si distingue come neotettonica. In effetti, lo stadio neotettonico è un sottostadio dello stadio mesozoico-cenozoico dello sviluppo della Terra, poiché fu in questa fase che presero forma le caratteristiche principali del moderno rilievo della Terra, a partire dalla distribuzione degli oceani e continenti.

In questa fase è stata completata la formazione delle principali caratteristiche della fauna e della flora moderne. L'era mesozoica fu l'era dei rettili, i mammiferi iniziarono a predominare nel cenozoico e l'uomo apparve nel tardo Pliocene. Alla fine del Cretaceo inferiore apparvero le angiosperme e il terreno acquisì una copertura erbosa. Alla fine del Neogene e dell'Antropogene, le alte latitudini di entrambi gli emisferi furono coperte da una potente glaciazione continentale, le cui reliquie sono le calotte glaciali dell'Antartide e della Groenlandia. Questa fu la terza grande glaciazione del Fanerozoico: la prima ebbe luogo nel tardo Ordoviciano, la seconda - alla fine del Carbonifero - all'inizio del Permiano; entrambi erano comuni all'interno del Gondwana.

DOMANDE PER L'AUTOCONTROLLO

Cosa sono lo sferoide, l'ellissoide e il geoide? Quali sono i parametri dell'ellissoide adottato nel nostro Paese? Perché è necessario?

Qual è la struttura interna della Terra? Sulla base di cosa viene fatta la conclusione sulla sua struttura?

Quali sono i principali parametri fisici della Terra e come cambiano con la profondità?

Qual è la composizione chimica e mineralogica della Terra? Su quale base si giunge a una conclusione sulla composizione chimica dell'intera Terra e della crosta terrestre?

Quali sono i principali tipi di crosta terrestre attualmente distinti?

Cos'è l'idrosfera? Qual è il ciclo dell'acqua in natura? Quali sono i principali processi che avvengono nell'idrosfera e nei suoi elementi?

Cos'è l'atmosfera? Qual è la sua struttura? Quali processi avvengono al suo interno? Qual è il tempo e il clima?

Definire i processi endogeni. Quali processi endogeni conosci? Descrivili brevemente.

Qual è l'essenza della tettonica delle placche litosferiche? Quali sono le sue disposizioni principali?

10. Definire i processi esogeni. Qual è l'essenza principale di questi processi? Quali processi endogeni conosci? Descrivili brevemente.

11. Come interagiscono i processi endogeni ed esogeni? Quali sono i risultati dell'interazione di questi processi? Qual è l'essenza delle teorie di V. Davis e V. Penk?

Quali sono le idee attuali sull'origine della Terra? Com'è stata la sua prima formazione come pianeta?

In base a cosa è la periodizzazione della storia geologica della Terra?

14. Come si è sviluppata la crosta terrestre nel passato geologico della Terra? Quali sono le fasi principali dello sviluppo della crosta terrestre?

LETTERATURA

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Motivazioni dell'attribuzione del periodo quaternario

A partire dall'Oligocene, il clima sulla Terra iniziò a raffreddarsi costantemente, accompagnato da un altrettanto costante abbassamento del livello del mare. Entrambi questi processi non erano strettamente unidirezionali: erano oscillatori, ma la tendenza generale persisteva. Allo stesso tempo, i contorni del terreno sono diventati sempre più moderni, sono state stabilite zone paesaggistiche-climatiche zonali-settoriali vicine a quelle moderne. Il raffreddamento è stato accompagnato da un aumento dell'ampiezza delle fluttuazioni climatiche e queste fluttuazioni hanno iniziato a influenzare notevolmente l'intero ambiente naturale: durante i periodi di ondate di freddo, si è verificata una massiccia offensiva della vegetazione della tundra-steppa amante del freddo, la corrispondente fauna si è diffusa, la configurazione delle zone naturali è cambiata bruscamente nella direzione della riduzione delle zone di transizione a bassa latitudine e della crescita di quelle ad alta latitudine. Durante i periodi di riscaldamento, la flora e la fauna amanti del freddo sono quasi scomparse e le zone di transizione a bassa latitudine sono diventate più diffuse. Allo stesso tempo, con ogni nuovo riscaldamento, le piante tropicali reliquie nelle zone temperate sono diventate sempre meno.

Tutto ciò ha portato al fatto che per diversi milioni di anni la situazione fisica e geografica sulla Terra è cambiata radicalmente e si è rivelata incomparabile con qualsiasi altra esistente. È stato necessario individuare l'ultima fase dello sviluppo dell'involucro geografico in un periodo geologico speciale. Ciò accadde nel 1825, quando circa l'ultimo milione di anni della storia della Terra fu combinato in uno speciale periodo quaternario. A volte è chiamato il periodo antropogenico o il Pleistocene.

Un periodo speciale nella storia della Terra ha le sue caratteristiche uniche che lo distinguono da tutti gli altri periodi geologici:

1. È insolitamente breve. La sua durata è di soli 1,8 milioni di anni (in Russia - 1,65 milioni di anni).

2. I depositi dell'età quaternaria sono estremamente giovani e quindi: a) sono conservati ovunque e ricoprono la Terra con una copertura pressoché continua; b) sono caratterizzati da estrema diversità genetica, diversità e variabilità di facies della composizione litologica; c) avere una genesi quasi esclusivamente continentale (tranne, ovviamente, i depositi quaternari e moderni che si accumulano nei mari e negli oceani); d) hanno bassa potenza a causa della breve durata della loro formazione.

3. Complessi naturali e biotici ben conservati (e non solo singoli fossili principali).

I principali eventi del periodo quaternario sono i seguenti:

1. Forti e ripetute fluttuazioni climatiche, che hanno portato a glaciazioni alle alte latitudini nella seconda metà del periodo (cosa che non si è verificata, almeno dal Carbonifero). Le epoche calde sono chiamate termocroni, le epoche fredde sono chiamate criocroni. Queste fluttuazioni e glaciazioni sono state registrate in migliaia di affioramenti, dove sono esposti speciali depositi glaciali - argille massi (morene) e altri, nonché, nelle analisi della fauna e della flora di quei tempi, nella composizione degli isotopi dell'ossigeno e vari altre tracce di epoche passate.

2. L'aspetto dell'uomo. Se in passato si sono già verificate glaciazioni sui continenti terrestri, allora questo evento è unico, non avendo analoghi né nella storia della Terra né nella storia di altri corpi celesti accessibili allo studio. L'emergere e lo sviluppo dell'uomo hanno portato all'emergere sulla Terra di una comunità suprabiotica fondamentalmente nuova: l'umanità. È stata l'umanità a toccare per prima la noosfera - la sfera della mente, che alcuni considerano lo stato più alto della biosfera terrestre (secondo V.I. Vernadsky), e altri - una sostanza immateriale, non inclusa nel guscio geografico, ma percepita dall'uomo e contribuendo al suo ruolo geoformatore (secondo E. Leroy e P. Teilhard de Chardin).

Qualche parola va detta sul limite inferiore del periodo quaternario e sulla sua periodizzazione. Sebbene i primi segni di glaciazione continentale siano apparsi solo 780 mila anni fa. n., il limite inferiore del Quaternario viene effettuato nei paesi dell'Europa occidentale a cavallo di 1,8 milioni di anni. Fu approvato nel 1932 sulla base dei segni accertati di raffreddamento dell'acqua di mare nei tratti marini dell'Italia meridionale, alla base dello stadio calabrese. Nel 1948, questo confine fu legalizzato ovunque tranne che nell'URSS. Ma nel 1990, nel nostro Paese, il limite del periodo quaternario è stato abbassato al limite di 1,65 milioni di anni. N. e cominciò a essere tracciato lungo il limite inferiore dello stadio apseroiano (analogo al calabrese). L'intervallo di tempo tra i nuovi e vecchi confini del periodo quaternario, cioè tra 1,65 e 0,78 milioni di litri. N. era chiamato Eopleistocene e l'ex Quaternario Neopleistocene (sebbene sia spesso indicato semplicemente come Pleistocene) (vedi 7.1).

Tempo geologico e metodi per la sua determinazione

Nello studio della Terra come oggetto cosmico unico, l'idea della sua evoluzione occupa un posto centrale, quindi un importante parametro evolutivo quantitativo è tempo geologico. Lo studio di questo tempo è impegnato in una scienza speciale chiamata Geocronologia- calcolo geologico. Geocronologia Forse assoluto e relativo.

Osservazione 1

Assoluto la geocronologia si occupa della determinazione dell'età assoluta delle rocce, che si esprime in unità di tempo e, di norma, in milioni di anni.

La determinazione di questa età si basa sul tasso di decadimento degli isotopi degli elementi radioattivi. Questa velocità è un valore costante e non dipende dall'intensità dei processi fisici e chimici. La determinazione dell'età si basa su metodi di fisica nucleare. I minerali contenenti elementi radioattivi, durante la formazione di reticoli cristallini, formano un sistema chiuso. In questo sistema si verifica l'accumulo di prodotti di decadimento radioattivo. Di conseguenza, l'età del minerale può essere determinata se si conosce la velocità di questo processo. L'emivita del radio, ad esempio, è di $ 1590 $ anni e il completo decadimento dell'elemento avverrà in $ 10 $ volte l'emivita. La geocronologia nucleare ha i suoi metodi principali − piombo, potassio-argon, rubidio-stronzio e radiocarbonio.

I metodi della geocronologia nucleare hanno permesso di determinare l'età del pianeta, nonché la durata di ere e periodi. Proposta di misurazione del tempo radiologico P. Curie e E. Rutherford all'inizio del XX$ secolo.

La geocronologia relativa opera con concetti come "prima età, media, tarda età". Esistono diversi metodi sviluppati per determinare l'età relativa delle rocce. Cadono in due gruppi - paleontologico e non paleontologico.

Primo svolgono un ruolo importante grazie alla loro versatilità e ubiquità. L'eccezione è l'assenza di resti organici nelle rocce. Con l'aiuto di metodi paleontologici, vengono studiati i resti di antichi organismi estinti. Ogni strato roccioso ha il proprio complesso di resti organici. In ogni strato giovane ci saranno più resti di piante e animali altamente organizzati. Più alto è lo strato, più giovane è. Un modello simile è stato stabilito dall'inglese W. Smith. Possiede la prima carta geologica dell'Inghilterra, sulla quale le rocce erano divise per età.

Metodi non paleontologici le determinazioni dell'età relativa delle rocce vengono utilizzate nei casi in cui non vi sono resti organici in esse. Più efficiente allora sarà metodi stratigrafici, litologici, tettonici, geofisici. Utilizzando il metodo stratigrafico, è possibile determinare la sequenza di stratificazione degli strati nella loro normale presenza, cioè gli strati sottostanti saranno più vecchi.

Osservazione 3

Determina la sequenza di formazione delle rocce parente la geocronologia e la loro età in unità di tempo determina già assoluto geocronologia. Compito tempo geologicoè quello di determinare la sequenza cronologica degli eventi geologici.

Tavola geologica

Per determinare l'età delle rocce e il loro studio, gli scienziati usano vari metodi e per questo è stata compilata una scala speciale. Il tempo geologico su questa scala è suddiviso in periodi di tempo, ciascuno dei quali corrisponde a un certo stadio nella formazione della crosta terrestre e nello sviluppo degli organismi viventi. La scala è chiamata tavola geocronologica, che comprende le seguenti divisioni: eone, era, periodo, epoca, secolo, tempo. Ogni unità geocronologica è caratterizzata dal proprio insieme di depositi, che viene chiamato stratigrafico: eonotema, gruppo, sistema, dipartimento, livello, zona. Un gruppo, ad esempio, è un'unità stratigrafica, e la corrispondente unità geocronologica temporale lo è era. Sulla base di questo, ci sono due scale: stratigrafico e geocronologico. La prima scala viene utilizzata quando si tratta di depositi, perché in qualsiasi periodo di tempo si sono verificati alcuni eventi geologici sulla Terra. La seconda scala è necessaria per determinare tempo relativo. Dall'adozione della scala, il contenuto della scala è stato modificato e perfezionato.

Le più grandi unità stratigrafiche attualmente sono gli eonotemi - Archeano, Proterozoico, Fanerozoico. Nella scala geocronologica corrispondono a zone di diversa durata. Secondo il tempo dell'esistenza sulla Terra, si distinguono Eonotemi archeani e proterozoici coprendo quasi l'80$% del tempo. Eone fanerozoico nel tempo è molto inferiore all'eone precedente e copre solo $ 570 $ milioni di anni. Questo ionotema è diviso in tre gruppi principali: Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico.

I nomi di eonotemi e gruppi sono di origine greca:

• Archeos significa antico;
• Proteros: primario;
• Paleos - antico;
• Mezos - medio;
• Cainos è nuovo.

Dalla parola " zoiko s”, che significa vitale, la parola “ zoi". Sulla base di ciò, si distinguono le epoche della vita sul pianeta, ad esempio l'era mesozoica indica l'era della vita media.

Ere e periodi

Secondo la tavola geocronologica, la storia della Terra è suddivisa in cinque ere geologiche: Archeano, Proterozoico, Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico. Le epoche sono ulteriormente suddivise in periodi. Ce ne sono molti di più - $ 12 $. La durata dei periodi varia da $20$-$100$ milioni di anni. L'ultimo indica la sua incompletezza. Periodo quaternario dell'era cenozoica, la sua durata è di soli $ 1,8 milioni di anni.

Era archeana. Questa volta è iniziata dopo la formazione della crosta terrestre sul pianeta. A quel tempo c'erano montagne sulla Terra ed erano entrati in gioco i processi di erosione e sedimentazione. L'Archeano è durato circa 2 miliardi di dollari di anni. Questa era è la più lunga in termini di durata, durante la quale l'attività vulcanica era diffusa sulla Terra, ci furono profondi sollevamenti, che portarono alla formazione di montagne. La maggior parte dei fossili è stata distrutta sotto l'influenza di alta temperatura, pressione, movimento di massa, ma sono stati conservati pochi dati su quel periodo. Nelle rocce dell'era archeana si trova carbonio puro in forma dispersa. Gli scienziati ritengono che si tratti di resti alterati di animali e piante. Se la quantità di grafite riflette la quantità di materia vivente, allora ce n'era molta nell'Archeano.

Era proterozoica. In termini di durata, questa è la seconda era, che copre un miliardo di dollari di anni. Durante l'era si è verificata la deposizione di una grande quantità di precipitazioni e una significativa glaciazione. Le calotte glaciali si estendevano dall'equatore fino a $20$ gradi di latitudine. I fossili trovati nelle rocce di questo periodo sono la prova dell'esistenza della vita e del suo sviluppo evolutivo. Nei depositi proterozoici sono stati rinvenuti spicole di spugne, resti di meduse, funghi, alghe, artropodi, ecc.

Paleozoico. Questa era si distingue sei periodi:

• Cambriano;
• Ordoviciano,
• Siluro;
• Devoniano;
• Carbone o carbone;
• Perm o Perm.

La durata del Paleozoico è di $ 370 $ milioni di anni. Durante questo periodo apparvero rappresentanti di tutti i tipi e classi di animali. Mancavano solo uccelli e mammiferi.

Era mesozoica. L'era è divisa in tre periodo:

• Triassico;

L'era è iniziata circa $ 230 milioni di anni fa ed è durata $ 167 milioni di anni. Durante i primi due periodi Triassico e Giurassico- la maggior parte delle regioni continentali è salita sopra il livello del mare. Il clima del Triassico è secco e caldo, e nel Giurassico è diventato ancora più caldo, ma era già umido. In stato Arizona c'è una famosa foresta di pietra che esiste da allora Triassico periodo. È vero, degli alberi un tempo possenti rimanevano solo tronchi, tronchi e ceppi. Alla fine del Mesozoico, o meglio nel periodo Cretaceo, sui continenti si verifica un graduale avanzamento del mare. Il continente nordamericano subì una subsidenza alla fine del Cretaceo e, di conseguenza, le acque del Golfo del Messico si unirono alle acque del bacino artico. La terraferma era divisa in due parti. La fine del periodo Cretaceo è caratterizzata da un grande sollevamento, chiamato Orogenesi alpina. In quel momento apparvero le Montagne Rocciose, le Alpi, l'Himalaya, le Ande. Nell'ovest del Nord America iniziò un'intensa attività vulcanica.

Era cenozoica. Questa è una nuova era che non è ancora finita e continua ancora oggi.

L'era è stata divisa in tre periodi:

• Paleogene;
• Neogene;
• Quaternario.

Quaternario periodo ha una serie di caratteristiche uniche. Questo è il momento della formazione finale della faccia moderna della Terra e delle ere glaciali. La Nuova Guinea e l'Australia divennero indipendenti, avvicinandosi all'Asia. L'Antartide è rimasta al suo posto. Due Americhe unite. Dei tre periodi dell'era, il più interessante è quaternario periodo o antropogenico. Continua ancora oggi, ed è stato stanziato in $ 1829 $ da un geologo belga J. Denoyer. I raffreddamenti sono sostituiti dai riscaldamenti, ma la sua caratteristica più importante è aspetto dell'uomo.

L'uomo moderno vive nel periodo quaternario dell'era cenozoica.