Геологи давно заметили, что история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более длительная ее часть трудна для изучения палеонтологическими методами, так как не содержит ископаемых остатков и кроме того, довольно часто осадочные толщи сильно изменены метаморфизмом. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов количество и сохранность которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном, т. е. временем очевидной жизни. Эон -- это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим эквивалентом является эонотема.
Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто ее еще называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда было установлено абсолютное большинство геологических периодов. Все более древние отложения, залегающие под кембрийскими толщами, стали датироваться докембрием. В настоящее время вместо криптозоя выделяют два эона: архейский и протерозойский.
Широкая распространенность, богатство ископаемыми органическими остатками и относительная доступность фанерозойских отложений предопределили их более лучшую изученность. Английский геолог Дж. Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эры: палеозойскую -- эру древней жизни; мезозойскую -- эру средней жизни и кайнозойскую -- эру новой жизни. В палеозое господствовали морские беспозвоночные, рыбы, земноводные и споровые растения, в мезозое -- пресмыкающиеся и голосеменные растения, а в кайнозое -- млекопитающие и покрытосеменные растения.
Сформированные в течение геологической эры отложения называются эратемами. Более мелкими стратиграфическими единицами являются системы, отделы и ярусы. Имена системам и ярусам были даны преимущественно по названию местностей, где они были установлены и изучены, или по каким-либо характерным признакам. Так, название юрской системы произошло от Юрских гор в Швейцарии, пермской -- от г. Перми, кембрийской от древнего названия английской провинции Уэльс, меловой -- от широко распространенного писчего мела, каменноугольной -- от каменного угля и т. д.
Если стратиграфическая шкала отражает последовательность отложений и их соподчиненность, то геохронологическая -- определяет длительность и закономерную последовательность этапов исторического развития Земли. На протяжении последних 100 лет геохронологическую и стратиграфическую шкалы фанерозоя многократно пересматривали.
Однако в геологии важно знать не только относительный возраст горных пород, но и, по возможности, точное время их происхождения. Для определения возраста горных пород применяется несколько различных методов, основанных на явлении радиоактивного распада. В связи с этим возраст пород носит название радиогеохронометрического. Для его определения используют радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода. Ввиду того что нам известны скорости распада радиоактивного изотопа, легко можно определить возраст минерала, а следовательно, и породы. В настоящее время разработаны и широко применятся различные методы ядерной геохронологии: ураноторий-свинцовый, ураноторий-гелиевый, урано-ксеноновый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-ниодимовый, рений-осмиевый и радиоуглеродный. Содержание радиоактивных изотопов в горных породах и минералах определяется в специальных приборах -- мacc-спектрометрах.
Благодаря методам ядерной геохронологии, устанавливается возраст магматических и осадочных горных пород, а для метаморфических пород определяется время воздействия на них высоких температур и давления. Изотопный возраст наиболее древних пород земного шара составляет 3,8--4 млрд. лет. Близкий возраст имеют некоторые лунные породы и метеориты.
Трудность изучения архейских и протерозойских отложений предопределила их слабую стратиграфическую и геохронологическую расчлененность. Вот как выглядит в настоящее время пока далекая от совершенства и детальности шкала архея и протерозоя.
В геологии применяется также дополнительный метод возрастного расчленения и сопоставления отложе, ний. Это палеомагнитный метод, основанный на явлении сохранения в толщах горных пород магнитных свойств. Горные породы, содержащие магнитные минералы, обладают ферромагнитными (намагниченными) свойства, ми и под влиянием магнитного поля Земли приобретают естественную остаточную намагниченность. Сейчас доказано, что в течение длительной геологической истории положение магнитных полюсов неоднократно менялось. Установив остаточную намагниченность и ее направленность (т. е. вектор) и сравнивая между собой вектора, можно установить одновозрастность горных пород, что в определенной степени уточняет геохронологическую шкалу.
При изучении истории развития земной коры важно знать время образования горных пород и минералов, хронологическую последовательность геологических событий.
Источником информации о развитии Земли во времени прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями (см. рис. III .4 на с. 66).
Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и являетсяболее молодым . На этом простом рассуждении основывается понятиеотносительного возраста , которое легло в основуотносительной геохронологии .
Относительный возраст пород легко устанавливается в случае горизонтального залегания слоев. Например, в береговом обрыве сверху вниз легко различаются слои песка, глины и известняка. Наиболее древней породой здесь будет известняк, затем образовался слой глины и самым молодым является слой песка . Если поблизости в другом обнажении обнаруживается та же последовательность пород (снизу вверх: известняк, глина, песок), мы можем предположить, что одноименные слои одновозрастны .
Рис. III .3. Строение земной коры:
а - строение земной коры по К.Буллену;
б - строение земной коры в разных геологических районах и положение
отдельных сверхглубоких скважин (СГ-3 - Кольская, М - Мурунтаусская,
У- Уральская, К - Кубанская, Б-Р - Берта-Роджерс, I - скважины судна
“Гломар Челленджер”, II - глубокие скважины на шельфе);
1 - гидросфера, 2 - осадочный слой океанов, 3 - осадочный слой континентов, 4 - складчатые области фанерозоя, 5 - вулканогенные образования,
6 - кристаллические породы докембрия, 7 - базальтовый слой континентов,
8 - базальтовый слой океанов, 9 - верхняя мантия, 10 - глубинные разломы
Рис. III .4. Формы залегания осадочных образований
а - складчатые, б - разрывные
Однако сопоставление пород по составу эффективно только для увязки пород на небольших расстояниях. Многие породы, разные по возрасту, имеют сходный состав, и напротив, одновозрастные, но образовавшиеся в различных условиях породы будут отличаться по составу. Поэтому наиболее достоверно определение относительного возраста по остаткам растительных и животных организмов -окаменелостям , сохранившимся в породах. Отложения одного возраста, если они сформировались в сходных условиях, содержат сходные или одинаковые окаменелости. Это позволяет сопоставлять одновозрастные толщи, если они имеют разный состав и расположены в разных регионах Земли .
Самые длительные временные интервалы в относительной геохронологии - эоны; эоны делятся на эры, эры - на периоды, периоды - на эпохи, эпохи - на века и т.д. За отрезок времени, равный эону, накопилась толща осадочных пород, соответствующая эонотеме, за эру - эратеме, за период - системе, за эпоху - отделу, за век - ярусу и т.д.
В отличие от относительной абсолютная геохронология призвана измерить геологическое время в астрономических единицах - годах. Существуют две группы методов определения абсолютного возраста: сезонно-климатические и радиологические. Сезонно-климатические методы применимы к породам, имеющим сезонную слоистость, и сводится к подсчету сезонных слоев.Радиологические (изотопные) методы основываются на определении возраста минералов по распаду радиоактивных изотопов, которые в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. Так как процесс распада осуществляется с постоянной скоростью, результаты определений являются независимыми от тех или иных условий среды. Наиболее часто для абсолютных датировок используют 235 U , 40 K , 87 Rb , 147 Sm , 14 C . Кроме того, дополнительным методом геохронологического расчленения пород является изучение палеомагнетизма, на основе чего составлена палеомагнитная шкала времени. Изотопные и палеомагнитный методы особенно важны для определения возраста магматических и метаморфических пород.
7 класс__________________________________
Тему: Строение земной коры, геологическое летоисчисление и геохронологическая таблица.
Тип урока: комбинированный
Цель: Формировать представление о внутреннем строении земли, земной коре, мантии и ядре; представление о рельефе.
Задачи урока:
Развивать умения самостоятельно анализировать рисунки, работать с учебником.
Воспитывать понимание необходимости рационально использовать полезные ископаемые.
Развивать речевую деятельностью.
Оборудование: Учебник, карта « Строение земной коры», коллекция горных пород.
Основные понятия : земная кора, мантия, ядро, рельеф, горные породы и минералы.полезные ископаемые.
Планируемые результаты:
назвать три слоя Земли: ядро, мантию, земную кору;
давать определения понятиям: земная кора, полезные ископаемые;
Методы работы: объяснительно – репродуктивный, исследовательский, репродуктивный, частично поисковый.
Ход урока:
1. Организационный момент.
Приветствие.
2. Повторение пройденного материала.
В каких состояниях находится вода?
С колько % воды в человеческом теле?
Какими свойствами обладает вода?
Где зародилась жизнь на Земле?
Сколько океанов на земле?
Что называется теплопроводностью?
При какой температуре замерзает вода?
В какое состояние переходит вода при замерзании?
Что называют ледниками?
Когда вода переходит в газообразное состояние?
Что такое пар?
Что происходит с водой при понижении температуры ниже +4ºС?
Почему зимой лопаются водопроводы?
Что называется раствором?
Какую работу производит вода в природе?
3. Усвоение нового материала:
Рассказ учителя.
Внутреннее строением Земли. И горными породами.
Ответьте на вопросы: какие три оболочки мокружают Землю? (атмосфера, литосфера, гидросфера)
Из каких частей состоит Земля? (ядро, мантия, земная кора).
Задание 2. Заполнить таблицу: « Внутреннее строение Земли»
Название слоя
Толщина
Температура
Ядро: внешнее,внутреннее
34% всей массы Земли
Мантия: нижняя и верхняя
Земная кора
От 5-7км. До 75 км.
Повышается с глубиной
Задание3. Прочитайте раздел «Горные породы» и ответьте на вопросы:
Чем образована земная кора?
Из чего состоят горные породы?
Какими свойствами обладают горные породы?
На какие три группы делятся горные породы по способу образования?
Задание4. Используя динамическое пособие создать модель внутреннего строения Земли.
Ответить на вопросы:
Каково внутреннее строение Земли?
Что представляет собой ядро?
В каком состоянии находится верхняя часть мантии?
Как называются неровности земной поверхности?
Из чего состоит земная кора?
4. Закрепление
5. Домашнее задание: §4 ,зарисовать внутреннее строение Земли.
С момента образования Земли - 4,6 млрд лет назад - облик её поверхности многократно менялся: материки и океаны приобретали разные размеры и очертания. Современное географическое положение материков и океанов, особенности их - это результат длительного .
Летоисчисление Земли
Люди измеряют время минутами, часами и годами. Но наша жизнь слишком коротка по сравнению со временем существования Земли. Протяжённость основных временных подразделений геологической истории Земли - эр - сотни миллионов и даже миллиарды лет. Внутри эр, начиная с палеозойской, выделяют меньшие отрезки времени - периоды.
О более древних эрах истории Земли известно меньше, чем о недавнем геологическом прошлом, поэтому они представлены более продолжительными отрезками времени.
В названиях эр отражены этапы развития жизни на Земле. Архей - время древнейшей жизни (от греч. «археос» - древнейший, архаичный), протерозой - время ранней жизни («протерос» - первичный), палеозой, мезозой и кайнозой - эры древней, средней и новой жизни.
Остатки живых организмов в виде окаменелостей содержатся в накопившихся за определённые промежутки времени осадочных горных породах. На основе знаний об эволюции живых организмов по их остаткам можно определить возраст горных пород.
Остатки живых организмов и историю жизни на Земле изучает биологическая наука - палеонтология.
Палеонтологические методы помогают определить возраст горных пород.
Формирование земной коры материков
Считается, что сначала на Земле образовалась древняя кора океанического типа. Позднее стала формироваться континентальная кора. По мере развития Земли происходило постепенное увеличение её площади. При сближении и столкновении древних возникали складчатые горы суши, а океаническая кора при этом превращалась в континентальную с её «гранитным» слоем.
Складчатые горы формировались во все эры, присоединяясь к более древним частям материков. Всё время формирования континентальной разделяют на циклы, называемые эпохами складчатости.
Образование платформ
Под действием внешних сил горы любой высоты выравнивались. На их месте возникали платформы с равнинным рельефом. Их основанием - фундаментом - служат разрушенные горы. Из-за медленных опусканий отдельные участки фундамента платформ затапливались морями. На их дне горизонтальными слоями накапливались новые горные породы - осадочный чехол. Части платформ с осадочным чехлом называются плитами, а без осадочного чехла - щитами. В областях древнейших складчатостей сформировались древние платформы, во всех остальных - молодые. Сейчас на Земле существует 11 крупных древних платформ.
Разломы земной коры и смещение её участков приводят к преобразованию платформенных равнин и формированию в их пределах глыбовых гор.
Горообразование
Древние и молодые платформы находятся вдали от границ современных . Поэтому они - устойчивые, спокойные участки земной коры, как правило, без землетрясений и . На границах же схождения литосферных плит образуются горы: складчатые в областях кайнозойской складчатости и глыбовые в областях всех более древних складчатостей. К глыбовым горам относятся Скандинавские горы, Урал, Куньлунь и Тянь-Шань в Евразии; Аппалачи в ; Большой Водораздельный хребет в Австралии. Образование гор связано с подвижками в земной коре, часто сопровождающимися и вулканизмом.
Современные материки и океаны
Современные материки до начала мезозойской эры были частями огромного материка - Пангеи. Она протягивалась в меридиональном направлении от полярных широт Северного полушария до Южного полюса.
Около 200 млн лет назад Пангея начала раскалываться и распалась сначала на два континента: Лавразию и Гондвану. Дальнейшие расколы разделили Лавразию на Северную Америку и , а Гондвану - на южные материки. Из-за расхождения литосферных плит материки отодвигались друг от друга и заняли в конце концов современное положение. Между материками расширялись впадины Атлантического, Индийского и .
Принадлежность южных материков к Гондване, а северных - к Лавразии отражается в строении земной коры, рельефе и некоторых других особенностях их природы.
Формирование рельефа Земли
Особенности рельефа Земли
