Николай Ясаманов - Популярная палеогеография

Земная поверхность находилась под непрерывным «обстрелом» планетеземалей — астероидоподобных объектов размерами в километры, образованных в результате слипания комков межзвездной пыли. За счет соударения крупных планетеземалей температура постепенно возрастала. В первые 500 млн. лет существования Земли никакой атмосферы еще не было. По земной поверхности гулял солнечный ветер, т. е. распространялись потоки заряженных частиц. Так называемый догеологический этап развития Земли завершился в тот момент, когда произошло перераспределение масс вещества в теле планеты с образованием ядра. Этот процесс сопровождался бурным выделением тепла. Благодаря мощным конвективным потокам была взломана и переработана верхняя (холодная) оболочка Земли. Через многочисленные жерла из глубин на земную поверхность было выброшено огромное количество газов и водяного пара, которые и образовали первичную атмосферу. Это, по-видимому, случилось около 4 млрд. лет назад.

Само собой разумеется, что разделение истории Земли на догеологический и геологический этапы довольно условно. Положение возрастной границы между ними отодвигается по мере выявления все более древних горных пород.

Основными критериями для периодизации геологической истории Земли являются процессы и события, приведшие к качественным изменениям состава и структуры географической оболочки, которую составляют литосфера, биосфера, гидросфера и атмосфера. Примерами таких знаменательных событий служат не только возникновение атмосферы, гидросферы и биосферы, но и главным образом преобразования, отразившиеся на внешнем облике нашей планеты, — интенсивное проявление магматизма, горизонтальных и вертикальных движений земной коры, а также возникновение и расселение организмов и т. д.

Обычно все геологические исследования начинаются с изучения состава отложений и установления их возраста (геохронологии), так как без этого невозможно восстановить геологическую историю. Существует ряд методов, с помощью которых определяется относительный возраст горных пород. Первую информацию дают в основном последовательность напластований в ненарушенном состоянии (нижележащие породы древнее вышележащих), состав отложений и окаменелости, заключенные в них. С помощью изучения ископаемых остатков выявляется последовательная смена неповторяющихся в разрезах фаунистических, флористических и палинологических (спорово-пыльцевых) комплексов, которые одновременно отражают этапность их исторического развития. Неповторимость комплексов организмов основывается на главном принципе эволюционной теории — необратимости эволюции.

С помощью палеонтологических и стратиграфических методов устанавливается относительная геохронология, которая, однако, не дает реального представления о продолжительности геологических периодов и не позволяет судить об истинном возрасте Земли. После открытия естественной радиоактивности геологи получили надежный метод определения абсолютного возраста горных пород, основанный на процессах радиоактивного распада атомов таких элементов, как уран, торий, калий, стронций, рубидий, цезий, углерод и другие, в изверженных и осадочных горных породах.

Возраст тектоно-магматических эпох в истории Земли

Накопление результатов исследований о возрасте различных изверженных пород позволило не только определить продолжительность геологических периодов, установленных методом относительной геохронологии, но и выделить наиболее древние горные породы Земли. Документированные следы жизни на Земле имеют возраст свыше 3,2 млрд. лет, самые древние осадочные породы — около 3,8 млрд. лет. В истории Земли существовали эпохи усиленного магматизма. Эти эпохи характеризовались высокой степенью тектонической активности, т. е. одновременно с излияниями лавы и внедрением магмы происходили значительные вертикальные и горизонтальные движения земной коры. Данные о возрасте изверженных пород дают возможность установить существование сравнительно продолжительных эпох повышенной магматической и тектонической активности и длительных периодов относительного покоя. Это, в свою очередь, позволяет провести естественную периодизацию истории Земли по степени тектонической и магматической интенсивности.

Общая геохронологическая шкала

О. Г. Сорохтин на основании определения времени образования гранитных интрузий уточнил возраст тектоно-магматических эпох (циклов) в истории Земли. Вместе с тем необходимо отметить, что тектоническая и магматическая активность в отдельных районах по времени часто не совпадает с тектоно-магматическими эпохами планетарного характера. Следовательно, в разных районах мира возможны довольно существенные разбросы возраста тектоно-магматических эпох.

Состав пород в типовых разрезах, условия их залегания и находившиеся в них ископаемые остатки в конце XIX в. позволили заложить основу сводной (планетарной) геохронологической шкалы. В настоящее время она существенно дополнена, детализирована и обоснована не только событиями жизни органического мира, сменой одних групп организмов другими, но и абсолютными датировками. История Земли разделена на четыре крупных отрезка времени — катархей, архей, протерозой и фанерозой. Иногда в протерозое выделяют афебий, рифей и венд. Причем рифей в Канаде называют альгонком а в Китае — синием. Фанерозойский эон (эон — дословно означает длительный прмежуток времени. Он объединяет несколько геологических эр), означающий время явной жизни, состоит из палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Протерозой, архей и катархей называют криптозойским эоном т. е. временем скрытой жизни.

Геохронологическая шкала представляет собой идеализированный, а не реальный геологический объект, так как ни на одном континенте нет непрерывной последовательности всех известных возрастных подразделений. Это вызвано тем, что ни один крупный бассейн седиментации (осадконакопления) не развивался в неизменных границах в течение всей геологической истории Земли. Многократно условия морского осадконакопления сменялись континентальными, и нередко седиментация прерывалась в результате подъема территории. Это сопровождалось денудацией и размывом.

По вполне понятным причинам о первом миллиарде лет существования Земли, т. е. о катархее, нет фактических данных. Можно только предполагать, что в катархее, по-видимому, проявился очень активный вулканизм. Во время излияния вулканических лав выделялся значительный объем газов. В дальнейшем это привело к созданию не только земной коры, но и первичной атмосферы.