Крок до ВНЗ. Географія. Довідник

Історія розвитку земної кори

При користуванні сучасними стратиграфічними та геологічними картами, щоб їх читати і розуміти, необхідно знати послідовність утворення гірських порід, які утворюють земну кору, або так звану геохронологічну таблицю (геохронологічний розріз земної кори).

На основі відмінностей у складі органічних залишків при встановленні відносного віку гірських порід, вся товща земної кори стратиграфічно була поділена на п’ять комплексів, що послідовно утворилися. Кожний такий комплекс називається групою порід, а час, що відповідає утворенню цієї групи, — ерою. Кожна група, в свою чергу, поділяється на системи, системи — на відділи, відділи — на яруси, яруси — на зони. Відповідно до цих підрозділів стратиграфічного розподілу товщі земної кори, час утворення порід, які її складають, поділяється: ери на періоди, періоди — на епохи, епохи — на сторіччя, сторіччя — на фази.

Відповідність одиниць геохронологічного і стратиграфічного розподілу відображена в таблиці:

Одиниці
стратиграфічні	геохронологічні
група	ера
система	період
відділ	епоха
ярус	сторіччя
зона	фаза

Стратиграфічні одиниці показують послідовність накопичення товщ земної кори, а геохронологічні — час, коли вони утворилися.

Хронологія геологічних подій в історії Землі, а також вік земної кори і Землі як планети, цікавили людство давно як з практичних, так і з теоретичних міркувань. На сьогодні в історії формування і розвитку Землі виділяють два етапи — догеологічний і геологічний. Догеологічний охоплює великий період часу з моменту виникнення Землі як планети (близько 6,5 млрд років тому) до того часу, коли почали формуватися оболонки Землі — атмосфера, гідросфера, літосфера, — тобто біля 4-4,5 млрд років тому.

Історія догеологічного етапу не встановлена геологічними методами. Усі інші уявлення про цей період базуються на загальних уявленнях про розвиток Землі як космічного тіла — однієї з планет Сонячної системи.

Геологічний етап починається з моменту появи земної кори, тобто з того часу, з якого збереглися найдавніші геологічні «документи» — мінерали та гірські породи. Але відомі нам сьогодні давні мінерали та гірські породи теж видозмінилися. У зв’язку з цим початок геологічного етапу в історії Землі є тільки умовним моментом. При вивчені нашої планети ключ до поновлення історії та закономірностей її розвитку дає вік Землі й послідовність утворення гірських порід, методи визначення віку яких поділяють на дві групи. Перша об’єднує методи визначення відносного віку порід, друга — абсолютного.

До першої групи відносять давно розроблені стратиграфічний, палеонтологічний і петрографічний методи.

Стратиграфічний — найпростішій метод (стратиграфія — опис шарів, пластів), що полягає у визначенні послідовності накопичення шарів, або пластів, у товщі земної кори: нижній пласт — давніший за ті, що знаходяться над ним. Так розміщуються пласти в зонах земної кори, де не порушувалось залягання, але часто буває, що внаслідок тектонічних рухів пласти зминались у складки різної форми. Від цього порівняно молоді пласти можуть бути перекриті пластами більш давніх порід. Цим і порушується хронологічна послідовність відкладення осадів.

Тому в геологічній практиці найбільш поширений палеонтологічний метод (палеонтологія в перекладі з грецької — наука про стародавні істоти), заснований на вивченні органічних залишків, які зустрічаються у вигляді закам’янілостей в осадових породах. Ці закам’янілості — немов літери, за якими геологи зчитують історію великих товщ земної кори.

Петрографічний метод (петра в перекладі з грецької — скеля, камінь) базується на вивченні речовинного складу пластів. Знайомлячись з оголенням пластів, не тільки вивчають положення кожного (перший, другий, третій і т. д.), але й встановлюють, у який порід складений кожний пласт: пісок, глина, піщаник, вапняк, доломіт та ін. Тобто в основу цього методу покладені результати порівняння мінерального складу, зовнішнього вигляду порід та умов їх утворення.

Усі ці методи використовують у комплексі, але визначення відносного віку гірських порід дає уявлення лише про те, які породи утворилися раніше або пізніше в районі, що досліджується, без прив’язки до одиниць часу. Тому, користуючись цими методами, визначити вік Землі в цілому неможливо. Це завдання може бути розв’язане за допомогою методів другої групи.

Методи визначення абсолютного віку гірських порід в одиницях часу базуються на визначенні кількісного відношення між радіоактивними елементами, присутніми в гірських породах, та продуктами їх розпаду. Ці методи часто називають радіологічними. Суть їх полягає в тому, що ядра атомів деяких розповсюджених у земній корі нестійких елементів (в основному радію, урану, торію, ізотопу калію, рубідію) повільно розпадаються, причому з постійною швидкістю, яка не залежить від зовнішніх умов (зміни температури, тиску, електричної та магнітної напруги), утворюючи атомні ядра стійких елементів.

Знаючи умови створення мінералів, можна поновити історію розвитку даного регіону та визначити вік земної кори, адже всі мінерали та гірські породи, які складають земну кору, в тій чи іншій кількості містять уран і торій. Щоправда, концентрація останніх у мінералах і гірських породах дуже мала — вміст урану виражається десятитисячними частками, а торію — тисячними частками відсотка. Тому для визначення продуктів їх розпаду використовуються дуже точні прилади.

Якщо досліджуваний мінерал входить до складу гірської породи або руди, одночасно з якою він утворився, то, визначивши вік мінералу, легко визначити вік породи або руди. А для визначення віку Землі варто визначити вік метеориту, більшість із яких утворилася 4-4,5 млрд. років тому, тобто метеорити — «однолітки» Землі.

У наш час найрозповсюдженіші такі методи визначення віку природних утворень, які мають різний ступінь досконалості:

• свинцевий (залежно від того, яку пару елементів візьмемо, так і називатиметься метод), різновиди свинцевого методу: ураносвинцевий, ураноторієво-свинцевий;

• стронцій-рубідієвий;

• аргонокалієвий та кальцій-калієвий;

• радіовуглецевий.

Добір матеріалів:

Г. К. Балан, Л. В. Селезньова, О. Г. Іваненко. Основи геофізики: Навчальний посібник. — Одеса: Екологія, 2006. — 96 с.

Рекомендована література:

1. М. В. Багров, В. О. Боков, І. Г. Черваньов. Землезнавство. — К.: Либідь, 2000.

2. В. Г. Бондарчук. Геологія для всіх. — К.: Радянська школа, 2000.

3. Г. І. Рудько, І. П. Гамеляк. Основи загальної, інженерної та екологічної геології. — Ч.: Букрек, 2003.

4. С. А. Чечкин. Основы геофизики. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990.