§ 21. История развития земной коры

Международная стандартизированная шкала геологического времени, отражающая последовательность, соподчиненность и абсолютную продолжительность основных этапов геологической истории Земли и развития органического мира.

• 1. Иерархия деления — геохронологическая шкала подразделяется на крупные временные интервалы: эоны, эры, периоды, эпохи и века, где каждому отрезку времени соответствует определенная толща горных пород (стратиграфическое подразделение).
• 2. Правило чтения шкалы — таблицу всегда читают снизу вверх: от самых древних архейских толщ в основании к современным антропогеновым (четвертичным) отложениям на вершине.

Крупнейшие этапы геологической истории развития планеты Земля, выделяемые по масштабам тектонических движений, изменениям климата и качественным переломам в эволюции живых организмов.

• 1. Архейская эра («эра древнейшей жизни») — древнейшая эра (старше 2,5 млрд лет), время зарождения первичной коры, гидросферы и бактериальных микроорганизмов.
• 2. Протерозойская эра («эра ранней жизни») — самый продолжительный этап (от 2500 до 541 млн лет назад), ознаменовавшийся появлением кислородной атмосферы, водорослей и формированием древнейших кристаллических ядер континентов.
• 3. Палеозойская эра («эра древней жизни») — эпоха расцвета морских беспозвоночных, рыб, первых земноводных, папоротникообразных лесов и образования гигантских запасов каменного угля (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь).
• 4. Мезозойская эра («эра средней жизни») — эпоха гигантских пресмыкающихся (динозавров), аммонитов, белемнитов, появления первых млекопитающих, птиц и цветковых растений (триас, юра, мел).
• 5. Кайнозойская эра («эра новой жизни») — текущая геологическая эра (началась 66 млн лет назад), время господства млекопитающих, птиц, цветковых растений, формирования современного облика материков и появления человека (палеоген, неоген, четвертичный/антропогеновый период).

Циклически повторяющиеся эпохи тектонической активизации подвижных поясов литосферы, сопровождающиеся интенсивным смятием осадочных слоев в складки, мощным магматизмом, вулканизмом и горообразованием.

• 1. Архейско-протерозойские эпохи — сформировали жесткий кристаллический фундамент древних докембрийских платформ (Восточно-Европейской и Сибирской).
• 2. Байкальская складчатость (конец протерозоя — кембрий) — сформировала тектонические структуры Енисейского кряжа, Прибайкалья, Тиманского кряжа.
• 3. Каледонская складчатость (ранний палеозой) — проявилась в Западном Саяне, на севере Алтая и в Кузнецком Алатау.
• 4. Герцинская складчатость (поздний палеозой) — сформировала складчатые сооружения Урала, Рудного Алтая, фундамент Западно-Сибирской плиты.
• 5. Киммерийская / мезозойская складчатость (мезозой) — создала горные хребты Северо-Восточной Сибири (Верхоянский, Черского) и Сихотэ-Алинь на Дальнем Востоке.
• 6. Альпийская / кайнозойская складчатость (кайнозой — современность) — новейшая продолжающаяся эпоха, создавшая молодые высочайшие горы Кавказа, активные вулканические хребты Камчатки, Сахалина и Курильских островов.

Тематическая географическая карта, отображающая возраст, происхождение, условия залегания и вещественный состав горных пород, выходящих на дневную поверхность или перекрытых четвертичным чехлом.

• 1. Цветовой стандарт — каждому геологическому периоду и эре международным стандартом присвоен строго определенный цвет и буквенно-цифровой индекс (например, каменноугольный — серый «C», юрский — синий «J», меловой — зеленый «K»).
• 2. Складчатые полосы — вытянутые узкие чередующиеся полосы пород разного возраста на карте свидетельствуют о складчатом залегании слоев в горных сооружениях (как на Урале).

Фундаментальный закон геологии (закон Стенона), гласящий, что при ненарушенном горизонтальном залегании каждый нижележащий пласт осадочных пород сформировался раньше и является более древним, чем покрывающий его верхний пласт.

• 1. Относительная геохронология — устанавливает, какие пласты древнее, а какие моложе, путем изучения руководящих окаменелостей (остатков древней флоры и фауны).
• 2. Абсолютная геохронология — определяет точный возраст пород в миллионах лет методами изотопно-радиологического анализа (радиоактивный распад урана, калия, углерода).

Ученые реконструируют геологическое прошлое Земли путем комплексного изучения обнажений горных пород в каньонах рек, горных склонах, карьерах и глубоких буровых скважинах. Главным инструментом служит анализ осадочных толщ:

• Принцип последовательности напластования: в спокойных ненарушенных условиях слои откладываются последовательно снизу вверх — древнейшие породы покоятся в основании разреза, а наиболее молодые венчают толщу;
• Палеонтологический метод: по окаменевшим скелетам, раковинам и отпечаткам вымерших организмов (руководящим ископаемым) ученые определяют относительный геологический возраст слоя;
• Радиометрический анализ: по периоду полураспада радиоактивных элементов (уран-свинец, калий-аргон) физики вычисляют абсолютный возраст горных пород с точностью до миллиона лет.

Эпоха складчатости — это геологический период резкого усиления тектонической активности литосферных плит, сопровождающийся интенсивным сжатием земной коры, смятием осадочных пород в складки, подъемом горных массивов, магматизмом и землетрясениями. Выделяют следующие главные эпохи складчатости:

• Докембрийские (архей-протерозойские) — соответствуют архею и протерозою;
• Байкальская — конец протерозоя и ранний кембрий (граница протерозоя и палеозоя);
• Каледонская — ранний палеозой (кембрий, ордовик, силур, ранний девон);
• Герцинская — поздний палеозой (девон, карбон, пермь);
• Мезозойская (киммерийская) — мезозойская эра (триас, юра, мел);
• Кайнозойская (альпийская) — кайнозойская эра (палеоген, неоген, четвертичный период), продолжается в настоящее время.

Верный ответ: в) архейская. Архейская эра (архей) является самой древней эрой геологической истории Земли. Ее начало датируется моментом образования твердой коры около 4,0–4,5 млрд лет назад, а завершение произошло около 2,5 млрд лет назад.

По геохронологической таблице можно получить ключевые сведения о развитии планеты:

• Хронологическую последовательность и абсолютную длительность эонов, эр и геологических периодов в миллионах лет;
• Сменявшие друг друга эпохи складчатости (горообразования) и фазы вулканической активности;
• Этапы эволюции растительного и животного мира (появление бактерий, водорослей, псилофитов, выход животных на сушу, расцвет рептилий, млекопитающих, появление предков человека);
• Международную цветовую символику и буквенные индексы периодов, используемые для чтения геологических карт;
• Стратиграфическое положение и время накопления осадочных бассейнов, вмещающих уголь, нефть, руды и строительные материалы.

Верный ответ: а) Енисейский кряж. Енисейский кряж и Байкальская горная область сформировали свой складчатый фундамент в байкальскую эпоху складчатости в конце протерозоя. Алданское нагорье представляет собой древнейший архейско-протерозойский кристаллический щит; плато Путорана перекрыто базальтовыми траппами триасового возраста; Корякское нагорье возникло в альпийскую эпоху кайнозоя.

Верный ответ: г) Уральские горы. Уральская складчатая система возникла в эпоху герцинского горообразования в позднем палеозое в результате коллизии Восточно-Европейской платформы и Сибирского кратона. Срединный хребет Камчатки сформирован альпийской складчатостью, Восточный Саян — байкальской и каледонской, Енисейский кряж — байкальской.

Наиболее древними тектоническими структурами на территории России являются докембрийские кристаллические щиты древних платформ:

• Балтийский щит Восточно-Европейской платформы — расположен на северо-западе европейской части России (охватывает Карелию и Мурманскую область / Кольский полуостров);
• Анабарский и Алданский щиты Сибирской платформы — расположены на севере и юго-востоке Сибири (на территории Республики Саха (Якутия)). Возраст их кристаллического фундамента, сложенного гнейсами, кварцитами и гранитами, насчитывает от 1,6 до более чем 3,5 млрд лет (архей и протерозой).

Тектонические структуры Кавказских гор, горных хребтов полуострова Камчатка, Сахалина и Курильских островов сформировались в самую молодую — кайнозойскую (альпийскую) эпоху складчатости, которая продолжается в наши дни в зоне взаимодействия литосферных плит.

В этих регионах залегают разнообразные полезные ископаемые:

• На Кавказе — богатейшие руды цветных и редких металлов (вольфрам и молибден Тырныауза, свинцово-цинковые руды Садона, медь), строительные материалы, минеральные лечебные воды (Нарзан, Ессентуки), нефть и попутный газ в предгорных прогибах;
• На Камчатке и Курилах — сера самородная, полиметаллические руды, золото, серебро, колоссальные запасы термальных вод и парогидротерм (используемых на геотермальных электростанциях);
• На Сахалине — крупные нефтегазовые шельфовые и прибрежные месторождения (проекты «Сахалин-1», «Сахалин-2»), а также месторождения каменного угля.