1.7. История Земли

1.7.1. Методы восстановления истории Земли.

Мы с достоверностью не знаем, как и когда образовалась Земля, и лишь догадываемся о том, какой она была в первоначальные периоды своего существования. Однако чем ближе к нашему времени, тем более достоверны наши сведения о ней. Для восстановления истории Земли геологи пользуются, в основном, естественно – историческим, биостратиграфическим и радиоактивным методами.

Естественно-исторический метод заключается в предположении, что в древности геологические процессы протекали более, или менее так же, как и в настоящем. Благодаря эндогенным силам возникали горы, которые затем разрушались, продукты разрушения перемещались под действием силы тяжести вниз, образуя осадки. Следовательно, слои осадочных пород представляют собой каменную летопись Земли, фиксируя прогибание земной коры. Отсутствие слоев определенного возраста свидетельствует о наличии в это время размывов, суши. При осадконакоплении более древние слои оказываются внизу, а молодые – наверху. Попадая в недра, породы подвергаются метаморфизму, переплавляются. Перемещаясь к поверхности Земли, выветриваются. Если геолог встречает, например, коралловые известняки, он полагает, что в этом месте во время формирования коралла было теплое море. А если исследователь встречает горную породу конгломерат – сцементированные гальки, он полагает, что во время отложения галек в этом месте был пляж и т.д. Когда ученые обнаружили, что в породах более древних, чем 1 млрд. лет не встречается железа в окисной форме, они сделали вывод, что в атмосфере тогда был недостаток свободного кислорода. В относительно молодых породах железная руда встречается либо в виде сульфидов, либо в виде окислов. Это значит, что атмосфера с тех пор обогатилась кислородом. Встречая толщи красноцветных (окрашенных окислами железа, ржавых пород) предполагают накопление этих толщ в обогащенных кислородом, континентальных условиях.

• Биостратиграфический метод, развился на основе открытия английского инженера В.Смита, сделанного в 1800 году. Наблюдая за рытьем каналов, он увлекался сбором окаменелостей. Раскладывая свою коллекцию по полкам, В.Смит обнаружил, что одинаковые окаменелости встречаются в одинаковых по высоте последовательностях слоев. На этом основании был сделан вывод, о возможности сопоставлять толщи по встречающимся в них руководящим ископаемым – остаткам организмов, которые были широко распространены по планете в течение сравнительно короткого промежутка времени. Соответственно, сейчас они в большом количестве встречаются в виде окаменелостей в синхронных слоях. По руководящим ископаемым оказалось возможным устанавливать одновременность накопления отложений, распространенных в разных частях Земли. Вторая половина XIX века, когда геологи выделяли одновозрастные слои, выясняли хронологическую последовательность их накопления, сопоставляли их и строили геологические карты, на которых изображали выходы на земную поверхность пород того, или иного хронологического диапазона, названа героическим периодом истории геологии. Понятно, что с помощью биостратиграфического метода можно определять только относительную геохронологию, какие породы моложе, а какие древнее.

• Радиоактивный метод (метод абсолютной геохронологии) основан на изучении относительного соотношения в горных породах радиоактивных природных элементов и продуктов их распада. Чем древнее порода, тем больше продуктов распада радиоактивного элемента и меньше исходного вещества. Этот метод применим для определения возраста магматических горных пород. Для осадочных горных пород при изучении содержания радиоактивного элемента в минерале, мы получаем возраст минерала, а не горной породы, которая может быть значительно моложе. Применяя методы абсолютной геохронологии, необходимо очень внимательно следить за возможностью оттока, ухода из породы радиоактивных элементов и продуктов распада в результате каких-либо геологических процессов, потому что это приводит к нарушению естественных соотношений между ними, и соответственно завышению, или занижению возраста горных пород.