Геологическая история формирования земной коры Время в геологии
В геологии принято относительное исчисление времени. Время формирования земной коры делится на эоны и эры, которые являются самыми продолжительными временными отрезками в ее истории. Эры в свою очередь делятся на периоды, периоды на эпохи. Временным отрезкам отвечают определённые объемы пород: комплекс горных пород, образовавшихся в течении периода, называются системой; в течении эпохи - отделы; в течении века - ярус.
В основе относительного исчисления времени лежит последовательность развития и изменения органического мира на Земле. Достаточно хорошо известно, какие животные жили раньше, какие появились позже, какие группы животных когда вымерли. Эту информацию люди подучили в результате изучения ископаемых остатков животных и растительных организмов (встречающихся в осадочных породах), которые захоронились в осадочных породах. Благодаря этим находкам удалось установить не только ход эволюционного развития органического мира на Земле, но и последовательность образования различных толщ горных пород. Так и была выявлена последовательность образования земной коры и геологических событий прошлых лет. На основе изучения развития органического мира была разработана геохронологическая шкала, каждое подразделение которой соответствует стратиграфической единице. Стратиграфической единице отвечает определенная толща пород, выделяемая по совокупности встречающихся в ней ископаемых форм органических остатков. Таким образом, стратиграфическое под разделение отражает один из естественных этапов развития земной коры.
Кроме относительного возраста важное значение имеет абсолютный возраст горных пород, для определения которого используется природная радиоактивность минералов. В горных породах содержится некоторое, хотя бы ничтожное количество радиоактивных элементов: уран (распадаясь на свинец и гелий), радий, торий, калий в форме различных изотопов. Широко применяются для определения возраста (по количеству оставшегося радиоактивного элемента: уран свинцовый, калий аргоновый, рубидий стронциевый), как осадочных так и магматических пород. Например, при распаде 100г урана за 79*10^6 лет получается 1г свинца, поэтому можно вычислить абсолютный возраст данной горной породы.
Геологическая история обоснования земной коры
Существует несколько схем образования земной коры, по схеме Хаина и Михайлова (1985) вылепляются 6 этапов:
Время существования первичной земной коры (базальтоидная), когда Земля была лишена водной и газовой оболочек выделяется ими в самостоятельной - догеологический этап (4.6 - 4 млрд лет назад). В этот этап первичная кора была сложена продуктами дифференциации мантии и близко к дневной поверхности на небольшой глубине существовала астеносфера. Догеологический этап - время образования кольцевых структур, наблюдаемых ныне на космоснимках в современной структуре докембрийских щитов. Образование этих структур связывают с радением метеоритов на защищённую поверхность Земли, хотя и не исключают, что в конце рассматриваемого этапа атмосфера и гидросфера. В конце этапа начали формироваться атмосфера и гидросфера.
Архейский этап (4 - 3.5 млрд) это время образования первичных осадочных пород сиалической протокоры, состоящей главным образом из метаморфических пород гранитоидного состава, возникших на поверхности Земли или на небольшой глубине. Эти породы (серые гнейсы) обнаружены на всех древних платформах, в частности, в нашей стране в пределах Балтийского, Украинского и Алданского щитов. На этом этапе уже имели место процессы денудации и седиментации.
Позднеархейский этап (3,5—2,6 млрд. лет назад). В протоконтинентальной коре появляются протогеосинклинальные системы (так называемые зеленокаменные пояса). В их осадках установлены остатки живых организмов, живших 3,4 млрд. лет назад. Эти геосинклинальные системы закладывались, как предполагается, в условиях растяжения, существенного утонения протоконтинентальной коры, мощность которой к концу архея составляла уже около 30 км.
В конце архея образовались обширные площади континентальной коры, равновеликие современным древним платформам. В это время существовали гранитоиды, метаморфические и осадочные горные породы. В земной коре наряду с региональной формируется и вертикальная зональность, что выражалось в различной степени метаморфизма горных пород.
Раннепротерозойский этап (2,6-1,7 млрд лет назад). Для него характерно обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. С раннепротерозойского времени существует, очевидно, глобальная сеть разломов и трещин. Дробление протоконтинентальной коры привело к разделению ее на устойчивые блоки (протоплатформы) и подвижные зоны (протогеосинклинали). Уже в это время в отдельных районах протоплатформ (в протосинеклизах) происходило накопление континентальных (нередко красноцветных) и мелководно-морских, местами карбонатных (доломитовых) отложений, а также базальтов и более кислые вулканические породы.
Возраст наиболее древних из таких осадочных чехлов, известных, например, в Южной Африке, 3 млрд. лет. Отложения их местами мета морфизованы, прорваны гранито-гнейсами в виде куполов. В протогеосинклиналях происходило накопление мощных толщ осадков и вулканитов.
С временными рубежами 1.9 - 1.7 млрд. лет связаны две наиболее крупные деформации (карельская фаза складчатости), приведшие в конечном счете к становлению основной массы коры современных континентов, на большей части которых с этого времени установился платформенный режим.
Позднепротерозойский этап (рифейский, 1,7-0,6 млрд. лет назад). Этот этап характеризуется преимущественно континентально-платформенным режимом и зарождением геосинклинальных поясов фанерозоя. По-видимому, существовал единый массив суши (в одном полушарии) и Тихий океан (в другой части планеты).
Эпиконтинентальные моря (по окраинам материков) и внутриматериковые водоемы имели ограниченное распространение. По мере снижения теплового потока происходило остывание коры, которое сопровождалось возрастанием ее хрупкости, что в свою очередь приводило к рифтообразованию. Большинство авлакогенов сформировалось в среднем и позднем рифее. На вторую половину этапа приходится усиление процесса деструкции континентальной коры и начало формирования Средиземноморского, У рало-Охотского и Северо - Атлантического геосинклинальных поясов. В конце протерозоя (в байкальскую эпоху тектогенеза) по периферии геосинклинальных поясов осадочные породы испытали складчатость.
Протерозойские породы менее метаморфизованы. В них сохранились самые скудные остатки органического мира (водоросли, бактерии). Венд-палеозойский платформенно-геосинклинальный этап (0,6—0,2 млрд. лет назад). В начале этапа (венд — средний ордовик) происходит активное формирование (раскрытие) Северо - Атлантического, Урало-Охотского, Средиземноморского геосинклинальных поясов, а также идет геосинклинальный процесс на окраинах Тихого океана.