4. Перечислите методы определения абсолютного и относительного возраста пород. Назовите эры и периоды геологической истории Земли. (N1, С3, T2, O1)
Для определения абсолютного возраста породы применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые происходят в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий и д. р.) входящих в состав этих пород. Например, зная, какое количество свинца образуется из 1 г. урана и, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. Это позволяет определять возраст в миллионах лет. По углероду 14С, период полураспада которого 5568 лет, устанавливает возраст более молодых образований. Для оценки возраста геологических объектов огромное значение приобрёл радиоуглеродный метод, основанный на том, что в атмосфере Земли под воздействием космических лучей за счёт обильного азота идёт ядерная реакция 14N + n = 14С + Р; вместе с тем 14С радиоактивен и имеет период полураспада более 5700 лет. В атмосфере установилось равновесие между синтезом и распадом этого изотопа, вследствие чего содержание 14С в воздухе постоянно. Растения и животные при их жизни всё время обмениваются углеродом с атмосферой. Измеряя содержание 14С с помощью высокочувствительной радиометрической аппаратуры, можно установить возраст органических остатков.
Аргоновый метод основан на радиогенном накоплении аргона в калиевых минералах. Стронциевый метод, основанный на радиоактивном распаде 87Rb и превращении его в 87Sr,
Для определения относительного возраста используют два метода: стратиграфический и палеонтологический.
Стратиграфический метод основан на том, что ненарушенный горизонтальный слой толщи парод распределен так, что нижележащие слои породы являются более древними, чем вышележащие. Относительный возраст интрузивных пород и других неслоистых геологических образований определяется по соотношению с толщами слоистых горных пород. Послойное расчленение геологического разреза, т. е. установление последовательности напластования слагающих его пород, составляет стратиграфию данного района. При залегании слоев, в складки, этот метод не используют, т. к. более древние слои могут находиться выше более молодых.
Палеонтологический метод позволяет определить возраст пород исходя из исторического развития жизни на Земле. Остатки вымерших организмов захоронялись в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили. Сопоставление окаменелостей различных пластов позволило установить процесс необратимого развития органического мира и выделить в геологической истории Земли ряд этапов со свойственным каждому из них комплексом животных и растений. Исходя из этого, сходство флоры и фауны в пластах осадочных пород может свидетельствовать об одновременности образования этих пластов, т. е. об их одновозрастности.
В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоев земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой) составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижележащего отрезка шкалы (докембрий), соответствующего огромной по мощности толще пород, палеонтологический метод имеет ограниченное применение из-за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя - докембрийская - часть стратиграфической шкалы расчленена менее детально. По степени метаморфизма горных пород и др. признакам докембрий делится на архей (или археозой) и протерозой. Верхняя - фанерозойская - часть шкалы делится на три группы (или эратемы): палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Каждая группа делится на системы (всего в фанерозое 12 систем). Каждая система подразделяется на 2-3 отдела; последние в свою очередь делятся на ярусы и подчинённые им зоны. Как системы, так и многие ярусы могут быть прослежены на всех континентах, но большая часть зон имеет только местное значение. Наикрупнейшим подразделением шкалы, объединяющим несколько групп, служит эонотема (например, палеозойская, мезозойская и кайнозойская группы объединяются в фанерозойскую эонотему, или фанерозой). Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно эпоха, век, время; группам соответствуют эры. Крупнейшему стратиграфическому подразделению - эонотеме - отвечает хронологический термин - эон. Существуют два эона - докембрийский, или криптозойский, и фанерозойский. Продолжительность более древнего - докембрийского эона составляет около 5/6 всей геологической истории Земли. Каждый из периодов фанерозойского эона, за исключением последнего - антропогенового (четвертичного), охватывает примерно равновеликие интервалы времени. Антропогеновая система, соответствующая времени существования человека, намного короче. Расчленение антропогена проводится, в отличие от других периодов, по фауне наземных млекопитающих, которая эволюционирует гораздо быстрее, чем морская фауна (в составе последней за время антропогена не произошло принципиальных изменений), а также на основе изучения ледниковых отложений, характеризующих эпохи всеобщего похолодания. Некоторые исследователи считают выделение антропогеновых отложений [см. Антропогеновая система (период)] в особую систему неправомочным и рассматривают её как завершающий этап предшествующего неогенового периода.
N1 Эон - Неохрон (фанерозой), кайнозойская эра (KZ), начало неогенового периода (N), Миоцен (N1).
Начало около 25 млн. лет, окончание около 5 млн. лет, длительность около 20 млн. лет
Геологические события и климат: Африка столкнулась с Европой и Азией, образовав Альпы. Индостан врезался в Азию, «выдавив» Гималаи. По мере наползания других материковых плит друг на друга начали формироваться также Скалистые горы и Анды. Ледниковый покров в Южном полушарии распространился на всю Антарктиду, что привело к дальнейшему охлаждению климата;
С3 Палеозойская эра (PZ) Каменноугольный период, Верхнекаменноуг (С3).
Эпоха (отдел) Верхний карбон включает в себя 2 яруса: касимовский (C3k) и гжельский (С3g).
Начало около 360 млн. лет, окончание около 286 млн. лет, длительность около 74 млн. лет
Геологические события и климат: Гондвала и Лавразия постепенно сближались, при этом возникали новые горные цепи. В раннем карбоне на обширных пространствах раскинулись мелкие прибрежные моря и болота, и на большей части суши установился тропический климат. Громадные леса с пышной растительностью существенно повысили содержание кислорода в атмосфере. В дальнейшем похолодало, и на Земле произошло по меньшей мере два крупных оледенения.
T2 Мезозойская эра (MZ) Триасовый период (Т), Среднетриасовый отдел.
Начало около 248 млн. лет, окончание около 213 млн. лет, длительность около 35 млн. лет
Геологические события и климат: Пангея вновь начала раскалываться на Гондвану и Лавразию, начал образовываться Атлантический океан. Уровень моря по всему миру был очень низок. Климат почти повсеместно теплый, постепенно становился более сухим, и во внутренних областях сформировались обширные пустыни. Мелкие моря и озера постепенно испарялись, из-за чего вода в них стала очень соленой.
O1 - Палеозойская эра (PZ) Ордовикский период (О) Нижнеордовик
Начало около 500 млн. лет, окончание около 438 млн. лет, длительность около 62 млн. лет
Геологические события и климат: Гондвана по-прежнему находится в Южном полушарии, а остальные материки – в районе экватора. Европа и Северная Америка постепенно отодвигались друг от друга, а океан Япетус расширялся. На протяжении периода массивы суши смещались все дальше к югу. Старые ледниковые покровы кембрия растаяли, и уровень моря повысился. Большая часть суши была сосредоточена в теплых широтах. В конце периода началось новое олединение.
5. Опишите сущность процессов внутренней динамики Земли (эндогенных процессов). Приведите схемы нарушений форм залегания пород (сдвиг, горст). Покажите зависимость силы землетрясения от геоморфологического строения участка, состава и обводнённости пород
Эндогенные процессы (греч.Endon - внутри + Genes - рождающий, рожденный) - рельефообразующие геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твёрдой земли и обусловленные ее внутренней энергией, силой тяжести и силами, возникающими при вращении Земли. Эндогенные процессы проявляются в виде тектонических движений земной коры, магматизма, метаморфизма горных пород, сейсмической активности. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация). Эндогенные процессы играют главную роль при образовании крупных форм рельефа.
Тектоническими движениями называют движения земной коры, вызывающие изменение залегания геологических тел.
Тектонические движения земной коры разделяют на три основных типа:
1. Колебательные движения, выражающиеся в медленных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры и приводящие к образованию крупных поднятий и прогибов.
Колебательные движения не изменяют первоначальных условий залегания горных пород, но от них зависит положение границ между сушей и морями, обмеление и усиление размывающей деятельности рек.
Различают следующие виды колебательных движений земной коры:
прошедших геологических периодов