Эволюция живых существ может быть понята только в контексте геологического времени.

Геохронологическая (стратиграфическая) шкала времени - это шкала относительного геологического времени, построенная на основе определенных палеонтологией и исторической геологией этапов формирования земной коры и жизни на планете. Она представляет собой последовательность стратиграфических элементов в порядке их образования, в виде полного составного идеального разреза всех земных отложений без пропусков и перекрытий и является эталоном для корреляции любых стратиграфических единиц. Границы между стратиграфическими элементами проводятся по событиям заметных эволюционных или геологических изменений. Учение о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих земную кору, называется геохронологией .

Различают относительную и абсолютную геохронологию.

Задачей относительной геохронологии является определение относительного возраста горных пород: определение, какие отложения, встречающиеся в земной коре, являются более древними, а какие более молодые. Есть несколько методов определения относительного возраста пород.

Первый метод - стратиграфический . Он исходит из вполне не ясных и логичных представлений, что каждый пласт осадочных пород образовался раньше того пласта, который его перекрывает.

Второй метод - палеонтологический . Он позволяет установить относительный возраст пород и произвести их сопоставление в геологических разрезах, относящихся к разным районам или регионам. Установление производится по характеру обнаруживаемых в пластах различных органических остатков (окаменелые морские раковины, кости животных, отпечатки листьев и т.д.).

Задачей абсолютной геохронологии является определение истинной продолжительности отдельных периодов и эпох в жизни Земли, а также ее геологического возраста в целом.

Геохронологический возраст горных пород определяется такими единицами измерения, как эра, период, эпоха и век.

Эра - крупнейший этап в истории развития Земли, в котором образовалась группа отложений. Различают пять эр (начиная с более древних): архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская.

Каждая эра охватывает несколько периодов. Период соответствует времени образования системы горных пород. Периоды подразделяются на несколько эпох, которым соответствуют отделы пород. Эпохи подразделяются на века, которым соответствуют ярусы как совокупность пород, образовавшихся в тот или иной век.

Архейская (эра первичной жизни) и протерозойская (эра древнейшей жизни) эры наиболее удалены от нас по времени (около 1,5 млрд лет). В это время образовались самые древние породы, слагающие жесткий фундамент земной коры. Горные породы архейской эры носят только следы примитивных органических форм, свидетельствуя о зарождении в это время жизни на Земле. Протерозойская эра совпадает по времени с началом развития на Земле разнообразных водорослей, бактерий и беспозвоночных животных.

Палеозойская эра (эра древней жизни) - период времени, удаленный от нас примерно на 600 млн лет и продолжавшийся около 350 млн лет. Эта эра и относящиеся к ней породы изучены более детально. Палеозойская эра характеризуется буйным расцветом органической жизни в морях и океанах и выходом ее на сушу. На суше доминирующее значение приобретают крупные земноводные и в конце эры - первые пресмыкающиеся. В каменноугольном периоде эры пышное развитие получают древовидные папоротники, хвощи и др.

Палеозойская эра подразделяется на шесть периодов (начиная с более древних): кембрийский (Cm), ордовикский (О), силурийский (S), девонский (D), каменноугольный (С) и пермский (Р).

Мезозойская эра (эра средней жизни) продолжительностью 185 млн лет является временем расцвета на суше гигантских пресмыкающихся (гигантских ящеров - динозавров, летающих птеродактилей и др.). Растительный мир и мир насекомых в мезозое имеют некоторые черты, общие с нашим временем. На Земле в это время появляются первые представители млекопитающих и птиц, получивших развитие в следующей, кайнозойской эре.

Мезозойская эра подразделяется на три периода: триасовый (Т), юрский (J) и меловой (Cr).

Кайнозойская эра (эра новой жизни) - наиболее молодая (примерно за 40…50 млн лет до н.э.), сменившая мезозойскую эру. Жизнь в это время приобретает все более близкие к нашему времени формы.

Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеогеновый (Pg), неогеновый (N) и антропогеновый (Аp), или четвертичный (Q). Четвертичный период - последний период развития органического мира, во время которого появился человек.

Горные породы до четвертичного возраста называются коренными , а континентальные четвертичного возраста - покровными . В пределах коренных пород в общем случае более древние породы обладают большей, чем молодые, прочностью, а покровные образования четвертичного времени имеют прочность меньшую, чем коренные. Но прямой связи между возрастом пород и их прочностью не наблюдается, и иногда молодые породы обладают большей прочностью, чем древние.

В результате изучения возраста, состава, условий залегания и распространения горных пород составляются геологические карты, которые показывают выходы коренных пород на поверхность земли. Отложения четвертичного времени на геологических картах, как правило, не показывают; для них составляют специальные карты четвертичных (покровных) отложений. Делают это по той причине, что породы то до четвертичного времени в подавляющем большинстве случаев имеют морское происхождение и отличаются хорошо выявляемой закономерностью строения пластов, как в плане, так и по глубине. Породы же четвертичного возраста, наоборот, в большинстве случаев имеют континентальное происхождение (образованы в пределах суши). Эти породы отличаются крайне непостоянным составом, а границы их распространения обычно определяются существующим рельефом местности.

История планеты Земля уже насчитывает примерно 7 млрд лет. За это время наш общий дом претерпел значительные изменения, что явилось следствием изменения периодов. в хронологическом порядке раскрывают всю историю планеты с самого ее появления до наших дней.

Геологическая хронология

История Земли, представленная в виде эонов, групп, периодов и эпох являет собой определенную сгруппированную хронологию. На первых международных конгрессах геологии была выработана особая хронологическая шкала, которая представляла периодизацию Земли. В последующем эта шкала пополнялась новой информацией и изменялась, в итоге сейчас в ней отражены все геологические периоды в хронологическом порядке.

Самыми крупными подразделениями в этой шкале являются эонотемы, эры и периоды.

Формирование Земли

Геологические периоды Земли в хронологическом порядке начинают свою историю именно с формирования планеты. Ученые пришли к выводу о том, что Земля сформировалась примерно 4,5 млрд лет назад. Сам процесс ее формирования был очень длительным и, возможно, начался еще 7 млрд лет назад из мелких космических частиц. Со временем сила тяготения росла, вместе с ней увеличивалась скорость тел, падавших на формирующуюся планету. Кинетическая энергия трансформировалась в тепло, в результате чего происходило постепенное нагревание Земли.

Ядро Земли, по предположениям ученых, было сформировано за несколько сотен миллионов лет, после чего началось постепенное остывание планеты. В настоящее время в расплавленном ядре содержится 30 % массы Земли. Развитие других оболочек планеты, по мнению ученых, не закончено до сих пор.

Докембрийский эон

В геохронологии Земли первый эон имеет название докембрий. Он охватывает время 4,5 млрд - 600 млн лет назад. То есть львиная доля истории планеты охватывается первым. Однако этот эон делят еще на три - катархей, архей, протерозой. Причем часто первый из них выделяется в самостоятельный эон.

В это время произошло образование суши и воды. Все это происходило во время активной вулканической деятельности на протяжении почти всего эона. Щиты всех континентов были образованы в докембрии, однако следы жизни встречаются очень редко.

Катархейский эон

Начало истории Земли - полмиллиарда лет ее существования в науке названо катархеем. Верхняя граница этого эона находится на отметке 4 млрд лет назад.

Популярная литература рисует нам катархей как время активных вулканических и геотермальных изменений на поверхности Земли. Однако на самом деле это не соответствует действительности.

Катархейский эон - время, когда вулканическая активность не проявлялась, а поверхность Земли представляла собой холодную неприветливую пустыню. Хотя достаточно часто происходили землетрясения, которые сглаживали ландшафт. Поверхность выглядела, как темно-серое первичное вещество, покрытое слоем реголита. Сутки в то время составляли всего 6 часов.

Архейский эон

Второй основной эон из четырех в истории Земли продолжался около 1,5 млрд лет - 4-2,5 млрд лет назад. Тогда Земля еще не имела атмосферы, поэтому и жизни еще не было, однако в этот эон происходит появление бактерий, вследствие отсутствия кислорода они были анаэробными. В результате их деятельности сегодня мы имеем залежи природных ископаемых, таких как железо, графит, сера и никель. История термина «архей» берет свое начало в 1872 году, тогда его предложил знаменитый американский ученый Дж. Дан. Архейский эон, в отличие от предыдущего, характеризуется высокой вулканической активностью и эрозией.

Протерозойский эон

Если рассматривать геологические периоды в хронологическом порядке, следующий миллиард лет занял протерозой. Этот период также характеризуется высокой вулканической активностью и осадкообразованием, также продолжается эрозия на огромных площадях.

Происходит образование т. н. гор В настоящее время они представляют собой небольшие холмы на равнинах. Горные породы этого эона очень богаты слюдой, рудами цветных металлов и железом.

Следует отметить, что в протерозойский период появились первые живые существа - простейшие микроорганизмы, водоросли и грибы. А к концу эона появляются черви, морские беспозвоночные, моллюски.

Фанерозойский эон

Все геологические периоды в хронологическом порядке можно разделить на два типа - явные и скрытые. Фанерозой относится к явным. В это время появляется большое количество живых организмов с минеральными скелетами. Эпоха, предшествующая фанерозою, была названа скрытой потому, что следов ее практически не найдено из-за отсутствия минеральных скелетов.

Последние около 600 млн лет истории нашей планеты называются фанерозойским эоном. Самые значимые события этого эона - кембрийский взрыв, произошедший примерно 540 млн лет назад и пять самых крупных вымираний в истории планеты.

Эры докембрийского эона

Во время катархея и архея не существовало общепризнанных эр и периодов, поэтому их рассмотрение мы пропустим.

Протерозой же состоит из трех больших эр:

Палеопротерозой - т. е. древний, включающий в себя сидерий, риасийский период, орозирий и статерий. К концу этой эры концентрация кислорода в атмосфере достигла современного уровня.

Мезопротерозой - средний. Состоит из трех периодов - калимий, эктазий и стений. В эту эру водоросли и бактерии достигли наибольшего своего расцвета.

Неопротерозой - новый, состоящий из тония, криогения и эдиакария. В это время происходит образование первого суперконтинента - Родиния, однако потом плиты вновь разошлись. Самый холодный ледниковый период проходил в эру под названием мезопротерозой, во время которой замерзла большая часть планеты.

Эры фанерозойского эона

Данный эон состоит из трех больших эпох, резко отличающихся друг от друга:

Палеозой, или эра древней жизни. Началась примерно 600 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. Палеозой состоит из 7 периодов:

1. Кембрий (на Земле сформирован умеренный климат, ландшафт низменный, в этот период происходит зарождение всех современных типов животных).
2. Ордовик (климат на всей планете достаточно теплый, даже в Антарктиде, при этом суша значительно погружается. Происходит появление первых рыб).
3. Силурийский период (происходит формирование больших внутриконтинентальных морей, при этом низменности становятся все засушливее из-за поднятия суши. Продолжается развитие рыб. Силурийский период отмечен появлением первых насекомых).
4. Девон (появление первых земноводных и лесов).
5. Нижний карбон (господство папоротникообразных, распространение акул).
6. Верхний и средний карбон (появление первых пресмыкающихся).
7. Пермь (большинство древних животных вымирает).

Мезозой, или время пресмыкающихся. Геологическая история состоит из трех периодов:

1. Триас (вымирают семенные папоротники, господствуют голосеменные, появляются первые динозавры и млекопитающие).
2. Юра (часть Европы и западная часть Америки покрыта мелководными морями, появление первых зубатых птиц).
3. Мел (появление кленовых и дубовых лесов, наивысшее развитие и вымирание динозавров и зубатых птиц).

Кайнозой, или время млекопитающих. Состоит из двух периодов:

1. Третичный. В начале периода хищники и копытные достигают своего рассвета, климат теплый. Происходит максимальное распространение лесов, древнейшие млекопитающие вымирают. Примерно 25 млн лет назад появляются а в эпоху плиоцена возникает человек.
2. Четвертичный. Плейстоцен - крупные млекопитающие вымирают, зарождается человеческое общество, происходит 4 ледниковых периода, вымирают многие виды растений. Современная эпоха - заканчивается последний ледниковый период, постепенно климат приобретает нынешний вид. Главенство человека на всей планете.

Геологическая история нашей планеты имеет длительное и противоречивое развитие. В этом процессе было место нескольким вымираниям живых организмов, повторялись ледниковые периоды, наблюдались периоды высокой вулканической активности, были эры главенства разных организмов: от бактерий до человека. История Земли началась примерно 7 млрд лет назад, сформировалась она около 4,5 млрд лет назад и всего меньше миллиона лет назад человек перестал иметь конкурентов во всей живой природе.

Стратиграфическая (г еохронологическая) шкала – ш кала геологического времени, этапы которой выделены палеонтологией по развитию жизни на Земле.

Два названия этой шкалы несут разный смысл: стратиграфическая шкала служит для описания последовательности и взаимоотношений горных пород, слагающих земную кору, а геохронологическая – для описания геологического времени. Отличаются эти шкалы в терминологии, ознакомиться с отличиями можно в таблице ниже:

Общие стратиграфические подразделения (стратоны)	Подразделения геохронологической шкалы
Акротема	Акрон
Эонотема	Эон
Эратема	Эра
Система	Период
Отдел	Эпоха
Ярус	Век

Таким образом, мы можем сказать, что, например, толща известняков относится к меловой системе , но известняки образовались в меловой период .

Системы, отделы, ярусы могут быть верхними или нижними, а периоды, эпохи и века – ранними или поздними.

Путать эти термины нельзя.

Фанерозой

Фанерозойский эон включает в себя три эры, названия которых должны быть известны многим: палеозой (эра древней жизни), мезозой (эра средней жизни) и кайнозой (эра новой жизни). Эры в свою очередь делятся на периоды. Палеозойские: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь; мезозойские: триас, юра, мел; кайнозойские: палеоген, неоген и четвертичный. Каждый период имеет своё буквенное обозначение и свой цвет для обозначения на геологических картах.

Запомнить порядок периодов довольно просто с помощью мнемонического приёма. Первая буква каждого слова в приведённых ниже двух предложениях соответствует первой букве периода:

К аждый О бразованный С тудент Д олжен К урить П апиросы. Т ы, Ю рчик, М ал, П ойди Н айди Ч инарик.

	Символ	Цвет
Кембрий	€	Голубовато-зелёный
Ордовик	O	Оливковый
Силур	S	Серо-зелёный
Девон	D	Коричневый
Карбон	C	Серый
Пермь	P	Жёлто-коричневый
Триас	T	Фиолетовый
Юра	J	Голубой
Мел	K	Светло-зелёный
Палеоген	P *	Оранжевый
Неоген	N	Жёлтый
Четвертичный	Q	Желтовато-серый

*символ палеогена может не отображаться, т.к. содержится не во всех шрифтах: это символ рубля (Р с горизонтальной чертой)

Докембрий

Архейский и протерозойский акроны являются более древними подразделениями, кроме того, на их долю приходится большая часть существования нашей планеты. Если фанерозой длился около 530 млн лет, то один только протерозой – больше полутора миллиардов лет.

Геохронологическая таблица - это один из способов представления этапов развития планеты Земля, в частности жизни на ней. В таблицу записывают эры, которые подразделяются на периоды, указывается их возраст, продолжительность, описываются основные ароморфозы флоры и фауны.

Часто в геохронологических таблицах более ранние, т. е. более старые, эры записываются внизу, а более поздние, т. е. более молодые, – вверху. Ниже представлены данные о развитии жизни на Земле в естественном хронологическом порядке: от старых к новым. Табличная форма опущена ради удобства.

Архейская эра

Началась примерно 3500 млн (3,5 млрд) лет назад. Длилась около 1000 млн лет (1 млрд).

В архейскую эру появляются первые признаки жизни на Земле – одноклеточные организмы.

По современным оценкам возраст Земли составляет более 4 млрд лет. До архея была катархейская эра, когда жизни еще не было.

Протерозойская эра

Началась примерно 2700 млн (2,7 млрд) лет назад. Продолжалась более 2 млрд. лет.

Протерозой – эра ранней жизни. В слоях, принадлежащих этой эре, находят редкие и малочисленные органические остатки. Однако они принадлежат всем типам беспозвоночны животных. Также скорее всего появляются первые хордовые - бесчерепные.

Палеозойская эра

Началась около 570 млн лет назад, длилась более 300 млн лет.

Палеозой - древняя жизнь. Начиная с него процесс эволюции изучен лучше, т. к. остатки организмов из более верхних геологических слоев более доступны. Отсюда принято подробно рассматривать каждую эру, отмечая изменения органического мира для каждого периода (хотя свои периоды выделяют и в архее и в протерозое).

Кембрийский период (кембрий)

Длился около 70 млн. лет. Процветают морские беспозвоночные, водоросли. Появляется множество новых групп организмов - происходит так называемый кембрийский взрыв.

Ордовикский период (ордовик)

Длился 60 млн лет. Расцвет трилобитов, ракоскорпионов. Появляются первые сосудистые растения.

Силур (30 млн лет)

• Расцвет кораллов.
• Появление щитковых – бесчелюстных позвоночных.
• Появление растений псилофитов, вышедших на сушу.

Девон (60 млн лет)

• Расцвет щитковых.
• Появление кистеперых рыб и стегоцефалов.
• Распространение на суше высших споровых.

Каменноугольный период

Длился около 70 млн лет.

• Расцвет земноводных.
• Появление первых пресмыкающихся.
• Появление летающих форм членистоногих.
• Снижение численности трилобитов.
• Расцвет папоротникообразных.
• Появление семенных папоротников.

Пермь (55 млн)

• Распространение пресмыкающихся, возникновение зверозубых ящеров.
• Вымирание трилобитов.
• Исчезновение каменноугольных лесов.
• Распространение голосеменных.

Мезозойская эра

Эра средней жизни. Началась 230 млн лет назад, длилась около 160 млн лет.

Триасовый период

Длительность - 35 млн лет. Расцвет пресмыкающихся, появление первых млекопитающих и настоящих костистых рыб.

Юрский период

Длился около 60 млн лет.

• Господство пресмыкающихся и голосеменных растений.
• Появление археоптерикса.
• В морях много головоногих моллюсков.

Меловой период (70 млн лет)

• Появление высших млекопитающих и настоящих птиц.
• Широкое распространение костистых рыб.
• Сокращение папоротников и голосеменных.
• Появление покрытосеменных.

Кайнозойская эра

Эра новой жизни. Началась 67 млн лет назад, длится соответственно столько же.

Палеоген

Длился около 40 млн лет.

• Появление хвостатых лемуров, долгопятов, парапитеков и дриопитеков.
• Бурный расцвет насекомых.
• Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся.
• Исчезают целые группы головоногих моллюсков.
• Господство покрытосеменных растений.

Неоген (около 23,5 млн лет)

Господство млекопитающих и птиц. Появились первые представители рода Люди (Homo).

Антропоген (1,5 млн лет)

Появление вида человека разумного (Homo Sapiens). Животный и растительный мир принимает современный облик.

Этапы развития планеты. Большое значение для геогра­фической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, про­изошедших в истории их развития. История развития пла­неты Земля делится на два этапа: планетарный и геологи­ческий.

Планетарный этап охватывает период времени от за­рождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 8 планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6 класса. Планета Земля образовалась 3,5- 5 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением пер­вичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).

Геологический этап начался с момента появления пер­вых зачатков земной коры, который и продолжается по на­стоящее время. В этот период образовались различные гор­ные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опусканиям под влиянием внутренних сил. В периоды опускания территории затапливались водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия дна моря здесь возникали рав­нины, сложенные этими осадочными породами.

Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых находились остатки рас­тений и животных. Каждому геологическому периоду со­ответствуют их определенные вилы, потому что органичес­кий мир находится в постоянном развитии.

Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геоло­гического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).

Чтобы определить относительный возраст горных пород, необходимо знать закономерности последовательного за­легания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слон осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии, так, как они один за другим отлагались на дне морен, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.

Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что покрывающий его верхний слой не может образоваться, по­этому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым моло­дым.

В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного зале­гания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных орга­низмов. В результате кропотливой работы ученых но опре­делению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была со­ставлена геохронологическая таблица. Она была утвержде­на на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе - этапы развития жизни, выяв­ленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно со­вершенствуется. Современное состояние таблицы приведе­но на с. 45.

Единицами шкалы являются эры. Они делятся на перио­ды, которые подразделяются на эпохи. Пять самых круп­ных из этих подразделений (эры) носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, ар- хей - время ранней жизни, п[ютерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра сред­ней жизни, кайнозой - эра новой жизни.

Эры подразделяются на менее длительные отрезки вре­мени - периоды (иногда их называют системами). Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (на­пример карбоновый период в палеозое и меловой период в мезозое). Большинство периодов названо но тем местнос­тям, в которых наиболее полно представлены отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кемб рийский получил название от Кембрия - древнего государ­ства на западе Англии. Названия следующих периодов па леозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силуров, населявших террито­рию нынешнего Уэльса.

Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например архей - AR ), а индексы периодов - пер­вой буквой их латинских названий (например пермский Р).

Определение абсолютного возраста горных пород нача­лось в начале XX века, после того как был открыт закон распада радиоактивных элементов. Суть его состоит в сле­дующем. В недрах Земли находятся радиоактивные элемен­ты, например уран. С течением времени он медленно, с по­стоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость рас­пада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяет­ся 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в гор­ной породе, можно подсчитать, сколько лет назад она обра­зовалась.

Использование радиометрических методов позволило оп­ределять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе от­носительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.

1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?

2. Какой этап развития Земли является геологическим?

3*. Как определяют относительный и абсолютный возраст горных пород?

1. Сравните по геохронологической таблице продолжительность гео­логических эр и периодов.