Образование и эволюция Земли
Содержание
1. Образование и эволюция Земли
1.1 Образование и история развития Земли
1.2 Параметры и строение Земли их географическое значение
1.3 Литосферные плиты и их движение
1.4 Рельефообразующие процессы Земли
Список использованных источников
1. Образование и эволюция Земли
1.1 Образование и история развития Земли
Все гипотезы образования Земли можно разделить на две группы. К первой группе относятся те, в которых утверждается, что Земля, как и вся Солнечная система, образовалась из раскаленной газово-пылевой туманности (гипотеза Канта-Лапласа, Джинса и др.). По мере остывания туманность превратилась в сгустки вещества, из которых образовались Солнце и планеты.
Другая группа гипотез основывается на том, что Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из холодного газово-пылевого вещества (гипотезе О.Ю.Шмидта, В.Т.Фесенкова и др.).
О.Ю. Шмидт считал, что Солнце, проходя через пылевое метеорное облако, захватило часть его вещества. Затем образовались сгустки вещества, из которых в дальнейшем развивались планеты. Вблизи солнца основная часть вещества была поглощена самим Солнцем. Поэтому планеты, расположенные ближе к Солнцу, имеют небольшую массу и большую плотность. Вдали от Солнца образовались планеты-гиганты в условиях малого количества вещества.
В.Г. Фесенков, на основании изучения химического состава планет пришел к выводу, что Солнце и планеты первоначально образовались из одного вещества газо-пылевой туманности, которая вращалась вместе с Солнцем. В.Г. Фесенков выделил несколько этапов образования звезд и планет: образование туманности из появившегося во Вселенной газа; образование в туманности неоднородных структурных элементов; соединение этих структурных элементов и превращение их в небесные тела – планеты. Он считал, что вначале из газово-пылевой туманности образовалось Протосолнце. Затем произошел взрыв, в результате которого образовалось Солнце, а из выброшенного в пространство вещества начали постепенно формироваться планеты Солнечной системы.
Геологическое летосчисление — это время и последовательность образования горных пород. При ненарушенном залегании горных пород верхние слои моложе нижних. Выделяют абсолютный и относительный возраст горных пород. Абсолютный возраст исчисляется от начала образования горных пород и до настоящего времени. Он насчитывает тысячи и миллионы и даже миллиарды лет и определяется путем изучения распада радиоактивных химических элементов. Считается, что возраст Солнечной системы (включая Землю) может достигать 5 млрд. лет.
Для изучения "абсолютного возраста пород используются радиоактивные изотопы урана (238U), (235U), тория (232Th), рубидия (87Rb), калия (40К), углерода (14С), водорода (3Н). Перечисленные изотопы распадаются с присущей каждому из них скоростью. Для определения возраста горных пород необходимо найти отношение веса новообразованного элемента к изначальному его весу, то есть весу материнского элемента и рассчитать время, за которое произошло данное изменение.
Древнейшие горные породы поверхности Земли разрушены экзогенными процессами. Из оставшихся, которые обнаружены и определен их геологический возраст, древнейшими считаются антарктические чарнокиты (3,9 млрд. лет), гренландские гранитогнейсы (3,5 млрд. лет), метаморфические сланцы Аладанского щита (более 3,5 млрд. лет) и др.
Относительный возраст отражает последовательность отложения слоев горных пород в геологическом разрезе.
Основными методами определения относительного возраста горных пород являются: стратиграфический (соотношение пластов, напластований, осадочных горных пород данного возраста), петрографический (от греч. petros - память, grapho – описание, изучение состава пород); палеонтологический (от греч. palaios –древний, logas—изучение) – изучение остатков древних вымерших организмов; спорово-пыльцевой анализ (по результатам анализа спор и пыльцы древних растений); изотопный (по радиоактивным изотопам, радионуклидам).
Стратиграфия (лат. stratum –слой, grapho -пишу) – раздел исторической геологии, изучающий последовательность формирования горных пород. Знание относительного возраста пород позволяет рассмотреть геологические слои по мере их образования от более древних к более молодым (снизу вверх). Такое расположение слоев называется стратиграфической колонкой, или стратиграфической шкалой. Если эта шкала выражена во временных единицах с разделением на эры, периоды и эпохи, то она называется шкалой геологического времени, или геохронологической шкалой. Она отражает последовательность и соподчиненность основных этапов геологической истории Земли.
Названия геологических эр отражают их относительный возраст: архейская (древняя), протерозойская (ранняя), палеозойская (древняя), мезозойская (средняя), кайнозойская (новая). Эры делятся на периоды.
Геохронологическая шкала - таблица, отражающая последовательность событий в геологической истории развития Земли. Геохронологическая шкала подразделяется на эры и периоды. В геохронологической шкале может быть отражено время образования горных систем, полезных ископаемых, возникновение жизни или исчезновение отдельных ее форм.
Всю историю Земли принято делить на 2 периода: докембрий (планетарный период) и фанерозой (геологический период). Если принять возраст земли равным 4,6 млрд. лет, то докембрий продолжался 4,03 млрд. лет, а фанерозой продолжается 570- млн. лет.
Докембрий подразделяется на две эры: архейская (древняя) и протерозойская (ранняя).
Доархейское время это планетарная часть истории земли, когда вещество на Земле находилось в жидком и полужидком состоянии с температурой поверхности планеты 1500-1600ос. Происходило постепенное охлаждение планеты (до 1000 С на поверхности и 2-3 тыс. градусов внутри планеты). Образовалась неустойчивая первичная атмосфера из водорода и гелия, но кислород отсутствовал. Образовался первичный базальтовый слой Земли.
Для архея было характерно образование первичных крупных водоемов (морей и океанов), появление первых признаков жизни в водной среде, образование древнего рельефа Земли, похожего на рельеф Луны.
В архее произошло несколько эпох складчатости. Образовался мелководный океан с множеством вулканических островов. Сформировалась атмосфера, содержащая пары воды, СО, СО2, СН4 NH3 H2S, SО4 и других газов. Появился свободный кислород.
С появлением атмосферы и гидросферы начался процесс физического выветривания, т. е. разрушения горных пород под воздействием воды, ветра, температуры, внутренних сил. Продукты разрушения переносились, переотлагались и образовывали осадочные отложения.
В конце архея возникла жизнь, которая не прерывалась на Земле в течение всей истории ее развития.
Протерозой характеризуется несколькими эпохами складчатости, образованием гранитного фундамента древних платформ. Физическое разрушение пород под действием воды, температуры, ветра преобладало над химическим. Увеличился объем воды в океане. Произошло увеличение атмосферы, содержание кислорода достигло 0,01% от современного уровня. В протерозое шло развитие беспозвоночных.
Палеозой разделился на 6 периодов. В кембрии образовалась Гондвана (материк в южном полушарии, включавший большую часть южной Америки, Африку, Аравию, полуостров Индостан, Австралию и Антарктиду). Начал формироваться океан Тетис (на месте нынешней Евразии). Вода приобрела состав, близкий к современному. Содержание кислорода составило 1% от современного. В ордовике и силуре начался каледонский орогенез. Происходили обширные отступания теплых морей. Началось образование озонового экрана. Содержание кислорода в атмосфере достигло 10% от уровня современного. Девон, карбон и пермь характеризуются образованием Пангеи (суперконтинента, объединявшего современные материки) и Лавразии (материк северного полушария). Образовались мощные пласты каменного угля в карбоне, что и определило название периода. Содержание кислорода в атмосфере приблизилось к современному состоянию. В Перми произошло планетарное похолодание климата, происходили оледенения в северном и южном полушариях.
В палеозое растения и животные организмы стали выходить на сушу (силурийский период). Началось активное преобразование окружающей среды живыми организмами посредством биологических и биохимических процессов. Это способствовало дифференциации (разнообразию) природных комплексов. Усложнение физико-географических условий и разнообразия ландшафтов привело к формированию географической зональности.
В палеозойской эре образовались Каледонская (раннепалеозойская) и Герцинская (позднепалеозойская) складчатости.
В кайнозойскую эру сформировалась Альпийская складчатость, образовавшая крупнейшие горные системы Альпийско-Гималайского иТихоокеанского поясов.
В неогене начался неотектонический этап развития земной коры, которому присуща вертикальная дифференциация земной поверхности. Континенты и океаны приобрели современные очертания. Произошло похолодание климата, что вызвало образование арктического оледенения. Возникла зона вечной мерзлоты Северного полушария.
Существует предположение, что в палеозойскую эру произошла первая глобальная экологическая катастрофа, вызванная дефицитом СО2 в атмосфере из-за чрезмерного развития растительности. Вторая экологическая катастрофа, предположительно, произошла в юрском периоде, в результате чего вымели ящеры (бронтозавры, диплококки) и появились млекопитающие. Предполагают, что причиной второй катастрофы явилось огромное небесное тело, вызвавшее запыление атмосферы (ядерную зиму).
Последний период кайнозойской эры называют четвертичным (или антропогенным), который делится на плейстоцен и голоцен. Первый его отрезок из-за мощных материковых оледенений еще называется ледниковой эпохой. Общая площадь материкового ледника в то время достигла 48 млн. км2, что в три раза превышает площадь Антарктиды. В Европе ледник распространился на юг до 49,5° с.ш., в Северной Америке – до 37,5° с.ш. Оледенения насчитывают несколько стадий, или ледниковых эпох, которые имеют следующие названия: гюнц (800-900 тыс. лет назад), миндель, рисс (250-75 тыс. лет назад), вюрм (70-11 тыс. лет назад). Ледниковые эпохи чередовались межледниковьями. В антропогене появился человек (Homo) – питекантропы, синантропы и др. позже кроманьонцы. В первый период существования (каменный век) человек практически не оказывал существенного влияния на природную среду. В бронзовом веке (около 7 тыс. лет назад) получили развитие животноводство, земледелие. Использование огня, выплавка и изготовление орудий из бронзы, олова, меди. Это вызвало более интенсивное использование природных ресурсов (подсечно-огневое земледелие, выпас скота, строительство жилья и др.)