Historická teologie. Historická geologie: základní vědy, zakládající vědci, přehled literatury. Historická geologie se základy paleontologie a astronomie
PŘEDMLUVA................................................. .................................................. .............................. 3
ÚVOD................................................. ....................................................... ............................................................. 4
ČÁST I ZÁKLADNÍ PRINCIPY A METODY HISTORICKÉ GEOLOGIE 7
KAPITOLA 1. PŘEDMĚT A ÚKOLY HISTORICKÉ GEOLOGIE................................... 7
KAPITOLA 2. STRATIGRAFIE A GEOCHRONOLOGIE............................................ ........................ 14
2.1. TYPY STRATIGRAFICKÝCH JEDNOTEK A KRITÉRIA PRO JEJICH IDENTIFIKACI 16
2.2. RELATIVNÍ GEOCHRONOLOGIE................................................................ ............... 18
2.3. ABSOLUTNÍ GEOCHRONOLOGIE................................................................ ...................... 36
2.4. MEZINÁRODNÍ GEOCHRONOLOGICKÁ MĚŘÍTKO................................................... 41
2.5. STANDARDY STRATIGRAFICKÝCH JEDNOTEK................................... 42
KAPITOLA 3. ZÁKLADNÍ METODY HISTORICKÉHO A GEOLOGICKÉHO ROZBORU 47
3.1. OBLIČEJOVÁ METODA................................................................ .................................................... 48
3.2. ANALÝZA PALEONTOLOGICKÉHO MATERIÁLU (BIOFACIÁLNÍ A PALEOEKOLOGICKÁ ANALÝZA)............................................ ................................................................. ...................................................................... ..... 54
33. PALEOGEOGRAFICKÉ METODY.............................................. ................................................... 57
3.4. FORMAČNÍ ANALÝZA................................................................ ...................................... 77
3.5. PALEOGEOGRAFICKÉ MAPY................................................................ ................................... 79
ČÁST II. STAROVĚKÉ HISTORIE ZEMĚ................................................................. ............... 82
KAPITOLA 4. VZNIK ZEMĚ A PŘEDARCHEJSKÉ HISTORIE................................................ 82
4.1. VZNIK SLUNEČNÍ SOUSTAVY ................................................ ........................ 82
4.2. VZNIK PLANET, KONDENZACE A AKUMULACE MEZIHVĚZDNÉ HMOTY 84
4.3. PŘEDARCHEJSKÉ (HADESKÉ) ETAPA VÝVOJE ZEMĚ................................................. 86
KAPITOLA 5. ARCHEJSKÉ HISTORIE............................................................ ....................................................... 88
5.1. VŠEOBECNÉ ROZDĚLENÍ PREKAMBRIÁNU................................................................ ............... 88
5.2 RANÁ ARCHEÁNSKÁ (4,0-3,5 miliardy let).................................... .... ........................ 90
5.3. STŘEDNÍ A POZDNÍ ARCHEÁN (3,5-2,5 miliardy let)....................................... .............. 98
5.4. GEOLOGICKÉ NASTAVENÍ V ARCHEÁNU................................................ ........ 106
5.5. PŮVOD ŽIVOTA ................................................................ ...................................................... 108
5.6. MINERÁLY................................................................ ........................ 109
6.2. SEDIMENTAČNÍ PROSTŘEDÍ................................................................ ............................... 121
6.3. MINERÁLY................................................................ ........................ 122
KAPITOLA 7. POZDNÍ PROTEROZOIKA................................................ ....................................... 123
7.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY................................... 123
7.2. BIO SVĚT ................................................................ ...................................................... 129
7.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY.. 129
7.4. KLIMATICKÉ ZÓNY................................................................ ................................... 141
7. 5. NEROSTNÉ ZDROJE................................................ ...................................... 142
ČÁST III FANOZOICKÁ HISTORIE ZEMĚ.................................................. .......... 145
PALAEOZOIC................................................ ...................................................... ............... 145
KAPITOLA 8. VENDIAN OBDOBÍ................................................ ....................................................... .... 149
8.1 O POZICE SYSTÉMU VENDIAN V OBECNÉ CHRONOSTRATIGRAFICKÉM MĚŘÍTKU 149
8.2. STRATOTYPY VENDIANSKÉHO SYSTÉMU............................................................ ........... 150
8.3. BIO SVĚT ................................................................ .................................................... 155
8.4. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY.. 156
8.5 KLIMATICKÉ ZÓNY ................................................ ...................... 162
KAPITOLA 9. KAMBRISKÉ OBDOBÍ................................................ ...................................................... 166
9.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY................................... 166
9.2. BIO SVĚT ................................................................ .................................................... 170
9.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY.. 173
9.4: KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ......... 180
9.5. MINERÁLY................................................................ ........................ 185
KAPITOLA 10. ORDOVICKÁ OBDOBÍ............................................................ ...................................... 185
10.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 186
10.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 187
103. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY. 191
10.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 201
10.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 204
KAPITOLA 11. OBDOBÍ SILURISKÉ................................................... ....................................... 205
11.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 205
11.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 207
11.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 209
11.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 216
11.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 219
KAPITOLA 12. DEVONSKÉ OBDOBÍ............................................................ ....................................................... 219
12.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 219
12.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 221
12.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 224
12.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 236
12.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 239
KAPITOLA 13. UHLÍŘSKÉ OBDOBÍ............................................ ....................... 240
13.3 STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 240
13.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 246
13.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 263
135. NEROSTNÉ ZDROJE............................................................ ...................................... 269
KAPITOLA 14. TRVALÉ OBDOBÍ................................................ ....................................................... 270
14.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 271
14.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 274
14.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 289
MEZOZOICKÁ ÉRA...................................................... ...................................................... ............................ 290
KAPITOLA 15. TRIASICKÉ OBDOBÍ............................................................ ....................................................... 290
15.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 290
15.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 292
15.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 294
15.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 303
15.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 305
KAPITOLA 16. JURSKÉ OBDOBÍ............................................................ ....................................................... .... 307
16.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 307
16.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 312
163. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY. 315
16.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 325
165. NEROSTNÉ ZDROJE............................................................ ...................................... 331
KAPITOLA 17. CRETACEUS .................................................. .................................................................... 331
17.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY.................................. 332
17.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 335
17.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 341
17.4. EVOLUCE A VYHYNUTÍ FAUNY V KRÉTĚ......... 356
175. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 358
17.6 NEROSTNÉ ZDROJE............................................................ ...................................... 363
CENIOZOICKÁ ÉRA................................................................ ...................................................... ........................ 364
18.2 BIO SVĚT ................................................ ...................................................... 368
18.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 369
18.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 383
18.5. MINERÁLY................................................................ ............................. 388
KAPITOLA 19. NEOGENNÍ OBDOBÍ ................................................ ...................................... 389
19.1 STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ A STRATOTYPY................................... 389
19.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 391
19.3. PALEOTEKTONICKÉ A PALEOGEOGRAFICKÉ PODMÍNKY 393
19.4. KLIMATICKÉ A BIOGEOGRAFICKÉ ZÓNOVÁNÍ....... 407
19.5 NEROSTNÉ ZDROJE ...................................................... ...................................... 410
KAPITOLA 20. KVTERÁRNÍ (ANTROPOGENNÍ) OBDOBÍ................................... 412
20.1. STRATIGRAFICKÉ DĚLENÍ................................................................ ................... 412
20.2. BIO SVĚT ................................................................ ............................................... 417
20.3. PŘIROZENÉ PODMÍNKY................................................................ ...................................... 420
20.4. MINERÁLY................................................................ ............................. 427
ZÁVĚR................................................. ...................................................... ...................................... 428
LITERATURA................................................. ...................................................... ...................................... 438
HISTORICKÁ GEOLOGIE
Tutorial
PŘEDMLUVA
Historická geologie je jedním ze základních předmětů vzdělávacího programu pro specialisty v oboru "Geologie". Pro efektivní zvládnutí látky je nutné poskytnout studentům dostatečné množství naučné a metodické literatury. Za poslední dekádu a půl vydaly přední týmy v zemi tři známé učebnice, které jsou široce používány na většině univerzit. Jedná se o učebnici týmu Oddělení historické a dynamické geologie Petrohradského státního báňského institutu (nyní SPGU) „Historická geologie se základy paleontologie“, 1985. Autoři - E.V. Vladimirskaya, A.Kh. Ka-garmanov, N.Ya. Spassky a další.V roce 1986 vyšla učebnice „Historická geologie“ od G.I.Němkova, E.S. Levitsky, I.A. Grečišnikova atd., připravené na katedře regionální geologie a paleontologie Moskevského geologického průzkumného ústavu (nyní MGGA). V roce 1997 vydali vědci MSU učebnici „Historická geologie“; autoři - V.E. Khain, N.V. Koronovský a N.A. Yasamanov. Všechny tyto učebnice byly použity při přípravě této příručky historické geologie. Zmiňme také „Historickou geologii se základy paleontologie“, vydanou v roce 1998 (autor - M.D. Parfenova). Příručka byla zpracována na katedře obecné a historické geologie Tomské polytechnické univerzity. Nedostatek učebnic pro tento kurz však nebyl odstraněn, protože první dvě učebnice byly vydány již poměrně dávno a poslední dvě jsou v malém nákladu a staly se již bibliografickou vzácností. Bylo potřeba připravit novou učebnici, která by byla přístupná našim studentům a zohledňovala původní sibiřskou látku.
Je také nutné zdůraznit následující okolnost. Známé učebnice historické geologie vykládají vývoj Země odlišně a problematice nové globální tektoniky věnují nestejnou pozornost. Jestliže se v učebnicích E.V.Vladimirské a kol.(1985), G.I.Němkova a kol.(1986) problematika tektoniky litosférických desek téměř neuvažuje nebo zaujímá velmi skromné místo, pak nejnovější učebnice V.E.Khaina, N.V. Koronovsky a N. A. Yasamanov (1997) je zcela založen na tomto konceptu.
Podle názoru autorů je nutné být k hypotéze mobilismu kritický, protože mnoho faktických dat nelze obsáhnout pouze v rámci deskové tektoniky. Koncept litosférických desek čelí zvláštním obtížím ve vztahu k paleozoickým a prekambrickým fázím dějin Země. Hlavním rozporem jsou hluboké kořeny kontinentů, které jim neumožňují volný pohyb po astenosférické vrstvě, dále přítomnost prstencových struktur a absence velkých akumulací sedimentárního materiálu v subdukčních zónách. Použití hypotézy pulsace, která je založena na střídání epoch stlačování a rozpínání Země z kosmických důvodů, je podle našeho názoru oprávněné. Zdá se, že epochy expanze jsou spojeny s výskytem trhlinových zón a divergence kontinentů. Po dílech V.A. Obručeva a M.A. Usova tyto myšlenky v posledních letech zvláště aktivně rozvíjí E.E. Milanovsky a jeho příznivci; tyto myšlenky mají v tomto tutoriálu přednost. Koncept nové historické geologie by zřejmě měl brát v úvahu pouze omezené šíření během pulzujícího vývoje Země, cykličnost a vývoj všech geologických procesů, včetně vývoje organického světa pozorovaného na paleontologickém materiálu.
Navrhovaná učebnice má objem srovnatelný s výše uvedenými učebnicemi a pokrývá všechny části kurzu poskytovaného programem. Jednou z novinek v této učebnici je spojení informací o paleogeografii různých období fanerozoika s nejcharakterističtějšími řezy, které ukazují i rozložení fosilních pozůstatků. Jako základ pro paleogeografické rekonstrukce jsou brána známá schémata N.M.Strachova doplněná autory. Tyto zobecněné diagramy jsou poprvé prezentovány barevně, což by mělo výrazně zlepšit vnímání prezentovaného materiálu. Spolu s těmito schématy, která neberou v úvahu koncept nové globální tektoniky, obsahuje učebnice i platetektonické rekonstrukce starověkých kontinentů, které jsme si vypůjčili z knihy J. Monroe & R. Wicander, 1994. Tabulky charakteristických organismů různých systémy jsou sestaveny po vzoru těch z učebnice G. I. Němkové et al.(1986), doplněné sibiřským materiálem a maximálně; se nacházejí v blízkosti sbírek dostupných na katedře paleontologie a historické geologie Tomské státní univerzity.
Obsah učebnice byl diskutován s kolegy na Katedře paleontologie a historické geologie ÚTŠ. Autoři děkují docentce N.I.Savinové za pomoc při úpravě učebnice, profesorovi TSU A.I.Rodyginovi a docentu G.M.Taťaninovi za cenné rady při četbě řady kapitol a také docentovi Moskevské státní univerzity D.I.Panovovi, který vznesl důležité kritické připomínky, které umožnily zlepšit obsah a strukturu učebnice. Děkujeme vedoucímu odboru Ministerstva přírodních zdrojů Ruska, váženému geologovi Ruska L. V. Oganesyanovi a generálnímu řediteli Geoinformmark CJSC G. M. Geisherikovi za pomoc při vydání učebnice k 300. 1. vydání Důlní a geologická služba Ruska. Děkujeme V.A. Konovalové, T.N. Afanasyevové a E.S. Ab-durakhmanové, kteří se podíleli na počítačovém psaní, a také všem lidem, kteří přispěli k vydání této práce.
ÚVOD
Historická geologie- syntetická disciplína, která integruje data z mnoha dalších geologických věd. Předmět Naukou historické geologie je Země, přesněji její horní pevná skořápka – zemská kůra. cílová historická geologie - identifikace procesů, které proběhly v zemské kůře během geologického času, objasnění zákonitostí jejího vývoje, s největší úplností znovuvytvoření obrazů vývoje biosféry v minulých geologických érách naší planety.
Hlavními dokumenty, kterými je rekonstruována geologická historie vývoje regionu, jsou horniny a v nich obsažené fosilní organické pozůstatky, sesbírané geology při terénních pracích. Z těchto materiálů vycházejí informace o geologických jevech a epizodách, které se vyskytly v geologické minulosti. Komplexní studium vzorků hornin v laboratořích, obnova vzhledu zvířat a rostlin, jejich způsob života a interakce s prostředím.Umožňuje dešifrovat určité geologické události, které se odehrály a rekonstruovat fyzikální a geografické podmínky, které existovaly na zemském povrchu. povrch v minulých geologických dobách.
Historická geologie řeší následující zákl úkoly:
1. Studium výskytu horninových vrstev, obnova chronologické posloupnosti
Podrobnosti o jejich vzdělání, určení relativního věku. Horniny, které tvoří zemskou kůru
nebyly vytvořeny okamžitě, ale v určitém pořadí; a ve stejném časovém období
V různých částech zemského povrchu vznikalo různé složení a původ.
plemen Tento úkol spočívá ve studiu složení, místa a doby vzniku vrstev hornin a
také o identifikaci jejich vztahů a vzájemném porovnání (korelaci) rozhoduje
logická disciplína stratigrafie(z latinského stratum - vrstva a řeckého grapho - psát).
Stratigrafie přitom z velké části využívá data z litologie, paleontologie,
strukturní geologie, relativní a absolutní geochronologie.
2. Analýza vzniku a vývoje života na Zemi je výsadou paleontologie. Oddíly pa
Leontologie: paleofaunistika A paleofloristika podle toho studovat totalitu
druhů a rostlin, které žily v určité době v různých klimatických podmínkách, jakož i o
vznik a vývoj fauny a flóry v čase. Kapitola paleobiogeografie přirozeně odhaluje
prostorové i časové rozložení fosilních živočichů a rostlin.
3. Obnova fyzikálních a geografických podmínek zemského povrchu geologického
minulost, zejména rozdělení země a moře, reliéf země a světového oceánu, hloubky, sůl
teplota, hustota, dynamika mořských oblastí, klima, biologická a geochemie
chemické podmínky jsou jedním z nejobtížnějších problémů historické geologie. Ona je ta hlavní
úkol vědy paleogeografie, které se v minulém století vynořily z historické geologie do
samostatný obor vědeckého poznání. Paleogeografický výzkum je nemožný
vedl bez studia materiálového složení, strukturní a texturní struktury sedimentárních pohoří
nová plemena.
4. Rekonstrukce historie tektonických pohybů. Vícevěkové a víceškálové
stopy tektonických pohybů v podobě poruch primárního výskytu horninových vrstev a
geologická tělesa jsou pozorována všude na zemském povrchu. Definice času
projevy, povaha, velikost a směr určitých tektonických pohybů se zabývá regionální geotektonika, a studuje historii vývoje různých strukturních prvků jednotlivých oblastí i celé zemské kůry historická geotektonika.
5. Rekonstrukce a vysvětlení historie vulkanismu, plutonismu a metamorfózy. V jádru
výzkum spočívá ve stanovení relativního a absolutního stáří vulkanicko-sedimentárních -
vyvřelých, vyvřelých a přeměněných hornin, jakož i ustavení primární povahy po
dní. Poté jsou identifikovány oblasti sopečné činnosti, oblast je identifikována a rekonstruována
Účinky vulkanismu a plutonismu určují geochemické rysy toků pláště.
To jsou úkoly geochemie A petrologie.
6. Identifikace zákonitostí distribuce minerálů v zemské kůře - tento úkol
pomáhá řešit úsek geologie nauku o minerálech.
7. Stanovení struktury a zákonitostí vývoje zemské kůry. To je jeden z nejdůležitějších
problémy historické geologie, které nelze řešit bez využití poznatků z mnoha
obory a oblasti geověd. Tento problém lze vyřešit především pomocí regionální
naya geologie, regionální A historická geotektonika, geochemie, vesmírná geologie, geofyzika
zika, petrologie a další vědy.
Historická geologie, založená na zobecnění, analýze různých faktů a dokumentárních materiálech, znovu vytváří fragmenty vývoje zemské kůry a obrazy geologické minulosti. To je ve skutečnosti její hlavní úkol.
Historická geologie využívá především údaje o geologické stavbě země, která zaujímá pouze jednu třetinu zemského povrchu. Rychlý rozvoj mořské geologie za poslední dvě desetiletí nám poskytl nové informace o geologii dna moří a oceánů; tyto materiály pomáhají rekonstruovat pouze relativně nedávnou historii vývoje oceánské kůry. Vzory odhalené v tomto případě lze jen stěží interpolovat do vzdálenějších geologických zón a epoch (prekambrium, paleozoikum). Úkolem badatelů nadcházejícího 21. století je obnovit geologickou historii Země v její celistvosti pomocí celého souboru předchozích i nových metod a zákonitostí.
Znalost historické geologie je nezbytná při studiu regionální geologie, která uvažuje o geologické stavbě jednotlivých oblastí Země v důsledku jejich geologické historie. Zobecnění a analýza regionálních geologických dat zároveň umožňuje rekonstruovat historii Země jako celku a identifikovat zákonitosti jejího vývoje v minulých geologických epochách.
Historická geologie jako věda vznikla na přelomu 18. a 19. století. Lidstvo se však již dlouho zajímá o původ hornin a fosílií, které obsahují, a o způsoby, jakými byl zemský povrch přetvářen. V pracích vědců starověkého Egypta, Řecka, Říma, Indie a Číny existuje mnoho zajímavých geologických pozorování a myšlenek týkajících se těchto problémů, ale až do renesance jim nebyl přikládán velký význam.
V roce 1669 dánský přírodovědec Niels Stensen (1638-1686), působící v Itálii a ve vědeckých kruzích známý jako Nicholas Stenon, formuloval šest základních pravidel (postulátů) stratigrafie.
1. Vrstvy Země jsou výsledkem sedimentace ve vodě.
2. Po ní vznikla vrstva obsahující úlomky další vrstvy.
3. Každá vrstva byla uložena později než vrstva, na které leží, a dříve než ta, která jí předchází
kryty.
5. Vrstva musí mít neurčitý rozsah a lze ji vysledovat napříč
jakékoli údolí.
6. Vrstva byla nejprve uložena vodorovně; je-li nakloněný, pak došlo k určitému ohnutí. Pokud na nakloněných vrstvách spočívá další vrstva, pak k jejich ohnutí došlo před uložením této druhé vrstvy.
V těchto základních ustanoveních Stenona vidíme především začátek takových věd, jako je stratigrafie a tektonika,
V polovině 18. stol. Objevily se práce J. Buffona a I. Kanta, ve kterých byly na základě kosmogonických představ vyjadřovány představy o proměnlivosti a vývoji dějin Země.
Nejsprávnější vysvětlení geologických jevů bylo uvedeno v dílech skvělého ruského vědce M. V. Lomonosova (1711-1765). Geologické procesy rozdělil na vnitřní a vnější a vedoucí roli přisuzoval vnitřním příčinám vzniku pohoří a proláklin. M.V.Lomonosov byl vlastně první, kdo uplatnil princip aktuality. Jasně poukázal na to, že studium moderních geologických procesů nám umožňuje pochopit minulost Země. S odkazem na podmínky pro vznik sedimentárních hornin ve svém díle „O vrstvách Země“ (1763) napsal: „...tyto různé druhy hmoty ležící jedna na druhé (které se nazývají plošky) ukazují, že se nevyskytovaly ve stejnou dobu; společně však prošly... obecnými i specifickými změnami. Písečné vrstvy byly dříve dnem moře nebo velké řeky."
Historická geologie vznikla ve druhé polovině 18. století. a tvořily jeden celek se stratigrafií. Stratigrafické studie však byly vzácné a roztříštěné. Velkým přínosem pro rozvoj této vědy byl italský vědec D. Arduino, který v roce 1760 vytvořil první schéma dělení hornin podle stáří. Díky výzkumům německých geologů, zejména A. Wernera (1750-1817), bylo vypracováno regionální stratigrafické schéma středního Německa a na jeho základě byla rekonstruována geologická historie vývoje Evropy.
Do konce 18. stol. Nashromáždilo se mnoho geologických informací, ale zatím nebyla nalezena spolehlivá metoda pro stanovení synchronicity a coevalového stáří sedimentů a následně procesů, které je způsobily. Historická systematizace shromážděných informací proto nebyla možná. Tímto klíčem byla paleontologická (biostratigrafická) metoda, jejímž zakladatelem byl anglický inženýr W. Smith (1769-1839). Je pravda, že jeho předchůdce, francouzský opat Giraud Soulavi, již v roce 1779 vytvořil konzistentní posloupnost komplexů fosilních organismů v sekci sedimentárních vrstev jižní Francie a dospěl k závěru, že chronologické pořadí epoch dominance různých komplexů mořských živočichů odpovídá sledu výskytu a relativnímu stáří horských vrstev hostících tato plemena fauny Praktický význam fosilních organismů pro dělení a korelaci sedimentárních vrstev však ukázal W. Smith, který na základě biostratigrafické metody sestavil první stupnici vertikální sekvence sedimentárních hornin v Anglii.
Zakladateli paleontologické metody jsou spolu s W. Smithem francouzští vědci J. Cuvier (1769-1832) a A. Brongniard (1801-1876). Při provádění geologických výzkumů současně, ale nezávisle na sobě, dospěli ke stejným závěrům souvisejícím se sledem výskytu vrstev a v nich obsažených zbytků fosilní fauny, což umožnilo sestavit první stratigrafické sloupce , řezy a geologické mapy řady regionů Anglie a Francie. Na základě paleontologické metody byla v 19. století identifikována většina dnes známých geologických systémů a byly sestaveny geologické mapy. Objev nové metody přispěl k rychlému rozvoji historické geologie a znamenal začátek „stratigrafické“ etapy ve vývoji této vědy. Za 20 let 19. stol. (:1822-1841), nazývané B. S. Sokolovem „hrdinská éra“ ve vývoji geologie, byly stanoveny téměř všechny hlavní oddíly obecné stratigrafické stupnice, což umožnilo systematizovat rozsáhlý geologický materiál v chronologické posloupnosti. Tyto úspěchy se však vyznačovaly převahou myšlenek katastrofy, božských aktů Stvoření, které vysvětlovaly změnu komplexů zvířat a rostlin ve vertikálním řezu.
Významný francouzský vědec J. Cuvier byl nejen jedním ze zakladatelů paleontologické metody, ale také autorem teorie katastrof, která se svého času těšila široké oblibě. Na základě geologických pozorování ukázal, že některé skupiny organismů v průběhu geologického času vymřely, ale na jejich místo nastoupily nové. Jeho následovníci J. Agassiz (1807-1873), A. d'Orbigny (1802-1857), L. Elie de Beaumont (1798-1874) a další začali vysvětlovat nejen zánik organismů, ale i mnohé další události na zemského povrchu katastrofami Podle jejich názoru byly jakékoli změny výskytu hornin, reliéfu, změny krajiny či stanovištních podmínek, ale i zánik organismů důsledkem katastrofických jevů různého rozsahu, které se na zemském povrchu vyskytly. , teorii katastrof ostře kritizovali vynikající vědci 19. století J. Lamarck (1744-1829), Charles Lyell (1797-1875), Charles Darwin (1809-1882) Francouzský přírodovědec J. Lamarck vytvořil tzv. nauku o evoluci organického světa a poprvé ji prohlásil za univerzální zákon živé přírody.Anglický geolog Charles Lyell ve svém díle „Fundamentals of Geology“ tvrdil, že k velkým změnám na Zemi nedochází v důsledku ničivých katastrof, ale k velkým změnám na Zemi. ale v důsledku pomalých, dlouhodobých geologických procesů.Znalost historie Země Charles Lyell navrhl začít studiem moderních geologických procesů, protože věřil, že jsou „klíčem k poznání geologických procesů minulosti“. Tato pozice Charlese Lyella byla později nazývána „principem aktuality“.
Zdrcující ránu katastrofismu zasadilo vystoupení Charlese Darwina O původu druhů prostředky přirozeného výběru (1859). Jeho závěry o důležitosti přírodního výběru v evoluci organického světa posílily roli fosilních organických pozůstatků jako dokumentů historie života a jako základu pro chronologické rozdělení vrstev hornin. Velký význam ve vývoji historické geologie měly také myšlenky Charlese Darwina o neúplnosti geologického a paleontologického záznamu. Objevení se děl Charlese Darwina poskytlo velkou podporu učení evolucionistů, protože dokázalo, že organický svět je transformován pomalými evolučními změnami.
Podle V.M.Podobiny a G.M.Tatyanina (Evolution.., 1997) je v historii Země pod vlivem převážně kosmických a tektonických faktorů pozorována postupná komplikace bioty s periodickým narušováním její rovnováhy a rovnoměrného vývoje. Od dob J. Cuviera badatelé opakovaně zaznamenávali, jak některé organismy v určitých intervalech ustupovaly v ekosystémech jiným, progresivnějším formám. Rozvoj takových myšlenek na vědeckém základě se však stal možným až ve 20. století s nahromaděním informací o organickém světě minulých geologických epoch. Geochronologický faktor (geologický čas) se v tomto případě stává jedním z předních. Nespojitý charakter nepřetržitého vývoje bioty je nedílnou součástí globálního procesu evoluce organismů a je určen, jak ukázaly studie mnoha vědců, revolucí Země spolu se sluneční soustavou kolem středu Galaxie. , průchod různých sektorů galaktické oběžné dráhy a další „kosmické“ důvody, jejich interakce s vnitřní energií Země.
U komplexně organizovaných forem s pohlavní diferenciací je pozorován cyklický vývoj (vznik, vývoj a zánik) a takové organismy jsou náchylnější k zániku při přírodních katastrofách. Progresivní (mainstreamová) evoluce je podle názoru V. M. Podobiny a G. M. Tatyanina (1997) zjevně způsobena kromě přirozeného výběru podle Charlese Darwina vlivem tzv. „katalyzátorů“ (aktivní zóny, rifty atd.). . . . d.), což přispělo k urychlení mutačního procesu a rychlému vývoji organismů, které vstoupily do těchto zón během migrace.
V. M. Podobina a G. M. Tatyanin při studiu fanerozoických foraminifer a při zohlednění vývoje dalších organismů podle publikovaných prací naznačují, že vývoj bioty ovlivnily následující hlavní faktory:
1. Kosmický (oběh Země spolu se sluneční soustavou kolem středu Galaxie,
změna slunečního záření, pád asteroidů, meteoritů, změna excentricity
orbitální systém Země, rotační osa Země atd.).
2. tektonické (orogeneze, rifting, tvorba hlubokomořských příkopů, sedání,
zdvihy atd.).
3. Geochronologický (geologický čas).
Následující dva faktory jsou ve vzájemném vztahu s prvními dvěma faktory:
4. Paleogeografické (přestavby ekosystémů: abiotické a biotické změny
nia, vztah organismů).
5. Teplota (klimatické a vertikální zónování: pokles teploty směrem k
pólů a s hloubkou, zvýšení v určitých místech teploty spojené s endogenním
procesy).
6. Migrační faktor (velký význam v druhohorách a zejména kenozoiku).
Během geologické doby byl vliv těchto faktorů na evoluci organismů nerovnoměrný. Jak bylo naznačeno, v první a dalších etapách vývoje bioty převládalo působení prvního a v důsledku toho i druhého faktoru, poté nastoupil vliv geochronologických a dalších faktorů. Šestý faktor se stal zvláště patrným s výskytem aktivně nebo pasivně se pohybujících nektonických, planktonických a některých bentických organismů v důsledku vzniku rozmanitějších klimatických a jiných prostředí, což vedlo k urychlení evoluce určitých skupin těchto organismů.
Rychlost evoluce zástupců bioty proto nezůstala konstantní. Na základě studia některých řádů foraminifer byly podle rychlosti evoluce identifikovány tři hlavní skupiny, které lze vysledovat mezi jinými organickými formami:
1) zrychlený vývoj (plankton, nekton a částečně mobilní bentos); 2) mírný vývoj (mobilní bentos); 3) pomalý vývoj (pomalu se pohybující a přisedlý bentos). V rámci každé skupiny lze zase na základě rychlosti evoluce rozlišit podskupiny podřízené, lišící se v určitých rysech.
Jedno z katastrofálních vymírání organismů na rozhraní křída-paleogén postihlo, jak známo, nejspecializovanější formy, které byly z velké části ve třetí fázi vývoje (vymírání). Jedná se především o globotruncany (foraminifera), amonity, belemnity, dinosaury aj. Podle rychlosti evoluce patří do první skupiny. Většina organismů druhé a hlavně třetí skupiny prošla tímto milníkem bez znatelných změn.
Souběžně s rozvojem historické geologie na konci 18. stol. Objevila se představa o existenci rozmanitější geologické vědy, která se začala nazývat „geognosie“. Obsahově geognozie odpovídala geovědě, neboť zkoumala stav všech známých obalů Země. Jak poznamenal G.P. Leonov (1980), na začátku 19. Byly určeny dva výrazně odlišné směry při studiu Země: geologický a geognostický. Geologický směr zaměřil svou pozornost na studium svrchní sedimentární vrstvy zemské kůry a o její stavbě a vývoji se uvažovalo především z historického hlediska; geognostický - svým výzkumem pokryl celou planetu a do objektů studia zahrnul nejen zemskou kůru, ale i všechny ostatní obaly Země. To zase nutilo geology nejen uvažovat o Zemi z historické perspektivy, ale zaměřit svou pozornost i na určování složení geosfér, vznik a vývoj geologických procesů. Historický směr bádání proto postupem času začal postupně ustupovat do pozadí.
Do poloviny 19. stol. Patří mezi ně první pokusy rekonstruovat fyzikální a geografické poměry jednotlivých geologických epoch jak pro velká území země (G.A. Trautschold, J. Dana, V.O. Kovalevsky), tak pro celou zeměkouli (J. Marcoux). Tato díla označovala „pa-
leogeografická" etapa ve vývoji historické geologie. Velký význam pro formování paleogeografie mělo v roce 1838 zavedení A. Gressleyho (1814-1865) pojmu facie, jehož podstatou je, že horniny stejného stáří mohou mají různé složení, struktury » tvar a texturu, odrážející podmínky jejich vzniku.
V roce 1859 vznikla v Severní Americe myšlenka geosynklinály (J. Hall) a na konci 19. století vynikající ruský geolog A.P. Karpinsky ve svých dílech odhalujících zákonitosti geologického vývoje evropské části Ruska , položil základy doktríny platforem Myšlenka geosynklinály a platforem jako nejdůležitějších prvků struktury zemské kůry se zformovala do podoby koherentní teorie v díle francouzského vědce E. Hauge „Geosynclines a kontinentální oblasti“ (1900) a stal se nejdůležitějším zobecněním geologické historie zemské kůry.
Za široké šíření a rozvoj těchto myšlenek vděčí ruská geologická věda A.A. Borisjakovi, který po E. Ogovi začal historickou geologii považovat za dějiny vývoje geosynklinál a platforem. Myšlenky A.A. Borisyaka jsou základem mnoha oblastí moderní historické geologie. Ve 20. letech položil student A. A. Borisyaka D. V. Nalivkin základy doktríny facie; o něco později se v pracích R. F. Heckera, B. P. Markovského a dalších badatelů začal formovat „paleoekologický“ směr ve studiu vztahů mezi organismy a prostředím v minulosti.
Brzy po práci E. Oga formuloval německý geofyzik A. Wegener v nejúplnější podobě hypotézu kontinentálního driftu (hypotézu mobilismu). Po období zapomnění, počínaje 60. lety 20. století, byla tato myšlenka oživena na novém faktografickém základě jako hypotéza neomobilismu (nová globální tektonika, resp. tektonika litosférických desek). K rozvoji tohoto konceptu velkou měrou přispěli A. Holmes, G. Hess, R. Dietz, F. Wayne, D. Matthews, D. Wilson, Z. Le Pi+shon a mnoho dalších badatelů.
20.-40. léta byla dobou rozsáhlého rozvoje regionálních geologických výzkumů, na jejichž základě vznikaly velké souhrnné zprávy na území Evropy (S.N. Bubnov), Sibiře (V.A. Obručev), SSSR (AD Archangelskij). Realizace těchto prací byla usnadněna myšlenkami o fázích vrásnění, které předložil vynikající německý tektonista G. Stille. Na základě zobecnění obrovského faktografického materiálu o stratigrafii, paleogeografii, magmatismu a tektonice jsou hlavní zákonitosti geologického vývoje Země formulovány v dílech zahraničních (L. Kober, G. Stille) i domácích (A.D. Archangelsky, D.V. Nalivkishch N.M. Strakhov, N.S. Shatsky a další) vědci.
Pokud na konci XIX - 60. let XX století. lze označit za „tektonickou“ etapu ve vývoji historické geologie, moderní etapu pak charakterizuje syntéza zpřesněných údajů o geologii kontinentů, analýza stále se zvyšujícího toku informací o geologii oceánského dna, pracovat na vytvoření úplného obrazu geologické historie Země, identifikovat vzorce této historie a vysvětlit jejich příčinnou souvislost. Věda se přitom opírá nejen o staré, neustále se zdokonalující metody výzkumu, ale také o metody nové: absolutní geochronologii, geochemické, geofyzikální, paleomagnetické, hlubinné a ultrahlubinné vrty.
Spolu s vědeckým výzkumem již na počátku 20. stol. Přední profesoři začali vyučovat kurzy historické geologie na vysokých školách - zpočátku v Petrohradu, poté v dalších městech Ruska.
V první fázi výuky se používaly přeložené učebnice, např. dvousvazkové „Dějiny Země“ M. Neymayra (1897-1898) z redakce A. A. Inostrantseva. Později se objevily učebnice napsané ruskými vědci. Na Císařské univerzitě v Petrohradě profesor A. A. Inostrantsev (1903, svazek II) poprvé přednášel o historické geologii. Spolu s popisem geologických řezů dalších zemí světa A.A. Cizinci
Jsou uvedeny geologické charakteristiky jednotlivých oblastí Ruska. Zvláště podrobně informuje o kvartérním systému, jehož studiu se do té doby nevěnovala dostatečná pozornost.
V letech 1910-1911 F.N.Černyšev měl v petrohradském báňském institutu kurz přednášek z historické geologie, který zohlednil jeho mnohaleté bádání o jednotlivých oblastech Ruska.
Jak již bylo naznačeno, myšlenky A.A. Borisyaka jsou základem paleogeografických rekonstrukcí a souvisejících konzistentních změn fyziografických nastavení. Následně k rozvoji historického geologického výzkumu a obohacení univerzitního kurzu historické geologie přispěla i doktrína facie, kterou vypracoval D.V.Nalivkin. D.V. Nalivkin navíc v roce 1932 zavedl do děje historické geologie informace o magmatismu a minerálech. Ve 40. letech vedl B.S. Sokolov tento kurz přednášek na Leningradské státní univerzitě a doplnil charakteristiku období o paleogeografické rysy kontinentů. Současně byly vydány učebnice historické geologie od G. F. Mirchinoka, A. N. Mazaroviče, M. K. Korovina aj. Dvoudílné vydání „Základy historické geologie“ od N. M. Strachova (1948) bylo hlavní učebnicí asi třicet let. míra a její paleogeografická schémata neztratila svůj význam dodnes.
„Základy historie Země, aneb Úvod do historické geologie“ od amerického badatele W. Stokese (W. Stokes, 1960) poskytuje představu o jednotné historii zemské kůry a jejího organického světa založeného na integrace místních událostí v prostoru i čase.
Jednou ze zásadních je učebnice G. P. Leonova (1980), ve které je historická geologie považována za vědní obor, který osvětluje zákonitosti vývoje zemské kůry a Země jako celku.
Významnou událostí ve výzkumu v historické geologii byla Mezinárodní vědecká a metodologická konference, pořádaná Katedrou historické a dynamické geologie (vedoucí katedry profesor A.Kh. Kagarmanov) na Petrohradském báňském institutu (Technická univerzita) ( 20.-21. dubna 1999) a věnovaný 110. výročí narození vynikajícího vědce akademika D. V. Nalivkina. Tato konference přispěla k rozvoji koncepce této učebnice, poskytla příležitost přehodnotit nashromážděný nový teoretický materiál a výrazně zlepšit jeho demonstrační část.
V posledních letech byly hlavními kurzy historické geologie učebnice, které redigovali profesor A. Kh. Kagarmanov (1985), profesor G. I. Nemkov (1986) a akademik V. E. Khain (1997).
Perspektivy rozvoje historické geologie jsou spojeny s vytvořením ucelené teorie vývoje zemské kůry, shrnující všechny nejnovější informace získané v poslední době geofyzikou, geochemií, petrologií, paleontologií a dalšími vědami. Je třeba správně odrážet vztah mezi vertikálními a horizontálními pohyby zemské kůry. Základem pro tato zobecnění již nemusí být mobilismus, který nedokáže vysvětlit nashromážděná fakta, která mu odporují, ale např. koncept pulsace založený na myšlenkách cykličnosti a směrovosti geologických procesů, který v současnosti rozvíjí akademik E.E.Milanovský. a další výzkumníci.
Jeden z nejdůležitějších úkolů historické geologie – identifikace zákonitostí distribuce minerálů – je komplikován polygeničností a polychronností mineralizace. Velmi zajímavá jsou aktuální data tektoniky vleček (superplumy atd.) a otevřené vyhlídky pro konstrukci koncepce tvorby rud, tvorby ropy a plynu na novém základě.
Hledání nových stop života v prekambriu a pozdním proterozoiku může poskytnout zajímavé výsledky a doplnit naše chápání nejranějších fází vývoje biosféry a zemské kůry.
ZÁKLADNÍ POJMY A METODY HISTORICKÉ GEOLOGIE
Pro úspěšné řešení zadaných problémů musí mít historická geologie soubor metody. Na základě komplexní, syntetické povahy historické geologie využívá ke svým službám metody všech v úvodu uvedených geologických věd, dále metody biologie, fyziky, chemie, astronomie, matematiky, informatiky atd.
Uvažujme o metodách historické geologie.
Kapitola 1. Historická geologie - jako věda
Geosynklinální fosilie prekambria paleozoika
Historická geologie zahrnuje řadu oddílů. Stratigrafie je studium složení, místa a doby vzniku horninových vrstev a jejich korelace. Paleogeografie zkoumá klima, topografii, vývoj starých moří, řek, jezer atd. v minulých geologických epochách. Geotektonika se zabývá určováním času, povahy a velikosti tektonických pohybů. Petrologie rekonstruuje dobu a podmínky pro vznik vyvřelých hornin. Historická geologie tedy úzce souvisí téměř se všemi oblastmi geologického poznání.
Jedním z nejdůležitějších problémů geologie je problém stanovení geologické doby vzniku sedimentárních hornin. Vznik geologických hornin ve fanerozoiku provázela zvyšující se biologická aktivita, proto má paleobiologie v geologickém výzkumu velký význam. Pro geology je důležité, že evoluční změny v organismech a vznik nových druhů nastávají v určitém geologickém období. Princip konečné posloupnosti předpokládá, že stejné organismy jsou v oceánu běžné ve stejnou dobu. Z toho vyplývá, že geolog, který určil soubor fosilních pozůstatků v hornině, může najít horniny, které vznikly ve stejnou dobu.
Hranice evolučních přeměn jsou hranicemi geologické doby vzniku sedimentárních horizontů. Čím rychlejší nebo kratší tento interval, tím větší příležitost pro podrobnější stratigrafické dělení vrstev. Tím je vyřešen problém určování stáří sedimentárních vrstev. Dalším důležitým úkolem je stanovení životních podmínek. Proto je tak důležité určit změny, které stanoviště uvalilo na organismy, s vědomím kterých můžeme určit podmínky pro tvorbu srážek.
„Geologický sloup“ a jeho výklad kreacionisty a uniformitariány
Geologie neboli věda o Zemi je vědní disciplína, kterou skeptici nejúspěšněji využívají k diskreditaci Bible. Studium stavby Země, zejména hornin, které tvoří horní část zemské kůry...
Až do 19. století bylo téma „člověk a příroda“ studováno téměř výhradně v rámci filozofie. Relevantní skutečnosti nebyly systematizovány. Žádná klasifikace forem lidského vlivu na přírodu nebyla provedena...
Geologická činnost člověka a její důsledky
"Myšlenka není forma energie," napsal V.I. Vernadského. "Jak to může změnit materiální procesy?" Technogeneze totiž působí jako geologická síla, která uvádí do pohybu gigantické masy hmoty...
Geoekologické problémy stavu a fungování ekosystému přehrady Krasnodar
V říjnu 1973 se v krasnodarských novinách objevily první poznámky o grandiózní výstavbě největší nádrže na Kubáně, nádrže Krasnodar. Byl postaven na příkaz Rady ministrů SSSR...
Věda o Zemi jako věda
Půdověda je věda o půdě, jejím vzniku (genezi), přírodě, skladování, síle, zákonitostech geografické expanze, vztazích s okolním prostředím, úloze přírody, cestách a metodách její rekultivace...
Petrografie vyvřelých a metamorfovaných hornin
Petrografie je věda o geologickém cyklu, jejímž účelem je komplexní studium hornin včetně jejich původu. Je třeba poznamenat, že v jádru by se petrografie měla zabývat všemi typy hornin...
Půdy okresu Gatchina v Leningradské oblasti
Z větší části leží oblast Gatchina na ordovické vápencové plošině. Jedná se o poměrně vyvýšenou rovinu s mírným sklonem jižního a jihovýchodního směru, složenou z ordovických vápenců...
Projekt kombinovaného rozvoje rud
Vývoj těžebního ložiska Lebedinskoye
Pole Lebedinskoye je omezeno na střední část severovýchodního pásu magnetické anomálie Kursk a prochází v jižní části Středoruské pahorkatiny podél rozvodí řek Dněpr (na západě) a Don (na východě). .
Historická geologie je komplexní věda, která studuje vývoj planety a zemské kůry a sled geologických událostí.
Výzkum v disciplínách geologického cyklu je prováděn v historickém kontextu. Každá z věd zkoumá vývoj a sled studovaných objektů a jevů. Navíc v geologii existuje řada oborů, které se zabývají studiem obecných geologických dějin. Patří mezi ně historická geologie.
Příběh
Poznatky o geologické historii Země byly od pradávna shromažďovány v jediném geologickém směru. Předpoklady pro formování historické geologie však vznikly až v 19. století, kdy J. Cuvier, W. Smith a A. Brongniart získali závěry o sledu změn horizontů s organickými zbytky. To posloužilo jako základ pro paleontologická metoda, jeden z hlavních v této disciplíně.
K jejímu vzniku jako samostatné vědy došlo v 19. století. a zahrnoval dvě etapy, rozlišené na základě použitých teoretických principů. Vývoj této disciplíny tak v první polovině století ovlivnila teorie katastrof vypracovaná A. d'Orbignym a J. Cuvierem a v druhé polovině ji vystřídaly myšlenky evolučního vývoje Charlese. Darwin, J. Lamarck a Charles Lyell.
Navíc v souladu s řádem utváření příbuzných oborů, který převládal ve vývoji historické geologie, tento proces až do poloviny 20. století. se dělí na tři stupně: stratigrafické, paleogeografické, tektonické. Na počátku století se formovala stratigrafie: vytvořili strukturu stratigrafické stupnice, vypracovali stupnici pro Evropu a chronologicky systematizovali geologický materiál. V polovině století začalo formování paleogeografie díky rekonstrukci fyziografických poměrů J. Danem a V.O. Kovalevského a představení A. Gressleyho konceptu „facies“. O něco později se začala objevovat doktrína geosynklinál a do konce století - doktrína platforem, které tvoří základ tektoniky. Pak začala moderní etapa.
Samotná historická geologie se formovala ve druhé polovině 19. století. Zároveň byly formulovány hlavní směry výzkumu.
Historická geologie významně přispěla k rozvoji geologických znalostí. V rámci této vědy tak byly objasněny zákonitosti vývoje geologických procesů (vznik kontinentů, vznik a přeměna platforem a geosynklinály, změny v povaze magmatismu atd.) a obecné směřování tzv. byl předpovězen vývoj planety a zemské kůry.
Moderní věda
Nyní historická geologie zahrnuje dva směry:
- Studium geologické historie v kontextu tektoniky, paleogeografie, stratigrafie
- Vytvoření obecného historického a geologického obrazu s ustavením zákonitostí a jejich vztahů.
Tato věda tedy zahrnuje geochronologii, paleotektoniku, paleogeografii, stratigrafii.
V současné době zahrnuje studijní obor historická geologie několik předmětů. Patří sem stáří hornin (chronologická posloupnost jejich vzniku a polohy v řezu, dále organické pozůstatky, historie vývoje organismů), fyzikální a geografické podmínky (poloha pevniny a oceánu, klima, reliéf v různých období geologické historie), tektonické zasazení a magmatismus (vývoj zemské kůry, vznik a vývoj dislokací: výzdvihy, vrásy, koryta, zlomy atd.), vztah geologických procesů, přirozená asociace ložisek s magmatickými tělesy, geologické komplexy a struktury.
Hlavním cílem historické geologie je tedy rekonstruovat sled geologických procesů v nitru a na povrchu planety.
Spolu s dalšími geologickými disciplínami tvoří historická geologie základ obecné geologie studující zákonitosti vývoje Země. Tato věda navíc uplatnila význam, který spočívá ve využití jejích dat k vytvoření vědeckého základu pro vyhledávání a průzkum nerostů objasněním podmínek jejich geneze a zákonitostí umístění ložisek.
Tato disciplína je spojena se všemi geologickými vědami, neboť zvažování předmětů studia v této oblasti probíhá v historickém kontextu. Historická geologie navíc využívá data, závěry a metody z mnoha z nich: stratigrafie, litologie, paleontologie, petrologie, tektonika, geochemie, regionální geologie, paleogeografie, geofyzika. Historická geologie má nejblíže k dalším historickým a geologickým disciplínám, jako je stratigrafie a paleontologie. První z nich je navíc někdy považován za odvětví historické geologie. Stratigrafie, včetně biostratigrafie, tvoří základ uvažované vědy, stanovuje posloupnost vzniku hornin a rozvíjí geochronologický systém, který zajišťuje interakci s geochronologií. Prostřednictvím biostratigrafie se vytváří spojení mezi historickou geologií a paleontologií. Rekonstrukce fyzických a geografických poměrů na základě získaných dat se týká paleogeografie. Studium vývoje zemské kůry a sledu procesů v ní probíhajících spadá do oblasti tektoniky. Studium historie procesů magmatismu, metamorfózy a vulkanismu propojuje historickou geologii s petrografií.
Předmět, úkoly, metody
Předmětem historické geologie jsou horniny a organické pozůstatky, na jejichž základě se určuje sled geologických procesů.
Mezi cíle této vědy patří rekonstrukce a systematizace fází vývoje zemské kůry a biosféry, objasnění zákonitostí a hnacích sil těchto procesů. To zahrnuje výpočet stáří hornin, obnovení tektonických struktur a pohybů, vulkanismu, metamorfózy, plutonismu a fyzikálních a geografických podmínek minulosti.
Stratigrafie se používá k určení doby trvání a sledu geologických procesů. Nastavení facií je rekonstruováno především studiem hornin a organických pozůstatků v rámci petrologie a paleontologie. Tektonika se zabývá objasňováním posloupnosti tektonických pohybů pomocí nekonformností, zlomů v sedimentaci, disjunktivů a plicativních deformací. Pro stanovení zákonitostí stavby a vývoje zemské kůry jsou využívána data z geotektoniky, geofyziky a regionální geologie.
Historická geologie, jak již bylo zmíněno výše, uplatňuje metody jiných geologických disciplín:
- Biostratigrafie(evoluční, vodící fosilie, paleoekologické, kvantitativní korelační metody),
- Geologický(litologická, mineralogicko-petrografická, strukturní, ekostratigrafická, rytmostratigrafická, klimatostratigrafická),
- Geofyzikální(magnetostratigrafické, seismostratigrafické),
- Absolutní geochronologie(uran-thorium-olovo, olovo, rubidium-stroncium, draslík-argon, samarium-neodym, radiokarbon, štěpné stopy),
- Historicko-geologické(facie, formační analýzy).
Kromě výše uvedených aplikovaných metod používá tato věda obecně teoretické, jako je dialektický a aktuální.
Vzdělání a práce
Historická geologie je studována v rámci geologických odborností, neboť tvoří základ tohoto oboru poznání. Zřídka se vyskytuje jako samostatná specialita.
Pracovní sféra je dána zaměřením odbornosti a výběrem absolventa, neboť mnoho geologických odborností umožňuje pracovat v několika profesích. Většinou takoví specialisté pracují ve výrobní a vědecké a vzdělávací sféře. Pokud jde o lidi specializované specificky na historickou geologii, působí především ve vědě a vzdělávání.
Závěr
Historická geologie je jednou z hlavních disciplín geologického cyklu. Je propojena s ostatními vědami využíváním jejich dat a metod a vytvářením historické a geologické základny pro jejich výzkum. Kromě toho se používá pro vyhledávání ložisek. I přes absenci takové profese jsou znalosti v této oblasti využívány ve všech oborech geologie.
Nejstarší horniny vystavené na povrchu kontinentů byly vytvořeny v éře Archeanů. Rozpoznání těchto hornin je obtížné, protože jejich výchozy jsou rozptýlené a ve většině případů jsou pokryty silnými vrstvami mladších hornin. Tam, kde jsou tyto horniny odkryty, jsou tak metamorfovány, že jejich původní charakter často nelze obnovit. Během mnoha dlouhých fází denudace byly silné vrstvy těchto hornin zničeny a ty, které přežily, obsahují velmi málo fosilních organismů, a proto je jejich korelace obtížná nebo dokonce nemožná. Je zajímavé poznamenat, že nejstarší známé archejské horniny jsou pravděpodobně vysoce metamorfované sedimentární horniny a starší horniny jimi překryté byly roztaveny a zničeny četnými vyvřelými intruzemi. Stopy primární zemské kůry proto dosud nebyly objeveny.
V Severní Americe jsou dvě velké oblasti výchozů archeanských hornin. První z nich, Canadian Shield, se nachází ve střední Kanadě na obou stranách Hudsonova zálivu. Přestože jsou na některých místech archejské horniny překryty mladšími, na většině území Kanadského štítu tvoří povrch. Nejstaršími horninami známými v této oblasti jsou mramory, břidlice a krystalické břidlice, proložené lávami. Zpočátku se zde ukládal vápenec a břidlice, následně utěsněny lávami. Poté byly tyto horniny vystaveny mocným tektonickým pohybům, které byly doprovázeny velkými žulovými průniky. Nakonec sedimentární horniny prošly těžkou metamorfózou. Po dlouhé době denudace byly tyto vysoce metamorfované horniny místy vyneseny na povrch, ale obecným pozadím jsou žuly.
Výchozy archeanských hornin se nacházejí také ve Skalistých horách, kde tvoří hřebeny mnoha hřebenů a jednotlivých vrcholů, jako je Pikes Peak. Mladší horniny tam byly zničeny denudací.
V Evropě jsou archejské horniny vystaveny v Baltském štítu v Norsku, Švédsku, Finsku a Rusku. Jsou zastoupeny žulami a vysoce metamorfovanými sedimentárními horninami. Podobné výchozy archejských hornin se nacházejí na jihu a jihovýchodě Sibiře, v Číně, západní Austrálii, Africe a na severovýchodě Jižní Ameriky. Nejstarší stopy vitální aktivity bakterií a kolonií jednobuněčných modrozelených řas Collenia byly objeveny v archeických horninách jižní Afriky (Zimbabwe) a provincie Ontario (Kanada).
Proterozoická éra.
Na počátku prvohor, po dlouhém období denudace, byla země z velké části zničena, určité části kontinentů byly ponořeny a zaplaveny mělkými moři a některé nízko položené pánve se začaly plnit kontinentálními sedimenty. V Severní Americe se nejvýznamnější expozice proterozoických hornin nacházejí ve čtyřech oblastech. První z nich je omezena na jižní část Kanadského štítu, kde jsou kolem jezera odkryty silné vrstvy břidlic a pískovců uvažovaného stáří. Horní a severovýchodní část jezera. Huron. Tyto horniny jsou jak mořského, tak kontinentálního původu. Jejich rozložení ukazuje, že poloha mělkých moří se v průběhu proterozoika výrazně měnila. Na mnoha místech jsou mořské a kontinentální sedimenty proloženy silnými lávovými vrstvami. Na konci sedimentace docházelo k tektonickým pohybům zemské kůry, proterozoické horniny procházely vrásněním a vznikaly velké horské systémy. V předhůří východně od Appalačských pohoří jsou četné výchozy proterozoických hornin. Původně byly uloženy jako vrstvy vápence a břidlice a následně během orogeneze (horské stavby) metamorfovaly do mramoru, břidlice a krystalické břidlice. V oblasti Grand Canyonu překrývá archejské horniny silná sekvence proterozoických pískovců, břidlic a vápenců. V severních Skalistých horách vznikl sled proterozoických vápenců o mocnosti ca. 4600 m. Přestože proterozoické útvary v těchto oblastech byly ovlivněny tektonickými pohyby a byly zvrásněny a porušeny zlomy, tyto pohyby nebyly dostatečně intenzivní a nemohly vést k metamorfóze hornin. Proto tam byly zachovány původní sedimentární textury.
V Evropě jsou významné výchozy proterozoických hornin v rámci Baltského štítu. Jsou zastoupeny vysoce metamorfovanými mramory a břidlicemi. V severozápadním Skotsku překrývá tlustá sekvence proterozoických pískovců archeické žuly a krystalické břidlice. Rozsáhlé výchozy proterozoických hornin se vyskytují v západní Číně, střední Austrálii, jižní Africe a střední Jižní Americe. V Austrálii jsou tyto horniny zastoupeny silným sledem nemetamorfovaných pískovců a břidlic a ve východní Brazílii a jižní Venezuele - vysoce metamorfované břidlice a krystalické břidlice.
Fosilní modrozelené řasy Collenia jsou velmi rozšířené na všech kontinentech v nemetamorfovaných vápencích proterozoického stáří, kde bylo nalezeno i několik úlomků schránek primitivních měkkýšů. Pozůstatky zvířat jsou však velmi vzácné a to svědčí o tom, že většina organismů měla primitivní stavbu a ještě neměla tvrdé schránky, které jsou zachovány ve fosilním stavu. Přestože jsou stopy ledových dob zaznamenány pro raná stádia historie Země, rozsáhlé zalednění, které mělo téměř globální rozšíření, je zaznamenáno až na samém konci prvohor.
paleozoikum.
Poté, co země na konci prvohor zažila dlouhé období denudace, některá její území zaznamenala pokles a byla zaplavena mělkými moři. V důsledku denudace vyvýšených oblastí byl sedimentární materiál unášen vodními toky do geosynklinály, kde se nahromadily vrstvy prvohorních sedimentárních hornin o mocnosti více než 12 km. V Severní Americe se na začátku paleozoické éry vytvořily dvě velké geosynklinály. Jedna z nich, nazývaná Appalachian, se táhne od severního Atlantského oceánu přes jihovýchod Kanady a dále na jih k Mexickému zálivu podél osy moderních Appalachians. Další geosynklinála spojovala Severní ledový oceán s Tichým oceánem a procházela mírně na východ od Aljašky na jih přes východní Britskou Kolumbii a západní Albertu, poté přes východní Nevadu, západní Utah a jižní Kalifornii. Severní Amerika byla tedy rozdělena na tři části. V určitých obdobích paleozoika byly jeho centrální oblasti částečně zaplaveny a obě geosynklinály byly propojeny mělkými moři. V jiných obdobích docházelo v důsledku izostatických zdvihů pevniny nebo kolísání hladiny světového oceánu k mořským regresím a následně se v geosynklinách ukládal terigenní materiál odplavený z přilehlých vyvýšených oblastí.
V paleozoiku byly podobné podmínky i na jiných kontinentech. V Evropě obrovská moře pravidelně zaplavovala Britské ostrovy, území Norska, Německa, Francie, Belgie a Španělska a také rozsáhlou oblast Východoevropské nížiny od Baltského moře po pohoří Ural. Velké výchozy paleozoických hornin se nacházejí také na Sibiři, v Číně a severní Indii. Pocházejí z většiny oblastí východní Austrálie, severní Afriky a severní a střední Jižní Ameriky.
Paleozoická éra je rozdělena do šesti období nestejného trvání, která se střídají s krátkodobými fázemi izostatických vzestupů nebo mořských regresí, během nichž nedocházelo k sedimentaci na kontinentech.
Kambrické období
- nejstarší období paleozoika, pojmenované podle latinského názvu pro Wales (Cumbria), kde byly horniny tohoto stáří poprvé studovány. V Severní Americe v kambriu došlo k zaplavení obou geosynklinál a v druhé polovině kambria zaujímala střední část kontinentu tak nízkou polohu, že obě koryta spojovalo mělké moře a vrstvy pískovců, břidlic a vápenců. nahromaděné tam. V Evropě a Asii se odehrával velký námořní přestupek. Tyto části světa byly z velké části zaplaveny. Výjimkou byly tři velké izolované zemské masy (Baltský štít, Arabský poloostrov a jižní Indie) a řada malých izolovaných zemských mas v jižní Evropě a jižní Asii. K menším námořním přestupkům došlo v Austrálii a střední Jižní Americe. Kambrium se vyznačovalo spíše klidnými tektonickými podmínkami.
V ložiskách z tohoto období se zachovaly první četné fosilie svědčící o vývoji života na Zemi. Přestože nebyly zaznamenány žádné suchozemské rostliny ani živočichové, mělká epikontinentální moře a ponořené geosynklinály byly bohaté na četné bezobratlé živočichy a vodní rostliny. Nejneobvyklejšími a nejzajímavějšími zvířaty té doby byli trilobiti (obr. 11), třída vyhynulých primitivních členovců, kteří byli rozšířeni v kambrických mořích. Jejich vápenato-chitinózní schránky byly nalezeny v horninách tohoto stáří na všech kontinentech. Kromě toho existovalo mnoho druhů ramenonožců (brachiopodů), měkkýšů a dalších bezobratlých. V kambrických mořích se tedy vyskytovaly všechny hlavní formy bezobratlých organismů (s výjimkou korálů, mechovců a pelecypodů).
Na konci kambrijského období byla většina země pozvednuta a došlo ke krátkodobé mořské regresi.
ordovické období
- druhé období paleozoika (pojmenováno podle keltského ordovického kmene, který obýval území Walesu). V tomto období kontinenty opět zaznamenaly pokles, v důsledku čehož se geosynklinály a nízko položené pánve změnily v mělká moře. Na konci ordoviku ca. 70 % Severní Ameriky bylo zaplaveno mořem, ve kterém se ukládaly silné vrstvy vápence a břidlic. Moře pokrývalo také velké oblasti Evropy a Asie, částečně Austrálii a centrální oblasti Jižní Ameriky.
Všichni kambrijští bezobratlí se nadále vyvíjeli do ordoviku. Kromě toho se objevili koráli, pelecypodi (mlži), mechovky a první obratlovci. V Coloradu, v ordovických pískovcích, byly objeveny úlomky nejprimitivnějších obratlovců – bezčelisťových (ostrakodermů), kterým chyběly skutečné čelisti a párové končetiny a přední část těla byla pokryta kostěnými pláty, které tvořily ochrannou schránku.
Na základě paleomagnetických studií hornin bylo zjištěno, že po většinu paleozoika se Severní Amerika nacházela v rovníkové zóně. Fosilní organismy a rozšířené vápence z této doby ukazují na dominanci teplých, mělkých moří v ordoviku. Austrálie se nacházela poblíž jižního pólu a severozápadní Afrika se nacházela v oblasti samotného pólu, což potvrzují známky rozsáhlého zalednění vtisknuté do ordovických hornin Afriky.
Na konci ordoviku došlo v důsledku tektonických pohybů ke kontinentálnímu zdvihu a mořské regresi. Na některých místech původní kambrické a ordovické horniny zažily proces vrásnění, které bylo doprovázeno růstem hor. Tato prastará fáze orogeneze se nazývá kaledonské vrásnění.
silurský.
Poprvé byly horniny tohoto období studovány také ve Walesu (název období pochází od keltského kmene Silures, který tuto oblast obýval).
Po tektonických výzdvihech, které znamenaly konec období ordoviku, začala etapa denudace a poté na začátku siluru kontinenty opět zažily pokles a moře zaplavila níže položené oblasti. V Severní Americe se v raném siluru plocha moří výrazně zmenšila, ale ve středním siluru zabírala téměř 60 % jejího území. Vznikl hustý sled mořských vápenců souvrství Niagara, který dostal své jméno podle Niagarských vodopádů, jejichž práh tvoří. V pozdním siluru byly plochy moří značně zmenšeny. Silné vrstvy obsahující sůl se nahromadily v pásu táhnoucím se od moderního Michiganu po centrální New York.
V Evropě a Asii byla silurská moře rozšířena a zabírala téměř stejná území jako moře kambrická. Stejné izolované masivy jako v kambriu a také významné oblasti severní Číny a východní Sibiře zůstaly nezaplaveny. V Evropě se na okraji jižního cípu Baltského štítu nahromadily silné vápencové vrstvy (v současnosti jsou částečně ponořeny Baltským mořem). Malá moře byla běžná ve východní Austrálii, severní Africe a střední Jižní Americe.
Obecně platí, že v horninách siluru byli nalezeni stejní základní zástupci organického světa jako v ordoviku. Suchozemské rostliny se v siluru ještě neobjevily. Mezi bezobratlími se mnohem hojněji rozmohly korály, v důsledku jejichž životně důležité činnosti se v mnoha oblastech vytvořily mohutné korálové útesy. Trilobiti, tak příznační pro horniny kambria a ordoviku, ztrácejí svůj dominantní význam: zmenšují se co do množství i druhů. Na konci siluru se objevilo mnoho velkých vodních členovců zvaných eurypteridi neboli korýši.
Silurské období v Severní Americe skončilo bez větších tektonických pohybů. V západní Evropě se však v této době vytvořil kaledonský pás. Toto pohoří se táhlo přes Norsko, Skotsko a Irsko. K orogenezi došlo i na severní Sibiři, v důsledku čehož bylo její území vyzdviženo tak vysoko, že již nebylo nikdy zaplaveno.
devonský
pojmenovaný po hrabství Devon v Anglii, kde byly horniny tohoto stáří poprvé studovány. Po denudační přestávce některé oblasti kontinentů opět zaznamenaly pokles a byly zaplaveny mělkými moři. V severní Anglii a částečně ve Skotsku mladý Caledonides bránil průniku moře. Jejich zničení však vedlo k nahromadění silných vrstev pozemských pískovců v údolích podhorských řek. Tato formace starých červených pískovců je známá svými dobře zachovalými fosilními rybami. Jižní Anglii v této době pokrývalo moře, ve kterém se ukládaly silné vrstvy vápence. Velká území na severu Evropy pak zaplavila moře, ve kterých se nahromadily vrstvy jílovitých břidlic a vápenců. Když se Rýn zařízl do těchto vrstev v oblasti masivu Eifel, vytvořily se malebné útesy, které se tyčí podél břehů údolí.
Devonská moře pokrývala mnoho oblastí evropského Ruska, jižní Sibiře a jižní Číny. Střední a západní Austrálii zaplavila rozlehlá mořská pánev. Tato oblast nebyla pokryta mořem od období kambria. V Jižní Americe se námořní transgrese rozšířila do některých středních a západních oblastí. V Amazonii byl navíc úzký sublatitudinální žlab. Devonská plemena jsou velmi rozšířená v Severní Americe. Během většiny tohoto období existovaly dvě hlavní geosynklinální pánve. Ve středním devonu se námořní transgrese rozšířila na území moderního říčního údolí. Mississippi, kde se nahromadila mnohovrstevná vrstva vápence.
Ve svrchním devonu se ve východních oblastech Severní Ameriky vytvořily silné horizonty břidlice a pískovce. Tyto klastické sekvence odpovídají etapě výstavby hor, která začala na konci středního devonu a pokračovala až do konce tohoto období. Hory se rozprostíraly podél východního úbočí Appalačské geosynkliny (od moderních jihovýchodních Spojených států po jihovýchodní Kanadu). Tato oblast byla značně vyzdvižena, její severní část prošla vrásněním a následně zde došlo k rozsáhlým žulovým průnikům. Tyto žuly se používají k vytvoření White Mountains v New Hampshire, Stone Mountain v Georgii a řady dalších horských struktur. svrchní devon, t. zv Pohoří Acadian bylo přepracováno denudačními procesy. V důsledku toho se západně od apalačské geosynklinály nahromadil vrstevnatý sled pískovců, jejichž mocnost místy přesahuje 1500 m. Jsou hojně zastoupeny v oblasti Catskill Mountains, odtud název Catskillské pískovce. Současně se v některých oblastech západní Evropy objevilo horské stavitelství v menším měřítku. Orogeneze a tektonický zdvih zemského povrchu způsobily na konci devonského období mořskou regresi.
Během devonu došlo k některým důležitým událostem ve vývoji života na Zemi. První nesporné objevy suchozemských rostlin byly učiněny v mnoha oblastech světa. Například v okolí Gilboa (New York) bylo nalezeno mnoho druhů kapradin, včetně obřích stromů.
Z bezobratlých byli rozšířeni houby, korály, mechorosty, ramenonožci a měkkýši (obr. 12). Existovalo několik typů trilobitů, i když jejich počet a druhová diverzita byly ve srovnání se silurem výrazně sníženy. Devon je často nazýván „věkem ryb“ kvůli nádhernému kvetení této třídy obratlovců. Přestože stále existovala primitivní zvířata bez čelistí, začaly převládat pokročilejší formy. Žralokovité ryby dosahovaly délky 6 m. V této době se objevily plutváky, u kterých byl plavecký měchýř přeměněn na primitivní plíce, což jim umožnilo nějakou dobu existovat na souši, dále lalokoploutví a paprskoploutví Ryba. Ve svrchním devonu byly objeveny první stopy suchozemských zvířat – velkých mlokovitých obojživelníků zvaných stegocefalci. Jejich kosterní rysy ukazují, že se vyvinuli z plicníků dalším vylepšením jejich plic a úpravou jejich ploutví na končetiny.
Karbonské období.
Po určité přestávce kontinenty opět zažily pokles a jejich nízko položené oblasti se změnily v mělká moře. Tak začalo období karbonu, které dostalo svůj název podle rozšířeného výskytu uhelných ložisek jak v Evropě, tak v Severní Americe. V Americe se jeho raná fáze, charakterizovaná mořskými podmínkami, dříve nazývala Mississippian kvůli silné vrstvě vápence, která se vytvořila v moderním údolí řeky. Mississippian, a je nyní připisován období spodního karbonu.
V Evropě byla po celé období karbonu území Anglie, Belgie a severní Francie většinou zaplavena mořem, ve kterém se vytvořily silné vápencové horizonty. Zaplaveny byly i některé oblasti jižní Evropy a jižní Asie, kde se ukládaly mocné vrstvy břidlic a pískovců. Některé z těchto horizontů jsou kontinentálního původu a obsahují mnoho fosilních pozůstatků suchozemských rostlin a také hostí uhlonosné vrstvy. Vzhledem k tomu, že formace spodního karbonu jsou v Africe, Austrálii a Jižní Americe málo zastoupeny, lze předpokládat, že se tato území nacházela převážně v subvzdušných podmínkách. Navíc jsou tam důkazy o rozsáhlém kontinentálním zalednění.
V Severní Americe byla Apalačská geosynklinála ze severu omezena Acadským pohořím a z jihu od Mexického zálivu do ní pronikalo Mississippi moře, které zaplavilo i údolí Mississippi. Malé mořské pánve zabíraly některé oblasti na západě kontinentu. V oblasti Mississippi Valley se nahromadila vícevrstvá sekvence vápence a břidlice. Jeden z těchto horizontů, tzv Indický vápenec neboli spergenit je dobrý stavební materiál. Byl použit při stavbě mnoha vládních budov ve Washingtonu.
Na konci období karbonu se v Evropě rozšířilo horské stavitelství. Řetězce hor se táhly od jižního Irska přes jižní Anglii a severní Francii do jižního Německa. Tato fáze orogeneze se nazývá hercynská nebo variská. V Severní Americe došlo k místním vzestupům na konci období Mississippian. Tyto tektonické pohyby byly doprovázeny mořskou regresí, jejímž rozvoji napomáhalo i zalednění jižních kontinentů.
Obecně byl organický svět spodního karbonu (nebo mississippské) doby stejný jako v devonu. Kromě větší rozmanitosti druhů stromových kapradin však byla flóra doplňována stromovými mechy a kalamitami (stromovití členovci z třídy přesliček). Bezobratlí byli zastoupeni především stejnými formami jako v devonu. Během Mississippských časů se mořské lilie, zvířata žijící na dně podobající se tvaru květiny, staly běžnějšími. Mezi fosilními obratlovci jsou četné ryby podobné žralokům a stegocefalci.
Na počátku pozdního karbonu (Pensylvánie v Severní Americe) se poměry na kontinentech začaly rychle měnit. Jak vyplývá z výrazně širšího rozšíření kontinentálních sedimentů, moře zabírala menší prostory. Severozápadní Evropa strávila většinu tohoto času v subvzdušných podmínkách. Obrovské epikontinentální Uralské moře se široce rozprostíralo přes severní a střední Rusko a hlavní geosynklinála se rozprostírala přes jižní Evropu a jižní Asii (moderní Alpy, Kavkaz a Himaláje leží podél jeho osy). Tento žlab, nazývaný geosynklinála Tethys neboli moře, existoval v průběhu řady následujících geologických období.
Nížiny se táhly přes Anglii, Belgii a Německo. Zde v důsledku malých oscilačních pohybů zemské kůry došlo ke střídání mořského a kontinentálního prostředí. Jak moře ustupovalo, vytvořila se nízko položená bažinatá krajina s lesy stromových kapradin, stromových mechů a kalamit. Jak moře postupovalo, sedimenty pokrývaly lesy a zhutňovaly zbytky dřevin, které se přeměnily v rašelinu a poté uhlí. V dobách pozdního karbonu se krycí zalednění rozšířilo po kontinentech jižní polokoule. V Jižní Americe byla v důsledku námořní transgrese pronikající ze západu zaplavena většina území moderní Bolívie a Peru.
Na počátku Pennsylvanského času v Severní Americe se Appalačská geosynklinála uzavřela, ztratila kontakt se Světovým oceánem a ve východních a středních oblastech Spojených států se nahromadily pozemské pískovce. Během poloviny a konce tohoto období ovládly vnitrozemí Severní Ameriky (stejně jako západní Evropa) nížiny. Zde mělká moře pravidelně ustupovala bažinám, které nashromáždily silná ložiska rašeliny, která se později přeměnila ve velké uhelné pánve táhnoucí se od Pensylvánie po východní Kansas. Části západní části Severní Ameriky byly během velké části tohoto období zaplaveny mořem. Ukládaly se tam vrstvy vápence, břidlice a pískovce.
K vývoji suchozemských rostlin a živočichů výrazně přispěl široký výskyt subaerial environments. Obrovské lesy stromových kapradin a kyjových mechů pokrývaly rozlehlé bažinaté nížiny. Tyto lesy oplývaly hmyzem a pavoukovci. Jeden druh hmyzu, největší v geologické historii, byl podobný moderní vážce, ale měl rozpětí křídel cca. 75 cm.Stegocefali dosáhli výrazně větší druhové diverzity. Některé přesáhly délku 3 m. Jen v Severní Americe bylo v bažinatých sedimentech pensylvánského období objeveno více než 90 druhů těchto obřích obojživelníků, kteří byli podobní mlokům. V těchto skalách byly nalezeny pozůstatky starověkých plazů. Vzhledem k fragmentárnosti nálezů je však obtížné získat úplný obrázek o morfologii těchto zvířat. Tyto primitivní formy byly pravděpodobně podobné aligátorům.
Permské období.
Změny přírodních podmínek, které začaly v pozdním karbonu, se ještě více projevily v období permu, které ukončilo paleozoickou éru. Jeho název pochází z oblasti Perm v Rusku. Na začátku tohoto období moře obsadilo Uralskou geosynklinálu - koryto, které následovalo po úderu moderního pohoří Ural. Mělké moře pravidelně pokrývalo části Anglie, severní Francie a jižního Německa, kde se hromadily vrstvené vrstvy mořských a kontinentálních sedimentů - pískovců, vápenců, břidlic a kamenné soli. Po většinu období existovalo moře Tethys a v oblasti severní Indie a moderních Himalájí se vytvořila hustá sekvence vápenců. Silná permská ložiska jsou přítomna ve východní a střední Austrálii a na ostrovech jižní a jihovýchodní Asie. Jsou rozšířeni v Brazílii, Bolívii a Argentině a také v jižní Africe.
Mnoho permských útvarů v severní Indii, Austrálii, Africe a Jižní Americe je kontinentálního původu. Jsou zastoupeny zhutněnými glaciálními uloženinami a také rozšířenými fluvio-glaciálními písky. Ve střední a jižní Africe tyto horniny začínají silnou sekvenci kontinentálních sedimentů známou jako série Karoo.
V Severní Americe zabírala permská moře ve srovnání s předchozími paleozoickými obdobími menší plochu. Hlavní prohřešek se rozšířil ze západního Mexického zálivu na sever přes Mexiko a do jihu-centra Spojených států. Střed tohoto epikontinentálního moře se nacházel v moderním státě Nové Mexiko, kde se vytvořil silný sled kapitanských vápenců. Díky aktivitě podzemních vod získaly tyto vápence voštinovou strukturu, zvláště výraznou ve slavných Carlsbad Caverns (Nové Mexiko, USA). Dál na východ byly pobřežní facie červené břidlice uloženy v Kansasu a Oklahomě. Na konci permu, kdy se plocha zabraná mořem výrazně zmenšila, se vytvořily silné solnonosné a sádrovcové vrstvy.
Na konci paleozoické éry, částečně v karbonu a částečně v permu, začala v mnoha oblastech orogeneze. Silné vrstvy sedimentárních hornin apalačské geosynklinály byly zvrásněny a porušeny zlomy. V důsledku toho vzniklo Apalačské pohoří. Tato fáze horského budování v Evropě a Asii se nazývá hercynská nebo variská a v Severní Americe - Appalačská.
Flóra období permu byla stejná jako ve druhé polovině karbonu. Rostliny však byly menší a ne tak početné. To naznačuje, že permské klima se stalo chladnějším a sušším. Bezobratlí živočichové permu byli zděděni z předchozího období. Velký skok nastal v evoluci obratlovců (obr. 13). Na všech kontinentech kontinentální sedimenty permského stáří obsahují četné pozůstatky plazů, dosahující délky 3 m. Všichni tito předkové druhohorních dinosaurů se vyznačovali primitivní stavbou a vypadali jako ještěři nebo aligátoři, někdy však měli neobvyklé rysy, např. , vysoká ploutev ve tvaru plachty, táhnoucí se od krku k ocasu podél hřbetu, v Dimetrodon. Stegocephalians byl ještě četný.
Horské stavění, které se na konci permu projevovalo v mnoha oblastech zeměkoule na pozadí všeobecného vyzdvižení kontinentů, vedlo k tak výrazným změnám prostředí, že mnoho charakteristických zástupců paleozoické fauny začalo vymírat. . Permské období bylo konečnou fází existence mnoha bezobratlých, zejména trilobitů.
druhohorní éra,
rozdělena do tří období se od paleozoika lišila převahou kontinentálních prostředí nad mořskými a také složením flóry a fauny. Suchozemské rostliny, mnohé skupiny bezobratlých a zejména obratlovci se přizpůsobily novému prostředí a prošly významnými změnami.
triasu
otevírá druhohorní éru. Jeho název pochází z řečtiny. trias (trojice) v souvislosti s jasnou tříčlennou strukturou sedimentových vrstev tohoto období v severním Německu. Na úpatí sledu leží červené pískovce, uprostřed vápence a nahoře červené pískovce a břidlice. Během triasu byly rozsáhlé oblasti Evropy a Asie obsazeny jezery a mělkými moři. Epikontinentální moře pokrývalo západní Evropu a jeho pobřeží lze vysledovat až do Anglie. V této mořské pánvi se nahromadily výše zmíněné stratotypové sedimenty. Pískovce vyskytující se ve spodní a horní části sledu jsou částečně kontinentálního původu. Další triasová mořská pánev pronikla na území severního Ruska a rozšířila se na jih podél Uralského žlabu. Obrovské moře Tethys tehdy pokrývalo přibližně stejné území jako v době pozdního karbonu a permu. V tomto moři se nahromadila silná vrstva dolomitického vápence, který tvoří Dolomity v severní Itálii. V jižní a střední Africe je většina horního sledu kontinentální série Karoo stáří triasu. Tyto horizonty jsou známé množstvím fosilních pozůstatků plazů. Na konci triasu se na území Kolumbie, Venezuely a Argentiny vytvořily pokryvy naplavenin a písků kontinentálního původu. Plazi nalezení v těchto vrstvách vykazují nápadnou podobnost s faunou série Karoo v jižní Africe.
V Severní Americe nejsou triasové horniny tak rozšířené jako v Evropě a Asii. Produkty destrukce Apalačských pohoří – červené kontinentální písky a jíly – se hromadily v prohlubních nacházejících se východně od těchto hor a zažívaly poklesy. Tato ložiska, proložená lávovými horizonty a plošnými intruzemi, jsou porušena zlomy a klesají na východ. V Newark Basin v New Jersey a Connecticut River Valley odpovídají podložím série Newark. Mělká moře zabírala některé západní oblasti Severní Ameriky, kde se hromadily vápence a břidlice. Po stranách Grand Canyonu (Arizona) se objevují kontinentální pískovce a triasové břidlice.
Organický svět v období triasu byl výrazně jiný než v období permu. Tato doba je charakteristická hojností velkých jehličnatých stromů, jejichž zbytky se často nacházejí v triasových kontinentálních depozitech. Břidlice souvrství Chinle v severní Arizoně jsou plné zkamenělých kmenů stromů. Zvětrávání břidlice je obnažilo a nyní tvoří kamenný les. Rozšířily se cykasy (nebo cykadofyty), rostliny s tenkými nebo soudkovitými kmeny a rozřezanými listy visícími z vrcholu, jako u palem. Některé druhy cykasů existují také v moderních tropických oblastech. Z bezobratlých byli nejčastější měkkýši, mezi nimiž převažovali amoniti (obr. 14), kteří měli vágní podobnost s moderními nautily (či čluny) a vícekomorovou schránkou. Bylo mnoho druhů mlžů. Významný pokrok nastal v evoluci obratlovců. Přestože stegocefalci byli stále poměrně běžní, začali převažovat plazi, mezi nimiž se objevilo mnoho neobvyklých skupin (například fytosauři, jejichž tvar těla byl jako u moderních krokodýlů a jejichž čelisti byly úzké a dlouhé s ostrými kuželovitými zuby). V triasu se poprvé objevili opravdoví dinosauři, evolučně vyspělejší než jejich primitivní předkové. Jejich končetiny směřovaly spíše dolů než ven (jako krokodýli), což jim umožňovalo pohybovat se jako savci a podpírat svá těla nad zemí. Dinosauři chodili po zadních nohách, udržovali rovnováhu pomocí dlouhého ocasu (jako klokan) a vyznačovali se malým vzrůstem – od 30 cm do 2,5 m. Někteří plazi se přizpůsobili životu v mořském prostředí, např. ichtyosauři, jejichž tělo připomínalo žraloka a končetiny se proměnily v něco mezi ploutvemi a ploutvemi, a plesiosauři, jejichž trup se zploštil, krk se prodloužil a končetiny se proměnily v ploutve. Obě tyto skupiny zvířat se staly početnějšími v pozdějších fázích druhohor.
jura
dostal své jméno podle pohoří Jura (v severozápadním Švýcarsku), složeného z vícevrstevných vrstev vápence, břidlic a pískovců. K jednomu z největších mořských prohřešků v západní Evropě došlo v juře. Obrovské epikontinentální moře se rozprostíralo přes většinu Anglie, Francie, Německa a proniklo do některých západních oblastí evropského Ruska. V Německu jsou četné výchozy svrchnojurských lagunových jemnozrnných vápenců, ve kterých byly objeveny neobvyklé fosilie. V Bavorsku, ve známém městě Solenhofen, byly nalezeny zbytky okřídlených plazů a obou známých druhů prvních ptáků.
Moře Tethys se rozkládalo od Atlantiku přes jižní část Pyrenejského poloostrova podél Středozemního moře a přes jižní a jihovýchodní Asii až k Tichému oceánu. Většina severní Asie se v tomto období nacházela nad hladinou moře, ačkoli epikontinentální moře pronikala na Sibiř ze severu. Kontinentální sedimenty jurského stáří jsou známy v jižní Sibiři a severní Číně.
Malá epikontinentální moře zabírala omezené oblasti podél pobřeží západní Austrálie. Ve vnitrozemí Austrálie se nacházejí výchozy jurských kontinentálních sedimentů. Většina Afriky se v období jury nacházela nad hladinou moře. Výjimkou byly jeho severní okraje, které zaplavilo moře Tethys. V Jižní Americe vyplnilo protáhlé úzké moře geosynklinálu nacházející se přibližně na místě moderních And.
V Severní Americe zabírala jurská moře velmi omezené oblasti na západě kontinentu. V oblasti Colorado Plateau, zejména severně a východně od Grand Canyonu, se nahromadily silné vrstvy kontinentálních pískovců a krycích břidlic. Pískovce byly vytvořeny z písků, které tvořily krajinu pouštních dun v pánvích. V důsledku zvětrávání získaly pískovce neobvyklé tvary (např. malebné špičaté vrcholy v národním parku Zion nebo Národní památník Rainbow Bridge, což je oblouk tyčící se 94 m nad dnem kaňonu s rozpětím 85 m; tyto atrakce jsou se sídlem v Utahu). Ložiska Morrison Shale jsou známá objevem 69 druhů dinosauřích fosilií. Jemné sedimenty se v této oblasti pravděpodobně nahromadily v bažinatých nížinných podmínkách.
Flóra jurského období byla obecně podobná té, která existovala v triasu. Ve flóře dominovaly cykasy a jehličnaté dřeviny. Poprvé se objevily jinany - nahosemenné, širokolisté dřeviny s listy, které na podzim opadávají (pravděpodobně spojení nahosemenných a krytosemenných). Jediný druh této čeledi - ginkgo biloba - přežil do dnešních dnů a je považován za nejstaršího zástupce stromů, skutečně živou fosilii.
Fauna jurských bezobratlých živočichů je velmi podobná triasu. Nicméně korály vytvářející útesy byly stále četnější a mořští ježci a měkkýši se rozšířili. Objevilo se mnoho mlžů příbuzných moderním ústřicím. Amonitů bylo stále mnoho.
Z obratlovců byli zastoupeni především plazi, protože stegocefali vyhynuli na konci triasu. Dinosauři dosáhli vrcholu svého vývoje. Býložravé formy jako Apatosaurus a Diplodocus se začaly pohybovat po čtyřech končetinách; mnozí měli dlouhé krky a ocasy. Tato zvířata nabyla gigantických rozměrů (až 27 m na délku), některá vážila až 40 t. U některých zástupců menších býložravých dinosaurů, jako jsou stegosauři, se vyvinula ochranná schránka skládající se z plátů a ostnů. Masožraví dinosauři, zejména allosauři, vyvinuli velké hlavy se silnými čelistmi a ostrými zuby, dosahovali délky 11 m a pohybovali se na dvou končetinách. Velmi početné byly i další skupiny plazů. Plesiosauři a ichtyosauři žili v jurských mořích. Poprvé se objevili létající plazi - pterosauři, kteří vyvinuli membránová křídla, jako netopýři, a jejich hmota se snížila kvůli trubicovitým kostem.
Vzhled ptáků v juře je důležitou etapou ve vývoji světa zvířat. V lagunárních vápencích Solenhofenu byly objeveny dvě ptačí kostry a otisky peří. Tito primitivní ptáci však měli stále mnoho společných rysů s plazy, včetně ostrých, kuželovitých zubů a dlouhých ocasů.
Období jury skončilo intenzivním vrásněním, které mělo za následek vytvoření pohoří Sierra Nevada na západě Spojených států, které se rozšířilo dále na sever do moderní západní Kanady. Následně jižní část tohoto zvrásněného pásu opět zažila vzestup, který předurčil strukturu moderních hor. Na ostatních kontinentech byly projevy orogeneze v juře nevýznamné.
Období křídy.
V této době se nahromadily mocné vrstevnaté vrstvy měkkého, slabě zhutněného bílého vápence – křídy, podle kterého toto období dostalo svůj název. Poprvé byly takové vrstvy studovány ve výchozech podél břehů průlivu Pas-de-Calais poblíž Doveru (Velká Británie) a Calais (Francie). V jiných částech světa se sedimentům tohoto stáří říká také křída, i když se tam nacházejí i jiné typy hornin.
V období křídy pokryly mořské transgrese velké části Evropy a Asie. Ve střední Evropě vyplňovala moře dvě sublatitudinální geosynklinální koryta. Jeden z nich se nacházel v jihovýchodní Anglii, severním Německu, Polsku a západních oblastech Ruska a na extrémním východě dosáhl ponorného koryta Uralu. Další geosynklinála, Tethys, udržela svůj předchozí úder v jižní Evropě a severní Africe a spojila se s jižním cípem Uralského žlabu. Dále moře Tethys pokračovalo v jižní Asii a východně od Indického štítu se spojilo s Indickým oceánem. Území Asie nebylo s výjimkou severního a východního okraje po celou dobu křídy zaplaveno mořem, takže jsou zde rozšířena kontinentální ložiska této doby. Silné vrstvy křídového vápence jsou přítomny v mnoha oblastech západní Evropy. V severních oblastech Afriky, kam vstoupilo moře Tethys, se nahromadily velké vrstvy pískovců. Písky saharské pouště vznikly především díky produktům jejich ničení. Austrálie byla pokryta křídovými epikontinentálními moři. V Jižní Americe bylo během většiny křídového období Andské koryto zaplaveno mořem. Na východě byly na velké ploše Brazílie uloženy pozemské bahno a písky s četnými pozůstatky dinosaurů.
V Severní Americe zabírala okrajová moře pobřežní pláně Atlantského oceánu a Mexického zálivu, kde se hromadily písky, jíly a křídové vápence. Další okrajové moře se nacházelo na západním pobřeží pevniny v Kalifornii a sahalo na jižní úpatí obnovených hor Sierra Nevada. K poslednímu velkému námořnímu přestupku však došlo v západní části střední Severní Ameriky. V této době se vytvořil obrovský geosynklinální žlab Skalistých hor a obrovské moře se šířilo od Mexického zálivu přes moderní Velké pláně a Skalisté hory na sever (západně od Kanadského štítu) až do Severního ledového oceánu. Při této transgresi se uložil mocný vrstevnatý sled pískovců, vápenců a břidlic.
Na konci křídového období došlo v Jižní a Severní Americe a východní Asii k intenzivní orogenezi. V Jižní Americe byly sedimentární horniny nahromaděné v andské geosynklinále během několika období zhutněny a zvrásněny, což vedlo k vytvoření And. Podobně v Severní Americe vznikly Skalisté hory v místě geosynklinály. Sopečná aktivita vzrostla v mnoha oblastech světa. Lávové proudy pokrývaly celou jižní část Hindustanského poloostrova (vytvářely tak rozlehlou Dekanskou plošinu) a malé výlevy lávy probíhaly v Arábii a východní Africe. Všechny kontinenty zaznamenaly výrazné vzestupy a došlo k regresi všech geosynklinálních, epikontinentálních a okrajových moří.
Období křídy bylo poznamenáno několika významnými událostmi ve vývoji organického světa. Objevily se první kvetoucí rostliny. Jejich fosilní pozůstatky představují listy a dřevo druhů, z nichž mnohé rostou dodnes (například vrba, dub, javor a jilm). Fauna křídových bezobratlých živočichů je obecně podobná juře. Mezi obratlovci kulminovala druhová diverzita plazů. Existovaly tři hlavní skupiny dinosaurů. Masožravci s dobře vyvinutými mohutnými zadními končetinami byli zastoupeni tyranosauři, kteří dosahovali délky 14 m a výšky 5 m. Vyvinula se skupina dvounohých býložravých dinosaurů (neboli trachodontů) s širokými zploštělými čelistmi, připomínajícími kachní zobák. Četné kostry těchto zvířat se nacházejí v křídových kontinentálních ložiskách Severní Ameriky. Do třetí skupiny patří rohatí dinosauři s vyvinutým kostěným štítem, který chránil hlavu a krk. Typickým představitelem této skupiny je Triceratops s krátkým nosním a dvěma dlouhými nadočnicovými rohy.
Plesiosauři a ichtyosauři žili v křídových mořích a objevili se mořští ještěři zvaní mosasauři s protáhlým tělem a relativně malými ploutvovitými končetinami. Pterosauři (létající ještěři) přišli o zuby a pohybovali se ve vzdušném prostoru lépe než jejich jurští předci. Jeden typ pterosaura, pteranodon, měl rozpětí křídel až 8 m.
Jsou známy dva druhy ptáků z období křídy, které si zachovaly některé morfologické rysy plazů, například kuželovité zuby umístěné v alveolech. Jeden z nich, hesperornis (potápěčský pták), se přizpůsobil životu v moři.
Přestože přechodné formy více podobné plazům než savcům jsou známy již od triasu a jury, četné pozůstatky pravých savců byly poprvé objeveny v kontinentálních sedimentech svrchní křídy. Primitivní savci z období křídy byli malých rozměrů a trochu připomínali moderní rejsky.
Rozšířené procesy budování hor na Zemi a tektonické výzdvihy kontinentů na konci křídového období vedly k tak významným změnám v přírodě a klimatu, že mnoho rostlin a živočichů vyhynulo. Z bezobratlých zmizeli amoniti, kteří ovládali druhohorní moře, a mezi obratlovci zmizeli všichni dinosauři, ichtyosauři, plesiosauři, mosasauři a pterosauři.
kenozoická éra,
pokrývající posledních 65 milionů let, se dělí na třetihory (v Rusku je zvykem rozlišovat dvě období - paleogén a neogén) a kvartérní období. Ačkoli to mělo krátké trvání (odhady stáří jeho spodní hranice se pohybují od 1 do 2,8 milionu let), sehrálo velkou roli v historii Země, protože s ním jsou spojeny opakované kontinentální zalednění a výskyt lidí.
Terciérní období.
V této době byla řada oblastí Evropy, Asie a severní Afriky pokryta mělkými epikontinentálními a hlubokými geosynklinálními moři. Na počátku tohoto období (v neogénu) moře zabíralo jihovýchodní Anglii, severozápadní Francii a Belgii a nahromadila se zde silná vrstva písků a jílů. Stále existovalo moře Tethys, které se rozkládalo od Atlantiku až po Indický oceán. Jeho vody zaplavily Pyrenejský a Apeninský poloostrov, severní oblasti Afriky, jihozápadní Asii a sever Hindustánu. V této pánvi byly uloženy silné vápencové horizonty. Velká část severního Egypta je složena z nummulitových vápenců, které byly použity jako stavební materiál při stavbě pyramid.
V této době byla téměř celá jihovýchodní Asie obsazena mořskými pánvemi a malé epikontinentální moře se rozprostíralo na jihovýchod Austrálie. Terciérní mořské pánve pokrývaly severní a jižní konec Jižní Ameriky a epikontinentální moře pronikalo do východní Kolumbie, severní Venezuely a jižní Patagonie. V povodí Amazonky se nahromadily silné vrstvy kontinentálních písků a bahna.
Okrajová moře se nacházela na místě moderních pobřežních plání přiléhajících k Atlantskému oceánu a Mexickému zálivu a také podél západního pobřeží Severní Ameriky. Na Velkých pláních a v mezihorských pánvích se nahromadily silné vrstvy kontinentálních sedimentárních hornin, které vznikly v důsledku denudace oživených Skalistých hor.
V mnoha oblastech zeměkoule došlo k aktivní orogenezi v polovině třetihor. V Evropě vznikly Alpy, Karpaty a Kavkaz. V Severní Americe se během závěrečných fází třetihor zformovaly Pobřežní pohoří (v rámci moderních států Kalifornie a Oregon) a Kaskádové pohoří (v Oregonu a Washingtonu).
Období třetihor bylo ve znamení výrazného pokroku ve vývoji organického světa. Moderní rostliny vznikly v období křídy. Většina terciárních bezobratlých byla přímo zděděna z křídových forem. Moderní kostnaté ryby se staly početnějšími, snížil se počet a druhová diverzita obojživelníků a plazů. Ve vývoji savců došlo ke skoku. Z primitivních forem podobných rejskům, které se poprvé objevily v období křídy, pochází mnoho forem, pocházejících z počátku třetihor. Nejstarší fosilní pozůstatky koní a slonů byly nalezeny v horninách spodních třetihor. Objevili se šelmy a sudokopytníci.
Druhová rozmanitost zvířat se značně zvýšila, ale mnoho z nich vyhynulo na konci třetihor, zatímco jiní (jako někteří druhohorní plazi) se vrátili k mořskému životnímu stylu, jako jsou kytovci a sviňuchy, jejichž ploutve jsou přeměněné končetiny. Netopýři byli schopni létat díky membráně spojující jejich dlouhé prsty. Dinosauři, kteří vyhynuli na konci druhohor, ustoupili savcům, kteří se na začátku třetihor stali dominantní třídou zvířat na souši.
Čtvrtohorní období
se dělí na eopleistocén, pleistocén a holocén. Ta začala právě před 10 000 lety. Moderní reliéf a krajina Země vznikly především v období čtvrtohor.
Horská stavba, ke které došlo na konci třetihor, předurčila výrazný vzestup kontinentů a ústup moří. Období čtvrtohor bylo poznamenáno výrazným ochlazením klimatu a rozsáhlým rozvojem zalednění v Antarktidě, Grónsku, Evropě a Severní Americe. V Evropě byl centrem zalednění Baltský štít, odkud se ledový příkrov rozšířil do jižní Anglie, středního Německa a centrálních oblastí východní Evropy. Na Sibiři bylo krycí zalednění menší, omezovalo se hlavně na podhorské oblasti. V Severní Americe pokrývaly ledové příkrovy obrovskou oblast, včetně většiny Kanady a severu Spojených států až po Illinois. Na jižní polokouli je čtvrtohorní ledovec charakteristický nejen pro Antarktidu, ale také pro Patagonii. Horské zalednění bylo navíc rozšířeno na všech kontinentech.
V pleistocénu probíhají čtyři hlavní etapy zesíleného zalednění střídající se s meziledovými obdobími, během nichž se přírodní podmínky blížily moderně nebo byly ještě teplejší. Poslední ledová pokrývka v Evropě a Severní Americe dosáhla největšího rozsahu před 18–20 tisíci lety a definitivně roztála na začátku holocénu.
V období čtvrtohor mnoho třetihorních forem živočichů vyhynulo a objevili se noví, přizpůsobení chladnějším podmínkám. Za zmínku stojí zejména mamut a nosorožec srstnatý, kteří obývali severní oblasti v pleistocénu. V jižnějších oblastech severní polokoule byli nalezeni mastodonti, šavlozubí tygři atd. Když roztály ledové příkrovy, vymřeli zástupci pleistocénní fauny a jejich místo zaujala moderní zvířata. Primitivní lidé, zejména neandrtálci, pravděpodobně existovali již během posledního interglaciálu, ale moderní lidé - Homo sapiens - se objevili až v poslední glaciální epoše pleistocénu a v holocénu se usadili po celé zeměkouli.
Literatura:
Strakhov N.M. Typy litogeneze a jejich vývoj v historii Země. M., 1965
Allison A., Palmer D. Geologie. Věda o neustále se měnící Zemi. M., 1984
Existovalo v různých obdobích geologické historie.
tektonická situace a povaha minulosti, vývoj zemské kůry, historie vzniku a vývoje - výzdvihy, koryta, vrásy, zlomy a další tektonické prvky.
Historická geologie je jedním z hlavních oborů geologických věd, který zkoumá geologickou minulost Země v chronologickém pořadí. Vzhledem k tomu, že zemská kůra je stále přístupná pro geologická pozorování, úvahy o různých přírodních jevech a procesech se týkají i zemské kůry. Utváření zemské kůry je dáno řadou faktorů, z nichž hlavní jsou čas, fyziografické podmínky a tektonika. Pro obnovení historie zemské kůry jsou proto vyřešeny následující úkoly:
Stanovení stáří hornin.
Obnova fyzických a geografických podmínek zemského povrchu v minulosti.
Rekonstrukce tektonických pohybů a různých tektonických struktur
Stanovení struktury a zákonitostí vývoje zemské kůry
1. Zahrnuje studium složení, místa a doby vzniku horninových vrstev a jejich korelaci. Řeší ji odvětví historické geologie - stratigrafie.
2. Uvažuje podnebí, reliéf, vývoj starých moří, řek, jezer atp. v minulých geologických epochách. Všechny tyto otázky zvažuje paleogeografie.
3. Tektonické pohyby mění primární výskyt hornin. Vznikají v důsledku horizontálních nebo vertikálních pohybů jednotlivých bloků zemské kůry. Geotektonika se zabývá určováním času, povahy a velikosti tektonických pohybů. Tektonické pohyby jsou doprovázeny projevem magmatické aktivity. Petrologie rekonstruuje dobu a podmínky pro vznik vyvřelých hornin.
4. Řešeno na základě analýzy a syntézy výsledků řešení prvních tří problémů.
Všechny hlavní úkoly jsou úzce propojeny a jsou řešeny paralelně pomocí různých metod.
Jako věda se historická geologie začala formovat na přelomu 18.-19. století, kdy W. Smith v Anglii a J. Cuvier a A. Brongniard ve Francii dospěli ke stejným závěrům o postupné změně vrstev a tzv. zbytky fosilních organismů, které se v nich nacházejí. Na základě biostratigrafické metody byly sestaveny první stratigrafické sloupce, řezy odrážející vertikální sled sedimentárních hornin. Objev této metody znamenal počátek stratigrafické etapy ve vývoji historické geologie. V průběhu první poloviny 19. století byla stanovena téměř všechna hlavní členění stratigrafické stupnice, geologický materiál byl systematizován v chronologické posloupnosti a byl vytvořen stratigrafický sloupec pro celou Evropu. V tomto období dominovala v geologii myšlenka katastrofy, která spojovala všechny změny probíhající na Zemi (změny výskytu vrstev, vznik hor, vymírání některých druhů organismů a vznik nových atd.). .) s velkými katastrofami.
Myšlenku katastrof nahrazuje doktrína evoluce, která všechny změny na Zemi považuje za výsledek velmi pomalých a dlouhodobých geologických procesů. Zakladateli doktríny jsou J. Lamarck, C. Lyell, C. Darwin.
Do poloviny 19. stol. Patří mezi ně první pokusy o rekonstrukci fyzikálních a geografických podmínek pro jednotlivé geologické epochy pro velké zemské plochy. Tyto práce, provedené vědci J. Dana, V.O. Kovalevsky a další, položili základ paleogeografické etapě ve vývoji historické geologie. Velkou roli ve vývoji paleogeografie sehrálo zavedení konceptu facie vědcem A. Gressleym v roce 1838. Jeho podstata spočívá v tom, že horniny stejného stáří mohou mít různé složení, odrážející podmínky jejich vzniku.
V druhé polovině 19. stol. objevuje se myšlenka geosynklinály jako rozšířených koryt vyplněných silnými vrstvami sedimentárních hornin. A do konce století A.P. Karpinsky pokládá základy doktríny platforem.
Myšlenka platforem a geosynklinál jako hlavních prvků struktury zemské kůry vede ke třetí „tektonické“ etapě ve vývoji historické geologie. Poprvé byl nastíněn v dílech vědce E. Oga „Geosynklinály a kontinentální oblasti“. V Rusku zavedl koncept geosynklinály F.Yu. Levinson-Lessing na počátku 20. století.
Vidíme to tedy až do poloviny 20. století. historická geologie se vyvíjela s převahou jednoho vědeckého směru. V současné době se historická geologie rozvíjí dvěma směry. Prvním směrem je podrobné studium geologické historie Země v oblasti stratigrafie, paleogeografie a tektoniky. Zároveň se zdokonalují staré výzkumné metody a používají se nové, např.: hlubinné a ultrahluboké vrty, geofyzikální, paleomagnetické; kosmické snímání, absolutní geochronologie atd.
Druhým směrem je práce na vytvoření holistického obrazu geologické historie zemské kůry, identifikaci vzorců vývoje a navázání kauzálního vztahu mezi nimi.
1. Metoda páskových jílů je založena na jevu změn složení sedimentů, které se ukládají v klidné vodní pánvi během sezónních klimatických změn. Za 1 rok se vytvoří 2 vrstvy. V sezóně podzim-zima se ukládá vrstva jílovitých hornin a v sezóně jaro-léto se vytváří vrstva písčitých hornin. Při znalosti počtu takových párů vrstev lze určit, kolik let trvalo, než se vytvořila celá tloušťka.
2.Metody jaderné geochronologie
Tyto metody spoléhají na fenomén radioaktivního rozpadu prvků. Rychlost tohoto rozpadu je konstantní a nezávisí na žádných podmínkách vyskytujících se na Zemi. Při radioaktivním rozpadu se mění hmotnost radioaktivních izotopů a hromadí se produkty rozpadu – radiogenní stabilní izotopy. Znáte-li poločas rozpadu radioaktivního izotopu, můžete určit stáří minerálu, který jej obsahuje. K tomu je třeba určit vztah mezi obsahem radioaktivní látky a produktem jejího rozpadu v minerálu.
V jaderné geochronologii jsou hlavními:
Metoda olova - využívá se proces rozpadu 235U, 238U, 232Th na izotopy 207Pb a 206Pb, 208Pb. Použité minerály jsou monazit, orthit, zirkon a uraninit. Poločas rozpadu ~4,5 miliardy let.
Draslík-argon - při rozpadu K se izotopy 40K (11%) mění na argon 40Ar a zbytek na izotop 40Ca. Vzhledem k tomu, že K je přítomen v horninotvorných minerálech (živce, slídy, pyroxeny a amfiboly), je metoda široce používána. Poločas rozpadu ~1,3 miliardy. let.
Rubidium-stroncium - izotop rubidia 87Rb se používá k vytvoření izotopu stroncia 87Sr (použité minerály jsou slída obsahující rubidium). Díky svému dlouhému poločasu rozpadu (49,9 miliard let) se používá pro nejstarší horniny zemské kůry.
Radiokarbon - používá se v archeologii, antropologii a nejmladších sedimentech zemské kůry. Radioaktivní izotop uhlíku 14C vzniká reakcí kosmických částic s dusíkem 14N a hromadí se v rostlinách. Po jejich smrti se uhlík 14C rozpadá a rychlost rozpadu určuje dobu smrti organismů a stáří hostitelských hornin (poločas rozpadu 5,7 tisíce let).
Nevýhody všech těchto metod zahrnují:
nízká přesnost stanovení (chyba 3-5 % dává odchylku 10-15 milionů let, což neumožňuje rozvoj frakční stratifikace).
zkreslení výsledků metamorfózou, kdy vzniká nový minerál, podobný minerálu mateřské horniny. Například sericit-muskovit.
Nicméně jaderné metody mají velkou budoucnost, protože zařízení se neustále zdokonaluje, což umožňuje získat spolehlivější výsledky. Díky těmto metodám bylo zjištěno, že stáří zemské kůry přesahuje 4,6 miliardy let, zatímco před použitím těchto metod se odhadovalo pouze na desítky a stovky milionů let.
Relativní geochronologie určuje stáří hornin a sled jejich vzniku stratigrafickými metodami a úsek geologie, který studuje vztahy hornin v čase a prostoru, se nazývá stratigrafie (z lat. stratum-layer + řecky grapho).
biostratigrafické nebo paleontologické,
ne paleontologické.
Paleontologické metody (biostratigrafie)
Metoda je založena na stanovení druhového složení fosilních pozůstatků starověkých organismů a myšlence evolučního vývoje organického světa, podle níž starověká ložiska obsahují pozůstatky jednoduchých organismů a mladší obsahují organismy složitých struktura. Tato funkce se používá k určení stáří hornin.
Pro geology je důležité, že v určitém časovém období dochází k evolučním změnám organismů a ke vzniku nových druhů. Hranice evolučních přeměn jsou hranicemi geologické doby akumulace sedimentárních vrstev a horizontů.
Metoda stanovení relativního stáří vrstev pomocí předních fosilií se nazývá metoda vedoucích fosilií. Podle této metody jsou vrstvy, které obsahují podobné vodící formy, stejné. Tato metoda se stala první paleontologickou metodou určování stáří hornin. Na jejím základě byla vyvinuta stratigrafie mnoha regionů.
Aby se předešlo chybám, spolu s touto metodou se používá metoda paleontologických komplexů. V tomto případě je využit celý komplex vyhynulých organismů nalezených ve studovaných vrstvách. V tomto případě lze rozlišit následující:
1-fosilní formy, které žily pouze v jedné vrstvě; 2-tvary, které se poprvé objevily ve zkoumané vrstvě a přecházejí do nadložní vrstvy (je vykreslena spodní hranice vrstvy); 3-formy přecházející ze spodní vrstvy a končící svou existenci ve studované vrstvě (přežívající formy); 4-formy, které žily ve spodní nebo horní vrstvě, ale nebyly nalezeny ve studované vrstvě (horní a spodní hranice vrstvy) .
Nepaleontologické metody
Ty hlavní se dělí na:
litologické
strukturně-tektonické
geofyzikální
Litologické metody oddělování vrstev jsou založeny na rozdílech v jednotlivých vrstvách, které tvoří zkoumané vrstvy v barvě, materiálovém složení (mineralogickém a petrografickém) a texturních znacích. Mezi vrstvami a jednotkami v řezu jsou ty, které se v těchto vlastnostech výrazně liší. Takové vrstvy a jednotky jsou snadno identifikovatelné v sousedních výchozech a lze je vysledovat na velké vzdálenosti. Říká se jim značkovací horizont. Metoda dělení sedimentárních vrstev na jednotlivé jednotky a vrstvy se nazývá metoda značkovacího horizontu. Pro určité oblasti nebo věkové intervaly mohou být markerovým horizontem mezivrstvy vápence, křemičité břidlice, slepence atd.
Mineralogicko-petrografická metoda se používá tam, kde chybí značkovací horizont a sedimentární vrstvy jsou co do litologického složení zcela jednotné, pak se pro srovnání jednotlivých vrstev v řezu a jejich relativního stáří opírají o mineralogicko-petrografické znaky jednotlivých vrstev. Například minerály jako rutil, granát, zirkon byly identifikovány v několika vrstvách pískovce a byl stanoven jejich % obsah. Na základě kvantitativního poměru těchto minerálů je mocnost rozdělena do samostatných vrstev nebo horizontů. Stejná operace se provede v sousedním řezu a poté se výsledky vzájemně porovnají a vrstvy v řezu se korelují. Metoda je pracná – je nutné vybrat a analyzovat velké množství vzorků. Metoda je přitom použitelná pro malé plochy.
Strukturně-tektonická metoda - je založena na myšlence existence zlomů v sedimentaci ve velkých oblastech zemské kůry. Přestávky v sedimentaci nastávají, když se oblast mořské pánve, kde se nahromadily sedimenty, zvýší a tvorba sedimentů se tam na tuto dobu zastaví. V následujících geologických dobách může tato oblast začít znovu klesat a znovu se stát mořskou pánví, ve které se hromadí nové sedimentární vrstvy. Hranice mezi vrstvami je povrchem nesouladu. Pomocí takových povrchů je sedimentární sekvence rozdělena na jednotky a porovnána v sousedních sekcích. Sekvence obsažené mezi identickými neshodnými povrchy jsou považovány za stejně staré. Na rozdíl od litologické metody se strukturně-tektonická metoda používá k porovnání velkých stratigrafických jednotek ve vrstvách.
Speciálním případem strukturně-tektonické metody je metoda rytmostratigrafie. Sedimentární úsek je v tomto případě rozdělen na jednotky, které vznikly v pánvi při střídavém sestupu a zdvihu sedimentační plochy, což bylo doprovázeno postupem a ústupem moře. Toto střídání se projevilo v sedimentárních vrstvách jako sekvenční změna horizontů hlubinných hornin na mělkovodních a naopak. Pokud je taková sekvenční změna horizontů pozorována opakovaně v úseku, pak je každý z nich rozlišen do rytmu. A podle takových rytmů se porovnávají stratigrafické řezy v rámci jedné sedimentační pánve. Tato metoda je široce používána pro korelaci úseků tlustých uhelných vrstev.
Proces vzniku vyvřelých těles je doprovázen jejich průnikem do sedimentárních vrstev hornin. Základem pro určení jejich stáří je proto studium vztahů mezi vyvřelými a žilnými tělesy a jednotkami sedimentárních hornin, které protínaly a jejichž stáří je stanoveno.
Geofyzikální metody jsou založeny na porovnávání hornin podle fyzikálních vlastností. Geofyzikální metody se ve své geologické podstatě blíží mineralogicko-petrografické metodě, neboť v tomto případě jsou identifikovány jednotlivé horizonty, porovnávány jejich fyzikální parametry a pomocí nich korelovány řezy. Geofyzikální metody nejsou svou povahou nezávislé, ale používají se v kombinaci s jinými metodami.
Uvažované metody absolutní a relativní geochronologie umožnily určit stáří a posloupnost vzniku hornin, jakož i stanovit periodicitu geologických jevů a identifikovat etapy v dlouhé historii Země. Během každé fáze se postupně hromadily vrstvy hornin a tato akumulace probíhala po určitou dobu. Proto každá geochronologická klasifikace obsahuje dvojí informaci a kombinuje dvě měřítka – stratigrafickou a geochronologickou. Stratigrafické měřítko odráží sled akumulace vrstev a geochronologické měřítko odráží časové období odpovídající tomuto procesu.
Na základě velkého množství dat z různých oblastí a kontinentů byla vytvořena Mezinárodní geochronologická škála, společná pro zemskou kůru, odrážející sled časových dělení, během něhož vznikaly určité komplexy sedimentů, a vývoj organického světa.
Ve stratigrafii jsou jednotky zvažovány od velkých po malé:
eonotema - skupina - systém - oddělení - vrstva. Odpovídají si
eon - éra - období - epocha - století
