Historische Theologie. Historische Geologie: Grundlagenwissenschaften, Gründungswissenschaftler, Literaturübersicht. Historische Geologie mit Grundlagen der Paläontologie und Astronomie
VORWORT................................................. .. ................................................. ........ ......................... 3
EINFÜHRUNG................................................. ....................................................... ............. .................................... . 4
TEIL I GRUNDLEGENDE PRINZIPIEN UND METHODEN DER HISTORISCHEN GEOLOGIE 7
KAPITEL 1. GEGENSTAND UND AUFGABEN DER HISTORISCHEN GEOLOGIE................................. 7
KAPITEL 2. STRATIGRAPHIE UND GEOCHRONOLOGIE................................................. ........ ............ 14
2.1. ARTEN STRATIGRAPHISCHER EINHEITEN UND KRITERIEN FÜR IHRE IDENTIFIZIERUNG 16
2.2. RELATIVE GEOCHRONOLOGIE................................................ .... ............. 18
2.3. ABSOLUTE GEOCHRONOLOGIE................................................ .... .................... 36
2.4. INTERNATIONALER GEOCHRONOLOGISCHER MAßSTAB.............................................. 41
2.5. STANDARDS STRATIGRAPHISCHER EINHEITEN................................. 42
KAPITEL 3. GRUNDLEGENDE METHODEN DER HISTORISCHEN UND GEOLOGISCHEN ANALYSE 47
3.1. GESICHTSMETHODE................................................ .................................................... 48
3.2. ANALYSE VON PALÄONTOLOGISCHEM MATERIAL (BIOFAZIALE UND PALÄÖÖKOLOGISCHE ANALYSE)............................................ ................ ................................. ....................... .......................... ..... 54
33. PALEOGEOGRAPHISCHE METHODEN............................................. .................... .................... 57
3.4. FORMATIONSANALYSE................................................ .... ................................. 77
3.5. PÄLÄOGEOGRAFISCHE KARTEN................................................ .................... .................... 79
TEIL II. ALTE GESCHICHTE DER ERDE................................................. ....................... 82
KAPITEL 4. DIE ENTSTEHUNG DER ERDE UND DIE VORARCHÄISCHE GESCHICHTE................................. 82
4.1. ENTSTEHUNG DES SONNENSYSTEMS................................................. ......... ........ 82
4.2. ENTSTEHUNG VON PLANETEN, KONDENSATION UND AKKUMULATION INTERSTELLARER MATERIE 84
4.3. VORARCHÄISCHES (HADÄISCHES) STADIUM DER ERDENENTWICKLUNG................................. 86
KAPITEL 5. ARCHÄISCHE GESCHICHTE................................................. ...................................................... 88
5.1. ALLGEMEINE EINTEILUNG DES PRÄKAMBRIUMS................................................. ....................... 88
5.2 FRÜHE ARCHÄISCHE (4,0-3,5 Milliarden Jahre)................................. .... ................................. 90
5.3. MITTLERE UND SPÄTE ARCHÄISCHE (3,5–2,5 Milliarden Jahre)............................................ .......... ......... 98
5.4. GEOLOGISCHE UMSTELLUNGEN IM ARCHÄÄIS................................................. ......... ... 106
5.5. DER URSPRUNG DES LEBENS............................................ ..................................................... 108
5.6. MINERALIEN................................................ ................................ 109
6.2. SEDIMENTATIONSUMGEBUNG................................................ .... ........................ 121
6.3. MINERALIEN................................................ ................................ 122
KAPITEL 7. SPÄTES PROTEROZOIKUM................................................ ....................................... 123
7.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 123
7.2. BIO-WELT................................................ .................................................... 129
7.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN. 129
7.4. KLIMAZONENEINRICHTUNG................................................ ................................. 141
7. 5. MINERALISCHE RESSOURCEN................................................ ...... ................................... 142
TEIL III PHANEOZOISCHE GESCHICHTE DER ERDE............................................. ......... ......... 145
Paläozoikum................................................ . ................................................. ..... ............ 145
KAPITEL 8. VENDIANISCHE ZEIT................................................. ....................................................... .... 149
8.1 ÜBER DIE POSITION DES VENDIAN-SYSTEMS IN DER ALLGEMEINEN CHRONOSTRATIGRAPHISCHEN MAßSTAB 149
8.2. STRATOTYPEN DES VENDIAN-SYSTEMS................................................. .......... 150
8.3. BIO-WELT................................................ .................................................... 155
8.4. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN. 156
8.5 KLIMAZONENEINRICHTUNG............................................ ..... ................. 162
KAPITEL 9. DIE KAMBRISCHE ZEIT............................................ ......................................... 166
9.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 166
9.2. BIO-WELT................................................ .................................................... 170
9.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN. 173
9.4: KLIMA- UND BIOGEOGRAFISCHE ZONENEINRICHTUNG......... 180
9.5. MINERALIEN................................................ ................................ 185
KAPITEL 10. ORDOVIZISCHE ZEIT............................................ ...................... 185
10.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 186
10.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 187
103. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN. 191
10.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 201
10.5. MINERALIEN................................................ ............................. 204
KAPITEL 11. SILURISCHE ZEIT................................................. ...................... 205
11.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 205
11.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 207
11.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 209
11.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 216
11.5. MINERALIEN................................................ ............................. 219
KAPITEL 12. DEVON-ZEIT................................................. ....................................................... 219
12.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 219
12.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 221
12.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 224
12.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 236
12.5. MINERALIEN................................................ ............................. 239
KAPITEL 13. KOHLEZEIT................................................. ...... ................. 240
13.3 STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 240
13.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 246
13.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 263
135. MINERALISCHE RESSOURCEN............................................. ....................................... 269
KAPITEL 14. PERMISCHE ZEIT................................................. ....................................................... 270
14.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 271
14.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 274
14.5. MINERALIEN................................................ ............................. 289
Mesozoikum................................................ .................................................... ......... ................ 290
KAPITEL 15. TRIAS-PERIODE................................................. ....................................................... 290
15.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 290
15.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 292
15.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 294
15.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 303
15.5. MINERALIEN................................................ ............................. 305
KAPITEL 16. JURASZEIT................................................. ....................................................... .... 307
16.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 307
16.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 312
163. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN. 315
16.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 325
165. MINERALISCHE RESSOURCEN............................................. ...................................... 331
KAPITEL 17. KRETAZEUS ................................................ .................................................... . 331
17.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 332
17.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 335
17.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 341
17.4. ENTWICKLUNG UND AUSSTERBEN DER FAUNA IN DER KRIDEZEUS......... 356
175. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung........ 358
17.6 MINERALISCHE RESSOURCEN............................................. ..................................... 363
Käniozoikum................................................ .................................................... ......... ............. 364
18.2 ORGANISCHE WELT................................................ ..................................................... 368
18.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 369
18.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 383
18.5. MINERALIEN................................................ ............................. 388
KAPITEL 19. NEOGEN-PERIODE................................................. ....................................... 389
19.1 STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG UND STRATOTYPEN................................. 389
19.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 391
19.3. PALÄOTEKTONISCHE UND PALÄOGEOGRAPHISCHE BEDINGUNGEN 393
19.4. Klimatische und biogeografische Zoneneinteilung....... 407
19.5 MINERALISCHE RESSOURCEN................................................ ..... ......................... 410
KAPITEL 20. QUATÄRER (ANTHROPOGENER) ZEITRAUM................................. 412
20.1. STRATIGRAPHISCHE EINTEILUNG................................................ ................ .... 412
20.2. BIO-WELT................................................ ... ........................................ 417
20.3. NATÜRLICHE BEDINGUNGEN................................................ ... .................................... 420
20.4. MINERALIEN................................................ ............................. 427
ABSCHLUSS................................................. ................................................. ....................................... 428
LITERATUR................................................. ................................................. ....................................... 438
HISTORISCHE GEOLOGIE
Lernprogramm
VORWORT
Historische Geologie ist eines der Grundlagenfächer der Ausbildung zum Facharzt für die Fachrichtung „Geologie“. Um den Stoff effektiv zu beherrschen, ist es notwendig, den Studierenden ausreichend pädagogische und methodische Literatur zur Verfügung zu stellen. In den letzten anderthalb Jahrzehnten haben führende Teams des Landes drei bekannte Lehrbücher veröffentlicht, die an den meisten Universitäten weit verbreitet sind. Dies ist ein Lehrbuch des Teams der Abteilung für historische und dynamische Geologie des Staatlichen Bergbauinstituts St. Petersburg (jetzt SPGU) „Historische Geologie mit den Grundlagen der Paläontologie“, 1985. Autoren - E.V. Vladimirskaya, A.Kh. Ka-garmanov, N.Ya. Spassky und andere. 1986 wurde das Lehrbuch „Historische Geologie“ von G. I. Nemkov, E. S. veröffentlicht. Levitsky, I.A. Grechishnikova usw., erstellt in der Abteilung für regionale Geologie und Paläontologie des Moskauer Geologischen Prospektionsinstituts (jetzt MGGA). 1997 veröffentlichten MSU-Wissenschaftler das Lehrbuch „Historische Geologie“; Autoren - V.E. Khain, N.V. Koronovsky und N.A. Yasamanov. Alle diese Lehrbücher wurden bei der Erstellung dieses Handbuchs zur historischen Geologie verwendet. Erwähnenswert ist auch „Historische Geologie mit den Grundlagen der Paläontologie“, veröffentlicht 1998 (Autorin – M.D. Parfenova). Das Handbuch wurde am Institut für Allgemeine und Historische Geologie der Polytechnischen Universität Tomsk erstellt. Der Mangel an Lehrbüchern für diesen Studiengang ist jedoch nicht behoben, da die ersten beiden Lehrbücher schon vor längerer Zeit erschienen sind und die letzten beiden eine geringe Auflage haben und bereits zu einer bibliografischen Rarität geworden sind. Es bestand die Notwendigkeit, ein neues Lehrbuch vorzubereiten, das für unsere Schüler zugänglich ist und originales sibirisches Material berücksichtigt.
Es ist auch notwendig, den folgenden Umstand hervorzuheben. Bekannte Lehrbücher der historischen Geologie interpretieren die Entwicklung der Erde unterschiedlich und widmen den Fragen der neuen globalen Tektonik ungleiche Aufmerksamkeit. Wenn in den Lehrbüchern von E. V. Vladimirskaya et al. (1985), G. I. Nemkov et al. (1986) die Fragen der lithosphärischen Plattentektonik fast nicht berücksichtigt werden oder einen sehr bescheidenen Platz einnehmen, dann ist das neueste Lehrbuch von V. E. Khain, N. V . Koronovsky und N.A. Yasamanov (1997) basieren vollständig auf diesem Konzept.
Nach Ansicht der Autoren ist eine kritische Haltung gegenüber der Mobilismus-Hypothese geboten, da viele Sachdaten nicht allein im Rahmen der Plattentektonik erfasst werden können. Besondere Schwierigkeiten bereitet das Konzept der Lithosphärenplatten im Zusammenhang mit dem Paläozoikum und dem Präkambrium der Erdgeschichte. Der Hauptwiderspruch sind die tiefen Wurzeln der Kontinente, die ihnen keine freie Bewegung entlang der asthenosphärischen Schicht ermöglichen, sowie das Vorhandensein von Ringstrukturen und das Fehlen großer Ansammlungen von Sedimentmaterial in Subduktionszonen. Unserer Meinung nach ist die Verwendung der Pulsationshypothese gerechtfertigt, die auf abwechselnden Epochen der Kompression und Expansion der Erde aus kosmischen Gründen basiert. Offenbar sind Expansionsepochen mit der Entstehung von Riftzonen und der Divergenz der Kontinente verbunden. Nach den Werken von V.A. Obruchev und M.A. Usov wurden diese Ideen in den letzten Jahren von E.E. Milanovsky und seinen Unterstützern besonders aktiv weiterentwickelt; Diese Ideen werden in diesem Tutorial priorisiert. Das Konzept der neuen historischen Geologie sollte offenbar nur eine begrenzte Ausbreitung während der pulsierenden Entwicklung der Erde, die Zyklizität und Entwicklung aller geologischen Prozesse berücksichtigen, einschließlich der Entwicklung der organischen Welt, die auf paläontologischem Material beobachtet wird.
Das vorgeschlagene Lehrbuch hat einen mit den oben genannten Lehrbüchern vergleichbaren Umfang und deckt alle im Studiengang vorgesehenen Abschnitte des Studiums ab. Eine der Neuerungen in diesem Lehrbuch ist die Kombination von Informationen zur Paläogeographie verschiedener Perioden des Phanerozoikums mit den charakteristischsten Abschnitten, die auch die Verteilung fossiler Überreste zeigen. Als Grundlage für paläogeographische Rekonstruktionen dienen die bekannten Schemata von N.M. Strakhov, ergänzt durch die Autoren. Diese verallgemeinerten Diagramme werden erstmals in Farbe dargestellt, was die Wahrnehmung des präsentierten Materials deutlich verbessern soll. Neben diesen Schemata, die das Konzept der neuen globalen Tektonik nicht berücksichtigen, enthält das Lehrbuch plättektonische Rekonstruktionen antiker Kontinente, die wir dem Buch von J. Monroe & R. Wicander, 1994, entlehnt haben. Tabellen charakteristischer Organismen verschiedener Systeme werden nach dem Vorbild derjenigen aus dem Lehrbuch von G. I. Nemkova et al. (1986) zusammengestellt, maximal ergänzt durch sibirisches Material; stehen den Sammlungen der Abteilung für Paläontologie und Historische Geologie der Staatlichen Universität Tomsk nahe.
Der Inhalt des Lehrbuchs wurde mit Kollegen der Abteilung für Paläontologie und Historische Geologie der TSU besprochen. Die Autoren danken der außerordentlichen Professorin N. I. Savina für ihre Hilfe bei der Bearbeitung des Lehrbuchs, der TSU-Professorin A. I. Rodygin und der außerordentlichen Professorin G. M. Tatyanin für wertvolle Ratschläge beim Lesen mehrerer Kapitel sowie der außerordentlichen Professorin der Moskauer Staatsuniversität D. I. Panov, die machte wichtige kritische Anmerkungen, die es ermöglichten, den Inhalt und die Struktur des Lehrbuchs zu verbessern. Wir danken dem Leiter der Abteilung des Ministeriums für natürliche Ressourcen Russlands, dem geehrten Geologen Russlands L.V. Oganesyan, und dem Generaldirektor von Geoinformmark CJSC G.M. Geisherik für ihre Unterstützung bei der Veröffentlichung des Lehrbuchs für die 300. 1. Auflage des Bergbau- und Geologiedienst Russlands. Wir danken V. A. Konovalova, T. N. Afanasyeva und E. S. Ab-durakhmanova, die an der Computereingabe teilgenommen haben, sowie allen Personen, die zur Veröffentlichung dieser Arbeit beigetragen haben.
EINFÜHRUNG
Historische Geologie- eine synthetische Disziplin, die Daten aus vielen anderen geologischen Wissenschaften integriert. Thema Das Studium der historischen Geologie befasst sich mit der Erde, genauer gesagt mit ihrer oberen festen Hülle – der Erdkruste. Ziel Historische Geologie – Identifizierung der Prozesse, die in der Erdkruste während der geologischen Zeit stattfanden, Aufklärung der Muster ihrer Entwicklung, möglichst vollständige Darstellung der Entwicklung der Biosphäre in vergangenen geologischen Epochen unseres Planeten.
Die wichtigsten Dokumente, anhand derer die geologische Entwicklungsgeschichte der Region rekonstruiert wird, sind Gesteine und die darin enthaltenen fossilen organischen Überreste, die von Geologen bei Feldarbeiten gesammelt wurden. Auf diesen Materialien basieren Informationen über geologische Phänomene und Ereignisse in der geologischen Vergangenheit. Eine umfassende Untersuchung von Gesteinsproben in Laboratorien, die Wiederherstellung des Aussehens von Tieren und Pflanzen, ihrer Lebensweise und Interaktion mit der Umwelt. Ermöglicht die Entschlüsselung bestimmter geologischer Ereignisse und die Rekonstruktion der physikalischen und geografischen Bedingungen auf der Erde Oberfläche in vergangenen geologischen Epochen.
Die historische Geologie löst die folgenden grundlegenden Probleme Aufgaben:
1. Untersuchung des Vorkommens von Gesteinsschichten, Wiederherstellung der zeitlichen Abfolge
Die Einzelheiten ihrer Ausbildung, Bestimmung des relativen Alters. Gesteine, aus denen die Erdkruste besteht
wurden nicht sofort, sondern in einer bestimmten Reihenfolge gebildet; und zwar im gleichen Zeitraum
In verschiedenen Teilen der Erdoberfläche entstanden unterschiedliche Zusammensetzungen und Ursprünge.
Rassen Diese Aufgabe besteht darin, die Zusammensetzung, den Ort und die Zeit der Entstehung von Gesteinsschichten zu untersuchen
Auch die Identifizierung ihrer Beziehungen und der Vergleich (Korrelation) untereinander wird von der Entscheidung getroffen
logische Disziplin Stratigraphie(von lateinisch stratum – Schicht und griechisch grapho – schreiben).
Gleichzeitig nutzt die Stratigraphie weitgehend Daten aus der Lithologie, Paläontologie,
Strukturgeologie, relative und absolute Geochronologie.
2. Die Analyse der Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde ist das Vorrecht Paläontologie. Abschnitte pa
Leontologie: Paläofaunistik Und Paläofloristik Studieren Sie die Gesamtheit entsprechend
Arten und Pflanzen, die zu einer bestimmten Zeit unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen lebten, sowie etwa
Entstehung und Entwicklung von Faunen und Pflanzen im Laufe der Zeit. Kapitel Paläobiogeographie natürlich offenbart
die räumliche sowie zeitliche Verbreitung fossiler Tiere und Pflanzen.
3. Wiederherstellung der physikalischen und geografischen Bedingungen der Erdoberfläche des Geologischen
Vergangenheit, insbesondere die Verteilung von Land und Meer, Relief von Land und Weltozean, Tiefen, Salz
ität, Temperatur, Dichte, Dynamik von Meeresbecken, Klima, Biologie und Geochemie
Die chemischen Bedingungen sind eines der schwierigsten Probleme der historischen Geologie. Sie ist die Hauptperson
Aufgabe der Wissenschaft Paläogeographie, die im letzten Jahrhundert aus der historischen Geologie hervorging
ein eigenständiger Zweig wissenschaftlicher Erkenntnisse. Paläogeographische Forschung ist unmöglich
geführt, ohne die Materialzusammensetzung, Struktur und Texturstruktur von Sedimentbergen zu untersuchen
neue Rassen.
4. Rekonstruktion der Geschichte tektonischer Bewegungen. Alters- und skalenübergreifend
Spuren tektonischer Bewegungen in Form von Störungen im primären Vorkommen von Gesteinsschichten und
Überall auf der Erdoberfläche werden geologische Körper beobachtet. Definition von Zeit
Erscheinungsformen, Art, Ausmaß und Richtung bestimmter tektonischer Bewegungen befasst sich regionale Geotektonik, und untersucht die Entwicklungsgeschichte verschiedener Strukturelemente einzelner Gebiete und der gesamten Erdkruste Historische Geotektonik.
5. Rekonstruktion und Erklärung der Geschichte des Vulkanismus, Plutonismus und der Metamorphose. Im Kern
Die Forschung konzentriert sich auf die Bestimmung des relativen und absoluten Alters vulkanogen-sedimentärer -
magmatische, magmatische und metamorphe Gesteine sowie die Etablierung der Primärnatur danach
Tage. Danach werden Gebiete mit vulkanischer Aktivität identifiziert, das Gebiet identifiziert und rekonstruiert
Die Auswirkungen von Vulkanismus und Plutonismus bestimmen die geochemischen Eigenschaften von Mantelströmen.
Das sind die Aufgaben Geochemie Und Petrologie.
6. Identifizieren von Verteilungsmustern von Mineralien in der Erdkruste – diese Aufgabe
Hilft bei der Lösung des Geologieabschnitts die Lehre von den Mineralien.
7. Feststellung der Struktur und Entwicklungsmuster der Erdkruste. Dies ist einer der wichtigsten
Probleme der historischen Geologie, die nicht gelöst werden können, ohne das Wissen vieler zu nutzen
Disziplinen und Gebiete der Geowissenschaften. Dieses Problem kann in erster Linie gelöst werden durch regional
Naya-Geologie, regional Und historische Geotektonik, Geochemie, Weltraumgeologie, Geophysik
Zika, Petrologie und andere Wissenschaften.
Die historische Geologie stellt auf der Grundlage von Verallgemeinerungen, der Analyse verschiedener Fakten und Dokumentationsmaterial Fragmente der Entwicklung der Erdkruste und Bilder der geologischen Vergangenheit wieder her. Das ist tatsächlich seine Hauptaufgabe.
Die historische Geologie nutzt hauptsächlich Daten zur geologischen Struktur von Land, das nur ein Drittel der Erdoberfläche einnimmt. Die rasante Entwicklung der Meeresgeologie in den letzten zwei Jahrzehnten hat uns neue Informationen über die Geologie des Meeres- und Ozeanbodens geliefert; Mit diesen Materialien lässt sich nur die relativ junge Entwicklungsgeschichte der ozeanischen Kruste rekonstruieren. Die dabei aufgedeckten Muster lassen sich kaum auf weiter entfernte geologische Zonen und Epochen (Präkambrium, Paläozoikum) übertragen. Die geologische Geschichte der Erde in ihrer Gesamtheit unter Nutzung aller bisherigen und neuen Methoden und Muster wiederherzustellen, ist die Aufgabe der Forscher des kommenden 21. Jahrhunderts.
Kenntnisse der historischen Geologie sind für das Studium der Regionalgeologie erforderlich, das den geologischen Aufbau einzelner Regionen der Erde aufgrund ihrer Erdgeschichte betrachtet. Gleichzeitig ermöglichen die Verallgemeinerung und Analyse regionaler geologischer Daten, die Geschichte der Erde als Ganzes zu rekonstruieren und Muster ihrer Entwicklung in vergangenen geologischen Epochen zu erkennen.
Die historische Geologie als Wissenschaft entstand an der Wende vom 18. zum 19. Jahrhundert. Die Menschheit interessiert sich jedoch seit langem für die Herkunft von Gesteinen und den darin enthaltenen Fossilien sowie für die Art und Weise, wie sich die Erdoberfläche verändert hat. In den Werken von Wissenschaftlern des alten Ägypten, Griechenlands, Roms, Indiens und Chinas zu diesen Problemen gibt es viele interessante geologische Beobachtungen und Ideen, denen jedoch erst in der Renaissance große Bedeutung beigemessen wurde.
Im Jahr 1669 formulierte der in Italien tätige dänische Naturforscher Niels Stensen (1638–1686), der in wissenschaftlichen Kreisen als Nicholas Stenon bekannt war, sechs Grundregeln (Postulate) der Stratigraphie.
1. Die Erdschichten sind das Ergebnis der Sedimentation im Wasser.
2. Die Schicht, die die Fragmente einer anderen Schicht enthielt, wurde danach gebildet.
3. Jede Schicht wurde später abgelagert als die Schicht, auf der sie liegt, und früher als die Schicht, die ihr vorangeht
Abdeckungen.
5. Die Schicht muss eine unbestimmte Ausdehnung haben und querverfolgt werden können
jedes Tal.
6. Die Schicht wurde zunächst horizontal aufgetragen; Wenn es geneigt ist, hat es eine Art Biegung erfahren. Wenn eine weitere Schicht auf geneigten Schichten aufliegt, erfolgte deren Biegung vor der Ablagerung dieser zweiten Schicht.
In diesen Grundbestimmungen von Stenon sehen wir zunächst den Beginn von Wissenschaften wie Stratigraphie und Tektonik,
Mitte des 18. Jahrhunderts. Es erschienen die Werke von J. Buffon und I. Kant, in denen auf der Grundlage kosmogonischer Vorstellungen Vorstellungen über die Variabilität und Entwicklung der Erdgeschichte geäußert wurden.
Die korrekteste Erklärung geologischer Phänomene wurde in den Werken des brillanten russischen Wissenschaftlers M. V. Lomonosov (1711-1765) gegeben. Er teilte geologische Prozesse in innere und äußere ein und ordnete den inneren Ursachen bei der Entstehung von Gebirgen und Senken die führende Rolle zu. M. V. Lomonosov war tatsächlich der erste, der das Prinzip des Aktualismus anwendete. Er wies deutlich darauf hin, dass das Studium moderner geologischer Prozesse es uns ermöglicht, die Vergangenheit der Erde zu verstehen. Bezüglich der Bedingungen für die Bildung von Sedimentgesteinen schrieb er in seinem Werk „Über die Schichten der Erde“ (1763): „... diese verschiedenen Arten von Materie, die übereinander liegen (die man Platten nennt) zeigen, dass sie nicht gleichzeitig auftraten; sie haben jedoch gemeinsam ... allgemeine und spezifische Veränderungen erfahren. Die Sandschichten waren früher der Grund des Meeres oder eines großen Flusses.“
Die historische Geologie entstand in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. und bildete mit der Stratigraphie ein einziges Ganzes. Allerdings waren stratigraphische Studien selten und fragmentiert. Einen großen Beitrag zur Entwicklung dieser Wissenschaft leistete der italienische Wissenschaftler D. Arduino, der 1760 das erste Schema zur Einteilung von Gesteinen nach Alter entwickelte. Dank der Forschungen deutscher Geologen, insbesondere A. Werner (1750-1817), wurde ein regionales stratigraphisches Schema Mitteldeutschlands entwickelt und auf dieser Grundlage die geologische Geschichte der Entwicklung Europas rekonstruiert.
Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts. Es wurden viele geologische Informationen gesammelt, aber es wurde noch keine zuverlässige Methode gefunden, um die Synchronizität und das Gleichalter von Sedimenten und damit die Prozesse, die sie verursacht haben, zu bestimmen. Eine historische Systematisierung der gesammelten Informationen war daher nicht möglich. Dieser Schlüssel war die paläontologische (biostratigraphische) Methode, deren Begründer der englische Ingenieur W. Smith (1769-1839) war. Zwar stellte sein Vorgänger, der französische Abt Giraud Soulavi, bereits 1779 eine konsistente Abfolge von Komplexen fossiler Organismen im Abschnitt der Sedimentschichten Südfrankreichs fest und kam zu dem Schluss, dass die chronologische Reihenfolge der Epochen der Dominanz verschiedener Komplexe von Meerestiere entspricht der Reihenfolge des Vorkommens und dem relativen Alter der Gebirgsschichten, in denen diese Tierarten leben Die praktische Bedeutung fossiler Organismen für die Aufteilung und Korrelation von Sedimentschichten wurde jedoch von W. Smith gezeigt, der auf der Grundlage der biostratigraphischen Methode die erste Skala der vertikalen Abfolge von Sedimentgesteinen in England erstellte.
Die Begründer der paläontologischen Methode sind neben W. Smith die französischen Wissenschaftler J. Cuvier (1769-1832) und A. Brongniard (1801-1876). Sie führten gleichzeitig, aber unabhängig voneinander geologische Untersuchungen durch und kamen zu den gleichen Schlussfolgerungen in Bezug auf die Reihenfolge des Auftretens der Schichten und der darin enthaltenen Überreste der fossilen Fauna, die es ermöglichten, die ersten stratigraphischen Säulen zu erstellen , Abschnitte und geologische Karten einer Reihe von Regionen Englands und Frankreichs. Basierend auf der paläontologischen Methode wurden im 19. Jahrhundert die meisten der heute bekannten geologischen Systeme identifiziert und geologische Karten erstellt. Die Entdeckung einer neuen Methode trug zur raschen Entwicklung der historischen Geologie bei und markierte den Beginn der „stratigraphischen“ Phase in der Entwicklung dieser Wissenschaft. Für 20 Jahre des 19. Jahrhunderts. (:1822-1841), von B.S. Sokolov als „heroische Ära“ in der Entwicklung der Geologie bezeichnet, wurden fast alle Hauptabteilungen der allgemeinen stratigraphischen Skala festgelegt, was es ermöglichte, umfangreiches geologisches Material in chronologischer Reihenfolge zu systematisieren. Diese Errungenschaften waren jedoch durch die Dominanz der Ideen des Katastrophismus, göttlicher Schöpfungsakte, gekennzeichnet, die die Veränderung der Tier- und Pflanzenkomplexe im Vertikalschnitt erklärten.
Der bedeutende französische Wissenschaftler J. Cuvier war nicht nur einer der Begründer der paläontologischen Methode, sondern auch Autor der einst weit verbreiteten Katastrophentheorie. Anhand geologischer Beobachtungen zeigte er, dass einige Organismengruppen im Laufe der geologischen Zeit ausstarben, aber neue an ihre Stelle traten. Seine Anhänger J. Agassiz (1807–1873), A. d’Orbigny (1802–1857), L. Elie de Beaumont (1798–1874) und andere begannen, nicht nur das Aussterben von Organismen, sondern auch viele andere Ereignisse zu erklären die Erdoberfläche durch Katastrophen Ihrer Meinung nach waren alle Veränderungen im Vorkommen von Gesteinen, im Relief, Veränderungen in Landschaften oder Lebensraumbedingungen sowie das Aussterben von Organismen das Ergebnis katastrophaler Phänomene unterschiedlichen Ausmaßes, die sich auf der Erdoberfläche ereigneten Die Katastrophentheorie wurde von den herausragenden Wissenschaftlern des 19. Jahrhunderts, J. Lamarck (1744-1829), Charles Lyell (1797-1875) und Charles Darwin (1809-1882), scharf kritisiert. Der französische Naturforscher J. Lamarck schuf die Lehre von der Evolution der organischen Welt und verkündete sie erstmals als universelles Gesetz der belebten Natur. Der englische Geologe Charles Lyell argumentierte in seinem Werk „Fundamentals of Geology“, dass große Veränderungen auf der Erde nicht auf zerstörerische Katastrophen zurückzuführen seien, aber als Ergebnis langsamer, langfristiger geologischer Prozesse. Kenntnisse über die Geschichte der Erde Charles Lyell schlug vor, mit dem Studium moderner geologischer Prozesse zu beginnen, da er glaubte, dass sie „der Schlüssel zur Kenntnis geologischer Prozesse der Vergangenheit“ seien. Diese Position von Charles Lyell wurde später als „Prinzip des Aktualismus“ bezeichnet.
Ein vernichtender Schlag gegen die Katastrophe war das Erscheinen von Charles Darwins Werk „Über die Entstehung der Arten durch natürliche Auslese“ (1859). Seine Schlussfolgerungen über die Bedeutung der natürlichen Selektion für die Entwicklung der organischen Welt stärkten die Rolle fossiler organischer Überreste als Dokumente der Lebensgeschichte und als Grundlage für die chronologische Aufteilung der Gesteinsschichten. Auch Charles Darwins Vorstellungen über die Unvollständigkeit der geologischen und paläontologischen Aufzeichnungen waren für die Entwicklung der historischen Geologie von großer Bedeutung. Das Erscheinen der Werke von Charles Darwin lieferte große Unterstützung für die Lehren der Evolutionisten, da sie bewiesen, dass die organische Welt durch langsame evolutionäre Veränderungen verändert wird.
Laut V. M. Podobina und G. M. Tatyanin (Evolution.., 1997) wird in der Erdgeschichte unter dem Einfluss überwiegend kosmischer und tektonischer Faktoren eine allmähliche Komplikation der Biota mit periodischen Störungen ihres Gleichgewichts und ihrer gleichmäßigen Entwicklung beobachtet. Seit der Zeit von J. Cuvier haben Forscher immer wieder festgestellt, dass einige Organismen in Ökosystemen in bestimmten Abständen anderen, fortschrittlicheren Formen Platz machten. Die Entwicklung solcher Ideen auf wissenschaftlicher Grundlage wurde jedoch erst im 20. Jahrhundert mit der Anhäufung von Informationen über die organische Welt vergangener geologischer Epochen möglich. Der geochronologische Faktor (geologische Zeit) wird in diesem Fall zu einem der führenden. Die diskontinuierliche Natur der kontinuierlichen Entwicklung von Biota ist ein integraler Bestandteil des globalen Evolutionsprozesses von Organismen und wird, wie Studien vieler Wissenschaftler gezeigt haben, durch die Rotation der Erde zusammen mit dem Sonnensystem um das Zentrum der Galaxie bestimmt , der Durchgang verschiedener Sektoren der galaktischen Umlaufbahn und andere „kosmische“ Gründe, ihre Wechselwirkung mit der inneren Energie der Erde.
Bei komplex organisierten Formen mit sexueller Differenzierung wird eine zyklische Entwicklung beobachtet (Bildung, Entwicklung und Aussterben), und solche Organismen sind bei Naturkatastrophen anfälliger für das Aussterben. Die fortschreitende (Mainstream-)Evolution ist nach Ansicht von V. M. Podobina und G. M. Tatyanin (1997) offenbar neben der natürlichen Selektion nach Charles Darwin auf den Einfluss sogenannter „Katalysatoren“ (aktive Zonen, Risse usw.) zurückzuführen . .d.), was zum beschleunigten Mutationsprozess und der schnellen Entwicklung von Organismen beitrug, die während der Migration in diese Zonen gelangten.
V. M. Podobina und G. M. Tatyanin untersuchen phanerozoische Foraminiferen und berücksichtigen auch die Entwicklung anderer Organismen gemäß veröffentlichten Arbeiten. Sie legen nahe, dass die folgenden Hauptfaktoren die Entwicklung von Biota beeinflussten:
1. Kosmisch (Umlauf der Erde zusammen mit dem Sonnensystem um das Zentrum der Galaxie,
Veränderung der Sonneneinstrahlung, Einschlag von Asteroiden, Meteoriten, Veränderung der Exzentrizität
das Orbitalsystem der Erde, die Rotationsachse der Erde usw.).
2. Tektonik (Orogenese, Rifting, Bildung von Tiefseegräben, Senkung,
Hebungen usw.).
3. Geochronologisch (geologische Zeit).
Die folgenden zwei Faktoren hängen mit den ersten beiden Faktoren zusammen:
4. Paläogeographisch (Umordnung des Ökosystems: abiotische und biotische Veränderungen
nia, die Beziehung der Organismen).
5. Temperatur (klimatische und vertikale Zoneneinteilung: Temperaturabnahme in Richtung
Pole und mit der Tiefe ist an bestimmten Stellen ein endogener Temperaturanstieg verbunden
Prozesse).
6. Migrationsfaktor (von großer Bedeutung im Mesozoikum und insbesondere im Känozoikum).
Im geologischen Zeitalter war der Einfluss dieser Faktoren auf die Evolution der Organismen unterschiedlich. Wie bereits erwähnt, herrschte in der ersten und den folgenden Stadien der Biota-Entwicklung die Wirkung des ersten und infolgedessen auch des zweiten Faktors vor, dann begann der Einfluss geochronologischer und anderer Faktoren. Der sechste Faktor machte sich besonders deutlich beim Auftreten aktiv oder passiv bewegender nektonischer, planktonischer und einiger benthischer Organismen als Folge der Entstehung vielfältigerer klimatischer und anderer Umgebungen, was zu einer beschleunigten Evolution bestimmter Gruppen dieser Organismen führte.
Die Evolutionsrate der Vertreter der Biota blieb daher nicht konstant. Basierend auf der Untersuchung einiger Ordnungen von Foraminiferen wurden drei Hauptgruppen entsprechend der Evolutionsrate identifiziert, die unter anderen organischen Formen verfolgt werden können:
1) beschleunigte Evolution (Plankton, Nekton und teilweise mobiles Benthos); 2) mäßige Entwicklung (mobiles Benthos); 3) langsame Evolution (sich langsam bewegendes und sitzendes Benthos). Innerhalb jeder Gruppe lassen sich wiederum anhand der Evolutionsrate untergeordnete Untergruppen unterscheiden, die sich in bestimmten Merkmalen unterscheiden.
Eines der katastrophalen Aussterben von Organismen an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen betraf bekanntlich die am stärksten spezialisierten Formen, die sich größtenteils im dritten Entwicklungsstadium (Aussterben) befanden. Dabei handelt es sich vor allem um Globotruncane (Foraminiferen), Ammoniten, Belemniten, Dinosaurier usw. Aufgrund der Evolutionsgeschwindigkeit gehören sie zur ersten Gruppe. Die meisten Organismen der zweiten und vor allem der dritten Gruppe haben diesen Meilenstein ohne merkliche Veränderungen überstanden.
Gleichzeitig mit der Entwicklung der historischen Geologie am Ende des 18. Jahrhunderts. Es gab eine Idee über die Existenz einer vielfältigeren geologischen Wissenschaft, die man „Geognosie“ nannte. Inhaltlich entsprach die Geognosie den Geowissenschaften, da sie den Zustand aller bekannten Erdhüllen untersuchte. Wie G.P. Leonov (1980) feststellte, zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Es wurden zwei deutlich unterschiedliche Richtungen bei der Erforschung der Erde bestimmt: die geologische und die geognostische. Die geologische Richtung konzentrierte ihr Augenmerk auf die Erforschung der oberen Sedimentschicht der Erdkruste und betrachtete deren Struktur und Entwicklung hauptsächlich aus historischer Sicht; geognostisch - mit seiner Forschung deckte es den gesamten Planeten ab und umfasste nicht nur die Erdkruste, sondern auch alle anderen Erdschalen in den Untersuchungsobjekten. Dies wiederum zwang Geologen dazu, die Erde nicht nur aus einer historischen Perspektive zu betrachten, sondern ihre Aufmerksamkeit auch auf die Bestimmung der Zusammensetzung der Geosphären sowie auf die Entstehung und Entwicklung geologischer Prozesse zu richten. Daher trat die historische Forschungsrichtung im Laufe der Zeit allmählich in den Hintergrund.
Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts. Dazu gehören die ersten Versuche, die physikalischen und geografischen Bedingungen einzelner geologischer Epochen sowohl für große Landflächen (G.A. Trautschold, J. Dana, V.O. Kovalevsky) als auch für den gesamten Globus (J. Marcoux) zu rekonstruieren. Diese Werke markierten den „pa-
leogeographisches" Stadium in der Entwicklung der historischen Geologie. Von großer Bedeutung für die Entstehung der Paläogeographie war die Einführung des Konzepts der Fazies durch A. Gressley (1814-1865) im Jahr 1838, dessen Kern darin besteht, dass gleichaltrige Gesteine es können haben unterschiedliche Zusammensetzungen, Strukturen. » Form und Textur, die die Bedingungen ihrer Entstehung widerspiegeln.
Im Jahr 1859 entstand in Nordamerika (J. Hall) die Idee der Geosynklinale, und Ende des 19. Jahrhunderts enthüllte der herausragende russische Geologe A.P. Karpinsky in seinen Werken die Muster der geologischen Entwicklung des europäischen Teils Russlands , legte den Grundstein für die Plattformlehre. Die Idee von Geosynklinalen und Plattformen als wichtigsten Elementen der Struktur der Erdkruste nahm in der Arbeit des französischen Wissenschaftlers E. Hauge „Geosynklinen“ in Form einer zusammenhängenden Theorie Gestalt an und Kontinentalgebiete“ (1900) und wurde zur wichtigsten Verallgemeinerung der geologischen Geschichte der Erdkruste.
Die weite Verbreitung und Entwicklung dieser Ideen verdankt die russische Geologie A.A. Borisyak, der nach E. Og begann, die historische Geologie als die Geschichte der Entwicklung von Geosynklinalen und Plattformen zu betrachten. Die Ideen von A.A. Borisyak liegen vielen Bereichen der modernen historischen Geologie zugrunde. In den 20er Jahren legte A.A. Borisyaks Schüler D.V. Nalivkin den Grundstein für die Fazieslehre; Etwas später nahm in den Werken von R. F. Hecker, B. P. Markovsky und anderen Forschern eine „paläoökologische“ Richtung in der Untersuchung der Beziehungen zwischen Organismen und der Umwelt in der Vergangenheit Gestalt an.
Bald nach der Arbeit von E. Og formulierte der deutsche Geophysiker A. Wegener in seiner vollständigsten Form die Hypothese der Kontinentalverschiebung (die Hypothese des Mobilismus). Nach einer Zeit des Vergessens, beginnend in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts, wurde diese Idee auf einer neuen faktischen Grundlage als Hypothese des Neomobilismus (neue globale Tektonik oder lithosphärische Plattentektonik) wiederbelebt. A. Holmes, G. Hess, R. Dietz, F. Wayne, D. Matthews, D. Wilson, Z. Le Pi+shon und viele andere Forscher haben einen großen Beitrag zur Entwicklung dieses Konzepts geleistet.
Die 20-40er Jahre waren eine Zeit der weit verbreiteten Entwicklung der regionalen geologischen Forschung, auf deren Grundlage große allgemeine Berichte über das Territorium Europas (S. N. Bubnov), Sibiriens (V. A. Obruchev) und der UdSSR (A. D. Arkhangelsky) erstellt wurden. Die Umsetzung dieser Arbeiten wurde durch die Ideen des herausragenden deutschen Tektonisten G. Stille zu Faltphasen erleichtert. Basierend auf einer Verallgemeinerung des enormen Faktenmaterials zu Stratigraphie, Paläogeographie, Magmatismus und Tektonik werden die Hauptmuster der geologischen Entwicklung der Erde in den Werken ausländischer (L. Kober, G. Stille) und einheimischer (A.D. Arkhangelsky, D. V. Nalivkishch N. M. Strakhov, N. S. Shatsky und andere) Wissenschaftler.
Wenn das Ende des 19. - 60. Jahrhunderts des 20. Jahrhunderts. kann als „tektonisches“ Stadium in der Entwicklung der historischen Geologie identifiziert werden, dann ist das moderne Stadium durch die Synthese verfeinerter Daten über die Geologie der Kontinente und die Analyse des ständig wachsenden Informationsflusses über die Geologie der Kontinente gekennzeichnet Arbeiten Sie daran, ein vollständiges Bild der geologischen Geschichte der Erde zu erstellen, die Muster dieser Geschichte zu identifizieren und ihren kausalen Zusammenhang zu erklären. Dabei setzt die Wissenschaft nicht nur auf alte, sich ständig verbessernde Forschungsmethoden, sondern auch auf neue Methoden: absolute Geochronologie, geochemische, geophysikalische, paläomagnetische, Tief- und Ultratiefbohrungen.
Zusammen mit der wissenschaftlichen Forschung bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Führende Professoren begannen, Kurse in historischer Geologie an Hochschulen zu unterrichten – zunächst in St. Petersburg, dann in anderen Städten Russlands.
In der ersten Unterrichtsphase wurden übersetzte Lehrbücher verwendet, beispielsweise M. Neymayrs zweibändige „Geschichte der Erde“ (1897-1898), herausgegeben von A.A. Inostrantsev. Später erschienen Lehrbücher russischer Wissenschaftler. An der kaiserlichen Universität St. Petersburg hielt Professor A.A. Inostrantsev (1903, Band II) erstmals eine Vorlesung über historische Geologie. Neben der Beschreibung geologischer Abschnitte anderer Länder der Welt hat A.A. Ausländer
Die geologischen Eigenschaften einzelner Regionen Russlands werden angegeben. Besonders detailliert informiert er über das Quartärsystem, dessen Erforschung bis dahin kaum Beachtung fand.
1910-1911 Am St. Petersburger Bergbauinstitut hielt F. N. Chernyshev eine Vorlesung über historische Geologie, die seine langjährige Forschung zu einzelnen Regionen Russlands berücksichtigte.
Wie bereits angedeutet, liegen die Ideen von A.A. Borisyak den paläogeografischen Rekonstruktionen und der damit verbundenen konsequenten Veränderung der physiografischen Rahmenbedingungen zugrunde. In der Folge trug auch die von D. V. Nalivkin entwickelte Fazieslehre zur Entwicklung der historischen geologischen Forschung und zur Bereicherung des Universitätsstudiums in historischer Geologie bei. Darüber hinaus führte D. V. Nalivkin 1932 Informationen über Magmatismus und Mineralien in den Kurs der historischen Geologie ein. In den 40er Jahren hielt B. S. Sokolov diese Vorlesungsreihe an der Staatlichen Universität Leningrad und ergänzte die Merkmale der Epochen durch die paläogeografischen Merkmale der Kontinente. Gleichzeitig erschienen Lehrbücher zur historischen Geologie von G. F. Mirchinok, A. N. Mazarovich, M. K. Korovin und anderen. Die zweibändige Ausgabe „Grundlagen der historischen Geologie“ von N. M. Strakhov (1948) war zu diesem Zeitpunkt etwa dreißig Jahre lang das Hauptlehrbuch Rate und seine paläogeographischen Schemata haben bis heute nicht an Bedeutung verloren.
„Grundlagen der Erdgeschichte oder eine Einführung in die historische Geologie“ des amerikanischen Forschers W. Stokes (W. Stokes, 1960) gibt eine Vorstellung von der einheitlichen Geschichte der Erdkruste und ihrer organischen Welt auf der Grundlage der Integration lokaler Ereignisse in Raum und Zeit.
Eines der grundlegendsten ist das Lehrbuch von G. P. Leonov (1980), in dem die historische Geologie als ein Wissenschaftszweig betrachtet wird, der die Entwicklungsmuster der Erdkruste und der Erde als Ganzes beleuchtet.
Ein wichtiges Ereignis in der Forschung in der historischen Geologie war die Internationale wissenschaftliche und methodische Konferenz, die von der Abteilung für historische und dynamische Geologie (Abteilungsleiter, Professor A.Kh. Kagarmanov) am St. Petersburger Bergbauinstitut (Technische Universität) organisiert wurde ( 20.-21. April 1999) und dem 110. Geburtstag des herausragenden Wissenschaftlers und Akademikers D. V. Nalivkin gewidmet. Diese Konferenz trug zur Entwicklung des Konzepts dieses Lehrbuchs bei, bot Gelegenheit, das gesammelte neue theoretische Material zu überdenken und seinen Demonstrationsteil erheblich zu verbessern.
In den letzten Jahren waren die Hauptkurse in historischer Geologie Lehrbücher, herausgegeben von Professor A.Kh. Kagarmanov (1985), Professor G.I. Nemkov (1986) und Akademiker V.E. Khain (1997).
Aussichten für die Entwicklung der historischen Geologie sind mit der Schaffung einer kohärenten Theorie der Entwicklung der Erdkruste verbunden, die alle neuesten Informationen der Geophysik, Geochemie, Petrologie, Paläontologie und anderer Wissenschaften zusammenfasst. Es ist notwendig, den Zusammenhang zwischen vertikalen und horizontalen Bewegungen der Erdkruste richtig wiederzugeben. Die Grundlage für diese Verallgemeinerungen ist möglicherweise nicht mehr der Mobilismus, der die angesammelten Fakten, die ihm widersprechen, nicht erklären kann, sondern beispielsweise ein Pulsationskonzept, das auf den Ideen der Zyklizität und Richtungsabhängigkeit geologischer Prozesse basiert und derzeit vom Akademiemitglied E. E. Milanovsky entwickelt wird und andere Forscher.
Eine der wichtigsten Aufgaben der historischen Geologie – die Identifizierung der Verteilungsmuster von Mineralien – wird durch die Polygenität und den polychronen Charakter der Mineralisierung erschwert. Von großem Interesse sind die aktuellen Daten zur Plume-Tektonik (Superplumes etc.) und die eröffneten Perspektiven, das Konzept der Erzbildung, Öl- und Gasbildung auf eine neue Grundlage zu stellen.
Die Suche nach neuen Spuren von Leben im Präkambrium und Oberproterozoikum kann interessante Ergebnisse liefern und unser Verständnis der frühesten Stadien der Entwicklung der Biosphäre und der Erdkruste ergänzen.
GRUNDLEGENDE KONZEPTE UND METHODEN DER HISTORISCHEN GEOLOGIE
Um die gestellten Probleme erfolgreich zu lösen, muss die historische Geologie über eine Reihe von verfügen Methoden. Basierend auf der komplexen, synthetischen Natur der historischen Geologie nutzt sie die Methoden aller in der Einleitung aufgeführten geologischen Wissenschaften sowie die Methoden der Biologie, Physik, Chemie, Astronomie, Mathematik, Informatik usw.
Betrachten wir die Methoden der historischen Geologie.
Kapitel 1. Historische Geologie – als Wissenschaft
Fossiles Geosynklinal des präkambrischen Paläozoikums
Die historische Geologie umfasst mehrere Abschnitte. Stratigraphie ist die Untersuchung der Zusammensetzung, des Ortes und des Zeitpunkts der Entstehung von Gesteinsschichten und ihrer Korrelation. Die Paläogeographie untersucht Klima, Topographie, die Entwicklung alter Meere, Flüsse, Seen usw. in vergangenen geologischen Epochen. Die Geotektonik befasst sich mit der Bestimmung von Zeit, Art und Ausmaß tektonischer Bewegungen. Die Petrologie rekonstruiert den Zeitpunkt und die Bedingungen für die Entstehung magmatischer Gesteine. Somit ist die historische Geologie eng mit fast allen Bereichen des geologischen Wissens verbunden.
Eines der wichtigsten Probleme der Geologie ist die Bestimmung des geologischen Zeitpunkts der Bildung von Sedimentgesteinen. Die Entstehung geologischer Gesteine im Phanerozoikum ging mit einer zunehmenden biologischen Aktivität einher, weshalb der Paläobiologie in der geologischen Forschung eine große Bedeutung zukommt. Für Geologen ist ein wichtiger Punkt, dass evolutionäre Veränderungen in Organismen und die Entstehung neuer Arten innerhalb eines bestimmten Zeitraums der geologischen Zeit stattfinden. Das Prinzip der endgültigen Sukzession geht davon aus, dass dieselben Organismen gleichzeitig im Ozean vorkommen. Daraus folgt, dass ein Geologe, nachdem er eine Reihe fossiler Überreste in einem Gestein bestimmt hat, Gesteine finden kann, die zur gleichen Zeit entstanden sind.
Die Grenzen evolutionärer Transformationen sind die Grenzen der geologischen Zeit der Bildung von Sedimenthorizonten. Je schneller oder kürzer dieses Intervall ist, desto größer ist die Möglichkeit einer detaillierteren stratigraphischen Aufteilung der Schichten. Damit ist das Problem der Altersbestimmung von Sedimentschichten gelöst. Eine weitere wichtige Aufgabe besteht darin, die Lebensbedingungen zu bestimmen. Daher ist es so wichtig, die Veränderungen zu bestimmen, die der Lebensraum den Organismen auferlegt, und zu wissen, dass wir die Bedingungen für die Niederschlagsbildung bestimmen können.
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Erschließung der Bergbaulagerstätte Lebedinskoje
Das Lebedinskoje-Feld ist auf den zentralen Teil des nordöstlichen Streifens der magnetischen Kursk-Anomalie beschränkt und verläuft im südlichen Teil des Zentralrussischen Hochlandes entlang der Wasserscheide der Flüsse Dnjepr (im Westen) und Don (im Osten). .
Die historische Geologie ist eine komplexe Wissenschaft, die die Entwicklung des Planeten und der Erdkruste sowie die Abfolge geologischer Ereignisse untersucht.
Die Forschung in den Disziplinen des geologischen Kreislaufs erfolgt im historischen Kontext. Jede der Wissenschaften untersucht die Entwicklung und Abfolge der untersuchten Objekte und Phänomene. Darüber hinaus gibt es in der Geologie eine Reihe von Disziplinen, die sich mit dem Studium der allgemeinen Erdgeschichte befassen. Dazu gehört die historische Geologie.
Geschichte
Das Wissen über die geologische Geschichte der Erde wurde seit der Antike innerhalb einer einzigen geologischen Richtung gesammelt. Die Voraussetzungen für die Entstehung der historischen Geologie entstanden jedoch erst im 19. Jahrhundert, als J. Cuvier, W. Smith und A. Brongniard Rückschlüsse auf die Abfolge von Horizontveränderungen mit organischen Überresten erlangten. Dies diente als Grundlage für paläontologische Methode, einer der wichtigsten in dieser Disziplin.
Ihre Entstehung als eigenständige Wissenschaft erfolgte im 19. Jahrhundert. und umfasste zwei Stufen, die sich auf der Grundlage der verwendeten theoretischen Prinzipien unterschieden. So wurde die Entwicklung dieser Disziplin in der ersten Hälfte des Jahrhunderts von der Katastrophentheorie von A. d'Orbigny und J. Cuvier beeinflusst und in der zweiten Hälfte durch die Ideen der evolutionären Entwicklung von Charles ersetzt Darwin, J. Lamarck und Charles Lyell.
Darüber hinaus dauerte dieser Prozess entsprechend der in der Entwicklung der historischen Geologie vorherrschenden Reihenfolge der Bildung verwandter Disziplinen bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts. sind in drei Stufen unterteilt: stratigraphisch, paläogeographisch, tektonisch. Zu Beginn des Jahrhunderts entstand die Stratigraphie: Sie schufen die Struktur der stratigraphischen Skala, entwickelten eine Skala für Europa und systematisierten das geologische Material chronologisch. In der Mitte des Jahrhunderts begann die Entstehung der Paläogeographie dank der Rekonstruktion der physiographischen Bedingungen durch J. Dan und V.O. Kovalevsky und die Einführung des Konzepts der „Fazies“ durch A. Gressley. Wenig später entstand die Lehre von den Geosynklinalen und gegen Ende des Jahrhunderts die Lehre von den Plattformen, die die Grundlage der Tektonik bilden. Dann begann die moderne Bühne.
Die historische Geologie selbst nahm in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts Gestalt an. Gleichzeitig wurden die Hauptrichtungen der Forschung formuliert.
Die historische Geologie hat wesentlich zur Entwicklung des geologischen Wissens beigetragen. So wurden im Rahmen dieser Wissenschaft die Entwicklungsgesetze geologischer Prozesse (Bildung von Kontinenten, Entstehung und Transformation von Plattformen und Geosynklinalen, Veränderungen in der Natur des Magmatismus usw.) sowie die allgemeine Richtung der Die Entwicklung des Planeten und der Erdkruste wurde vorhergesagt.
Moderne Wissenschaft
Nun umfasst die historische Geologie zwei Richtungen:
- Studium der Erdgeschichte im Kontext von Tektonik, Paläogeographie, Stratigraphie
- Erstellung eines historischen und geologischen Gesamtbildes mit Feststellung von Mustern und deren Beziehungen.
Somit umfasst diese Wissenschaft Geochronologie, Paläotektonik, Paläogeographie, Stratigraphie.
Derzeit umfasst das Studienfach Historische Geologie mehrere Fächer. Dazu gehören das Alter der Gesteine (chronologische Abfolge ihrer Entstehung und Lage im Abschnitt sowie organische Überreste, die Entwicklungsgeschichte von Organismen), physikalische und geografische Bedingungen (Lage von Land und Ozean, Klima, Relief in verschiedenen Perioden der Erdgeschichte), tektonischer Aufbau und Magmatismus (Entwicklung der Erdkruste, Bildung und Entwicklung von Versetzungen: Hebungen, Falten, Täler, Verwerfungen usw.), die Beziehung geologischer Prozesse, die natürliche Verbindung von Ablagerungen mit magmatischen Körpern, geologische Komplexe und Strukturen.
Das Hauptziel der historischen Geologie besteht daher darin, den Ablauf geologischer Prozesse im Inneren und an der Oberfläche des Planeten zu rekonstruieren.
Zusammen mit anderen geologischen Disziplinen bildet die Historische Geologie die Grundlage der Allgemeinen Geologie, die sich mit den Gesetzmäßigkeiten der Entwicklung der Erde befasst. Darüber hinaus hat diese Wissenschaft eine angewandte Bedeutung, die in der Nutzung ihrer Daten besteht, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Suche und Erkundung von Mineralien zu schaffen, indem die Bedingungen ihrer Entstehung und die Gesetze der Lage von Lagerstätten geklärt werden.
Diese Disziplin ist mit allen geologischen Wissenschaften verbunden, da die Betrachtung der Studienfächer in diesem Bereich in einem historischen Kontext erfolgt. Darüber hinaus nutzt die historische Geologie Daten, Schlussfolgerungen und Methoden aus vielen davon: Stratigraphie, Lithologie, Paläontologie, Petrologie, Tektonik, Geochemie, regionale Geologie, Paläogeographie, Geophysik. Die historische Geologie steht anderen historischen und geologischen Disziplinen wie der Stratigraphie und der Paläontologie am nächsten. Darüber hinaus wird der erste von ihnen manchmal als Zweig der historischen Geologie angesehen. Die Stratigraphie, einschließlich der Biostratigraphie, bildet die Grundlage der betrachteten Wissenschaft, indem sie die Abfolge der Gesteinsbildung festlegt und ein geochronologisches System entwickelt, das eine Interaktion mit der Geochronologie ermöglicht. Durch die Biostratigraphie wird eine Verbindung zwischen historischer Geologie und Paläontologie hergestellt. Die Wiederherstellung physikalischer und geografischer Bedingungen auf der Grundlage der gewonnenen Daten bezieht sich auf die Paläogeographie. In den Bereich der Tektonik fällt die Untersuchung der Entwicklung der Erdkruste und der darin ablaufenden Prozesse. Das Studium der Geschichte der Prozesse Magmatismus, Metamorphose und Vulkanismus verbindet historische Geologie mit Petrographie.
Thema, Aufgaben, Methoden
Gegenstand der historischen Geologie sind Gesteine und organische Überreste, anhand derer der Ablauf geologischer Prozesse bestimmt wird.
Zu den Zielen dieser Wissenschaft gehören die Rekonstruktion und Systematisierung der Entwicklungsstadien der Erdkruste und der Biosphäre sowie die Aufklärung der Gesetzmäßigkeiten und Triebkräfte dieser Prozesse. Dabei geht es darum, das Alter von Gesteinen zu berechnen, tektonische Strukturen und Bewegungen, Vulkanismus, Metamorphose, Plutonismus sowie physikalische und geografische Bedingungen der Vergangenheit nachzubilden.
Die Stratigraphie dient der Bestimmung der Dauer und Abfolge geologischer Prozesse. Die Rekonstruktion von Fazies erfolgt vor allem durch die Untersuchung von Gesteinen und organischen Überresten im Rahmen der Petrologie und Paläontologie. Die Tektonik befasst sich mit der Aufklärung der Abfolge tektonischer Bewegungen unter Verwendung von Diskordanzen, Sedimentationsbrüchen, Disjunktiven und plikativen Deformationen. Zur Ermittlung der Gesetzmäßigkeiten des Aufbaus und der Entwicklung der Erdkruste werden Daten aus der Geotektonik, der Geophysik und der regionalen Geologie herangezogen.
Die historische Geologie wendet, wie oben erwähnt, die Methoden anderer geologischer Disziplinen an:
- Biostratigraphie(evolutionäre, Leitfossilien, paläoökologische, quantitative Korrelationsmethoden),
- Geologisch(lithologisch, mineralogisch-petrographisch, strukturell, ökostratigraphisch, rhythmostratigraphisch, klimatostratigraphisch),
- Geophysikalisch(magnetostratigraphisch, seismostratigraphisch),
- Absolute Geochronologie(Uran-Thorium-Blei, Blei, Rubidium-Strontium, Kalium-Argon, Samarium-Neodym, Radiokohlenstoff, Spaltspuren),
- Historisch-geologisch(Fazies, Formationsanalysen).
Zusätzlich zu den oben genannten angewandten Methoden verwendet diese Wissenschaft allgemeine theoretische Methoden wie dialektische und aktualistische.
Bildung und Arbeit
Die historische Geologie wird im Rahmen der geologischen Fachgebiete studiert, da sie die Grundlage dieses Wissensgebiets bildet. Es ist selten als eigenständige Spezialität anzutreffen.
Der Arbeitsbereich wird durch die Schwerpunktsetzung des Fachgebiets und die Wahl des Absolventen bestimmt, da viele geologische Fachgebiete eine Tätigkeit in mehreren Berufen ermöglichen. Meist sind solche Fachkräfte in der Produktion sowie im wissenschaftlichen und pädagogischen Bereich tätig. Die speziell auf historische Geologie spezialisierten Personen sind hauptsächlich in der Wissenschaft und Bildung tätig.
Abschluss
Die historische Geologie ist eine der Hauptdisziplinen des geologischen Zyklus. Durch die Nutzung ihrer Daten und Methoden sowie die Bildung einer historischen und geologischen Grundlage für ihre Forschung ist sie mit anderen Wissenschaften vernetzt. Darüber hinaus dient es der Lagerstättensuche. Obwohl es keinen solchen Beruf gibt, werden Kenntnisse auf diesem Gebiet in allen Bereichen der Geologie genutzt.
Die ältesten Gesteine, die auf der Oberfläche von Kontinenten freigelegt wurden, entstanden im Archaikum. Die Erkennung dieser Gesteine ist schwierig, da ihre Aufschlüsse verstreut sind und in den meisten Fällen von dicken Schichten jüngerer Gesteine bedeckt sind. Dort, wo diese Gesteine freiliegen, sind sie so stark verändert, dass ihr ursprünglicher Charakter oft nicht wiederhergestellt werden kann. Während zahlreicher langer Phasen der Entblößung wurden dicke Schichten dieser Gesteine zerstört, und die, die überlebt haben, enthalten nur sehr wenige fossile Organismen, sodass ihre Zuordnung schwierig oder sogar unmöglich ist. Es ist interessant festzustellen, dass es sich bei den ältesten bekannten archäischen Gesteinen wahrscheinlich um stark metamorphisierte Sedimentgesteine handelt und dass die von ihnen überlagerten älteren Gesteine durch zahlreiche magmatische Einbrüche geschmolzen und zerstört wurden. Daher wurden bisher keine Spuren der primären Erdkruste entdeckt.
In Nordamerika gibt es zwei große Gebiete mit Aufschlüssen archaischer Gesteine. Der erste davon, der Canadian Shield, liegt in Zentralkanada auf beiden Seiten der Hudson Bay. Obwohl die archäischen Gesteine an manchen Stellen von jüngeren überlagert werden, bilden sie im größten Teil des Territoriums des Kanadischen Schildes die Oberfläche. Die ältesten in dieser Gegend bekannten Gesteine sind Marmor, Schiefer und kristalliner Schiefer, durchsetzt mit Lava. Zunächst wurden hier Kalkstein und Schiefer abgelagert, die später durch Laven versiegelt wurden. Dann waren diese Felsen starken tektonischen Bewegungen ausgesetzt, die von großen Graniteinbrüchen begleitet wurden. Letztlich durchliefen die Sedimentgesteine eine schwere Metamorphose. Nach einer langen Zeit der Entblößung wurden diese stark metamorphisierten Gesteine stellenweise an die Oberfläche gebracht, der allgemeine Hintergrund sind jedoch Granite.
Auch in den Rocky Mountains findet man Aufschlüsse von archäischen Gesteinen, wo sie die Kämme vieler Bergrücken und einzelner Gipfel bilden, beispielsweise des Pikes Peak. Dort wurden jüngere Gesteine durch Entblößung zerstört.
In Europa sind archaische Gesteine im Baltischen Schild in Norwegen, Schweden, Finnland und Russland freigelegt. Sie werden durch Granite und stark metamorphisierte Sedimentgesteine repräsentiert. Ähnliche Aufschlüsse archäischer Gesteine finden sich im Süden und Südosten Sibiriens, Chinas, Westaustraliens, Afrikas und im Nordosten Südamerikas. Die ältesten Spuren der lebenswichtigen Aktivität von Bakterien und Kolonien einzelliger Blaualgen Collenia wurden in archaischen Gesteinen im südlichen Afrika (Simbabwe) und in der Provinz Ontario (Kanada) entdeckt.
Proterozoikum.
Zu Beginn des Proterozoikums wurde das Land nach einer langen Zeit der Entblößung weitgehend zerstört, bestimmte Teile der Kontinente wurden überschwemmt und von flachen Meeren überschwemmt, und einige tief liegende Becken begannen sich mit kontinentalen Sedimenten zu füllen. In Nordamerika findet man die bedeutendsten Vorkommen proterozoischer Gesteine in vier Gebieten. Die erste davon beschränkt sich auf den südlichen Teil des Kanadischen Schildes, wo rund um den See dicke Schiefer- und Sandsteinschichten des betreffenden Alters freigelegt sind. Oberhalb und nordöstlich des Sees. Huron. Diese Gesteine sind sowohl marinen als auch kontinentalen Ursprungs. Ihre Verbreitung weist darauf hin, dass sich die Lage der Flachmeere im Laufe des Proterozoikums erheblich veränderte. An vielen Stellen sind marine und kontinentale Sedimente mit mächtigen Lavaschichten durchsetzt. Am Ende der Sedimentation kam es zu tektonischen Bewegungen der Erdkruste, es kam zu einer Faltung der Gesteine des Proterozoikums und es bildeten sich große Gebirgssysteme. In den Ausläufern östlich der Appalachen gibt es zahlreiche Aufschlüsse proterozoischer Gesteine. Sie wurden ursprünglich als Schichten aus Kalkstein und Schiefer abgelagert und verwandelten sich dann während der Orogenese (Gebirgsbildung) in Marmor, Schiefer und kristallinen Schiefer. In der Grand Canyon-Region liegt eine dicke Abfolge von Sandsteinen, Schiefern und Kalksteinen aus dem Proterozoikum diskordant über archäischen Gesteinen. In den nördlichen Rocky Mountains befindet sich eine Abfolge proterozoischer Kalksteine mit einer Mächtigkeit von ca. 4600 m. Obwohl die proterozoischen Formationen in diesen Gebieten von tektonischen Bewegungen betroffen waren und durch Verwerfungen gefaltet und gebrochen wurden, waren diese Bewegungen nicht intensiv genug und konnten nicht zu einer Metamorphose der Gesteine führen. Daher blieben dort die ursprünglichen Sedimenttexturen erhalten.
In Europa gibt es im Baltischen Schild bedeutende Aufschlüsse proterozoischer Gesteine. Sie werden durch stark metamorphisierte Marmore und Schiefer dargestellt. Im Nordwesten Schottlands liegt eine dicke Abfolge proterozoischer Sandsteine über archäischen Graniten und kristallinen Schiefern. Umfangreiche Aufschlüsse proterozoischer Gesteine kommen in Westchina, Zentralaustralien, Südafrika und Zentralsüdamerika vor. In Australien werden diese Gesteine durch eine dicke Abfolge von unverwandelten Sandsteinen und Schiefern repräsentiert, und in Ostbrasilien und Südvenezuela durch stark verwandelte Schiefer- und kristalline Schiefergesteine.
Fossile Blaualgen Collenia sind auf allen Kontinenten in unverwandelten Kalksteinen des Proterozoikums weit verbreitet, wo auch einige Fragmente von Schalen primitiver Mollusken gefunden wurden. Allerdings sind Überreste von Tieren sehr selten, was darauf hindeutet, dass die meisten Organismen eine primitive Struktur hatten und noch keine harten Schalen hatten, die im fossilen Zustand erhalten sind. Obwohl Spuren von Eiszeiten für die frühen Stadien der Erdgeschichte verzeichnet sind, ist eine ausgedehnte Vereisung, die eine fast globale Verbreitung hatte, erst ganz am Ende des Proterozoikums zu beobachten.
Paläozoikum.
Nachdem das Land am Ende des Proterozoikums eine lange Zeit der Entblößung erlebt hatte, kam es in einigen seiner Gebiete zu Bodensenkungen und wurde von flachen Meeren überschwemmt. Infolge der Entblößung erhöhter Gebiete wurde Sedimentmaterial durch Wasserströme in Geosynklinale transportiert, wo sich über 12 km dicke Schichten paläozoischer Sedimentgesteine ansammelten. In Nordamerika bildeten sich zu Beginn des Paläozoikums zwei große Geosynklinalen. Einer von ihnen, Appalachen genannt, erstreckt sich vom Nordatlantik über den Südosten Kanadas und weiter südlich bis zum Golf von Mexiko entlang der Achse der heutigen Appalachen. Eine weitere Geosynklinale verband den Arktischen Ozean mit dem Pazifischen Ozean und verlief etwas östlich von Alaska nach Süden durch Ost-British Columbia und West-Alberta, dann durch Ost-Nevada, West-Utah und Südkalifornien. Dadurch wurde Nordamerika in drei Teile geteilt. In bestimmten Perioden des Paläozoikums wurden seine zentralen Regionen teilweise überschwemmt und beide Geosynklinale waren durch flache Meere verbunden. In anderen Zeiträumen kam es infolge isostatischer Landhebungen oder Schwankungen des Meeresspiegels zu Meeresrückgängen, und dann wurde terrigenes Material, das aus angrenzenden Hochgebieten weggeschwemmt wurde, in Geosynklinalen abgelagert.
Im Paläozoikum herrschten ähnliche Bedingungen auf anderen Kontinenten. In Europa überschwemmten riesige Meere regelmäßig die Britischen Inseln, die Gebiete Norwegens, Deutschlands, Frankreichs, Belgiens und Spaniens sowie ein weites Gebiet der osteuropäischen Tiefebene von der Ostsee bis zum Ural. Große Aufschlüsse paläozoischer Gesteine finden sich auch in Sibirien, China und Nordindien. Sie sind in den meisten Gebieten Ostaustraliens, Nordafrikas sowie Nord- und Mittelsüdamerikas heimisch.
Das Paläozoikum ist in sechs Perioden unterschiedlicher Dauer unterteilt, die sich mit kurzfristigen Phasen isostatischer Hebungen oder mariner Regressionen abwechseln, in denen innerhalb der Kontinente keine Sedimentation stattfand.
Kambrische Periode
- die früheste Periode des Paläozoikums, benannt nach dem lateinischen Namen für Wales (Cumbria), wo Gesteine dieses Zeitalters erstmals untersucht wurden. In Nordamerika wurden im Kambrium beide Geosynklinale überflutet, und in der zweiten Hälfte des Kambriums befand sich der zentrale Teil des Kontinents so tief, dass beide Tröge durch ein flaches Meer und Schichten aus Sandsteinen, Schiefern und Kalksteinen verbunden waren dort angesammelt. In Europa und Asien kam es zu einem großen Übergriff auf die Meere. Diese Teile der Welt wurden größtenteils überschwemmt. Ausnahmen bildeten drei große isolierte Landmassen (der Baltische Schild, die Arabische Halbinsel und Südindien) sowie eine Reihe kleiner isolierter Landmassen in Südeuropa und Südasien. Kleinere Meeresübergriffe kam es in Australien und Zentralsüdamerika. Das Kambrium war durch eher ruhige tektonische Bedingungen gekennzeichnet.
In den Ablagerungen dieser Zeit wurden die ersten zahlreichen Fossilien aufbewahrt, die auf die Entwicklung des Lebens auf der Erde hinweisen. Obwohl keine Landpflanzen oder -tiere erfasst wurden, waren die flachen epikontinentalen Meere und untergetauchten Geosynklinalen reich an zahlreichen wirbellosen Tieren und Wasserpflanzen. Die ungewöhnlichsten und interessantesten Tiere dieser Zeit waren Trilobiten (Abb. 11), eine Klasse ausgestorbener primitiver Arthropoden, die in den kambrischen Meeren weit verbreitet waren. Ihre Kalk-Chitin-Schalen wurden in Gesteinen dieser Zeit auf allen Kontinenten gefunden. Darüber hinaus gab es viele Arten von Brachiopoden (Brachiopoden), Weichtieren und anderen Wirbellosen. Somit kamen alle wichtigen Formen wirbelloser Organismen (mit Ausnahme von Korallen, Bryozoen und Pelecypoden) in den Meeren des Kambriums vor.
Am Ende des Kambriums kam es zu einer Hebung des größten Teils des Landes und es kam zu einer kurzfristigen Meeresregression.
Ordovizium
- die zweite Periode des Paläozoikums (benannt nach dem keltischen ordovizischen Stamm, der das Gebiet von Wales bewohnte). In dieser Zeit kam es erneut zu Bodensenkungen auf den Kontinenten, wodurch sich Geosynklinale und Tiefbecken in Flachmeere verwandelten. Am Ende des Ordoviziums ca. 70 % Nordamerikas wurden vom Meer überschwemmt, in dem sich dicke Schichten aus Kalkstein und Schiefer ablagerten. Das Meer bedeckte auch weite Teile Europas und Asiens, teilweise Australien und die zentralen Regionen Südamerikas.
Alle Wirbellosen des Kambriums entwickelten sich weiter zum Ordovizium. Außerdem tauchten Korallen, Pelecypoden (Muscheln), Bryozoen und die ersten Wirbeltiere auf. In Colorado wurden in ordovizischen Sandsteinen Fragmente der primitivsten Wirbeltiere entdeckt – kieferlose (Ostracoderme), denen echte Kiefer und gepaarte Gliedmaßen fehlten, und der vordere Teil des Körpers war mit Knochenplatten bedeckt, die eine Schutzhülle bildeten.
Basierend auf paläomagnetischen Untersuchungen von Gesteinen wurde festgestellt, dass sich Nordamerika während des größten Teils des Paläozoikums in der Äquatorzone befand. Fossile Organismen und weit verbreitete Kalksteine aus dieser Zeit weisen auf die Dominanz warmer, flacher Meere im Ordovizium hin. Australien lag in der Nähe des Südpols und Nordwestafrika lag in der Region des Pols selbst, was durch Anzeichen einer weit verbreiteten Vereisung bestätigt wird, die in die ordovizischen Gesteine Afrikas eingeprägt sind.
Am Ende des Ordoviziums kam es infolge tektonischer Bewegungen zu einer Kontinentalhebung und einer Meeresregression. An einigen Stellen erlebten die einheimischen Gesteine des Kambriums und Ordoviziums einen Faltungsprozess, der mit dem Wachstum von Bergen einherging. Dieses alte Stadium der Orogenese wird als kaledonische Faltung bezeichnet.
Silur.
Zum ersten Mal wurden Gesteine dieser Zeit auch in Wales untersucht (der Name der Zeit stammt vom keltischen Stamm der Silures, der diese Region bewohnte).
Nach den tektonischen Hebungen, die das Ende des Ordoviziums markierten, begann eine Phase der Entblößung, und dann kam es zu Beginn des Silurs zu erneuten Absenkungen der Kontinente, und die Meere überschwemmten die tiefer gelegenen Gebiete. In Nordamerika nahm die Meeresfläche im frühen Silur erheblich ab, im mittleren Silur nahmen sie jedoch fast 60 % des Territoriums ein. Es entstand eine dicke Abfolge mariner Kalksteine der Niagara-Formation, die ihren Namen von den Niagarafällen erhielt, deren Schwelle sie bildet. Im Obersilur kam es zu einer starken Verkleinerung der Meeresflächen. Dicke salzhaltige Schichten sammelten sich in einem Streifen, der sich vom heutigen Michigan bis ins Zentrum von New York erstreckte.
In Europa und Asien waren die silurischen Meere weit verbreitet und besetzten fast die gleichen Gebiete wie die kambrischen Meere. Dieselben isolierten Massive wie im Kambrium sowie bedeutende Gebiete Nordchinas und Ostsibiriens blieben nicht überflutet. In Europa haben sich dicke Kalksteinschichten entlang der Peripherie der Südspitze des Ostseeschildes angesammelt (derzeit werden sie teilweise von der Ostsee überflutet). Kleine Meere waren in Ostaustralien, Nordafrika und Zentralsüdamerika verbreitet.
In den silurischen Gesteinen wurden im Allgemeinen die gleichen grundlegenden Vertreter der organischen Welt gefunden wie im Ordovizium. Landpflanzen waren im Silur noch nicht aufgetaucht. Unter den Wirbellosen gibt es viel mehr Korallen, deren lebenswichtige Aktivität in vielen Gebieten zur Bildung riesiger Korallenriffe geführt hat. Trilobiten, die für kambrische und ordovizische Gesteine so charakteristisch sind, verlieren ihre dominierende Bedeutung: Sie werden sowohl in der Menge als auch in der Art kleiner. Am Ende des Silurs tauchten viele große Wasserarthropoden auf, die Eurypteriden oder Krebstiere genannt wurden.
Die silurische Periode in Nordamerika endete ohne größere tektonische Bewegungen. In Westeuropa bildete sich jedoch zu dieser Zeit der Kaledonische Gürtel. Dieses Gebirge erstreckte sich über Norwegen, Schottland und Irland. Auch in Nordsibirien kam es zur Orogenese, wodurch das Territorium so hoch angehoben wurde, dass es nie wieder überschwemmt wurde.
Devon
benannt nach der Grafschaft Devon in England, wo erstmals Gesteine dieses Alters untersucht wurden. Nach der Entblößungspause kam es in bestimmten Gebieten der Kontinente erneut zu Bodensenkungen und wurde von Flachmeeren überschwemmt. In Nordengland und teilweise in Schottland verhinderten junge Kaledoniden das Eindringen ins Meer. Ihre Zerstörung führte jedoch zur Ansammlung dicker terrigener Sandsteinschichten in den Tälern der Vorgebirgsflüsse. Diese Formation aus uraltem rotem Sandstein ist für ihre gut erhaltenen Fischfossilien bekannt. Südengland war zu dieser Zeit von einem Meer bedeckt, in dem sich dicke Kalksteinschichten ablagerten. Große Gebiete Nordeuropas wurden dann von Meeren überschwemmt, in denen sich Schichten aus tonigen Schiefer- und Kalksteinen ansammelten. Als der Rhein im Bereich des Eifelmassivs in diese Schichten einschnitt, entstanden malerische Felsklippen, die sich entlang der Talufer erheben.
Die Devon-Meere bedeckten viele Gebiete des europäischen Russlands, Südsibiriens und Südchinas. Ein riesiges Meeresbecken überflutete Zentral- und Westaustralien. Dieses Gebiet war seit dem Kambrium nicht mehr vom Meer bedeckt. In Südamerika erstreckte sich die Meeresüberschreitung auf einige zentrale und westliche Gebiete. Darüber hinaus gab es im Amazonas eine schmale sublatitudinale Mulde. Devon-Rassen sind in Nordamerika sehr verbreitet. Während des größten Teils dieses Zeitraums existierten zwei große geosynklinale Becken. Im Mitteldevon breitete sich die Meeresüberschreitung auf das Gebiet des heutigen Flusstals aus. Mississippi, wo sich eine vielschichtige Kalksteinschicht angesammelt hat.
Im Oberdevon bildeten sich in den östlichen Regionen Nordamerikas dicke Schiefer- und Sandsteinhorizonte. Diese klastischen Sequenzen entsprechen einer Phase der Gebirgsbildung, die am Ende des Mitteldevons begann und bis zum Ende dieser Periode andauerte. Die Berge erstreckten sich entlang der Ostflanke der Appalachen-Geosynklinale (vom heutigen Südosten der Vereinigten Staaten bis zum Südosten Kanadas). Diese Region wurde stark angehoben, ihr nördlicher Teil wurde gefaltet, und dann kam es dort zu ausgedehnten Granitintrusionen. Aus diesen Graniten bestehen die White Mountains in New Hampshire, der Stone Mountain in Georgia und eine Reihe anderer Bergstrukturen. Oberes Devon, sog Die akadischen Berge wurden durch Entblößungsprozesse umgestaltet. Dadurch hat sich westlich der Appalachen-Geosynklinale eine geschichtete Abfolge von Sandsteinen angesammelt, deren Mächtigkeit an einigen Stellen 1500 m übersteigt. Sie sind in der Region der Catskill Mountains weit verbreitet, daher der Name Catskill-Sandsteine. Gleichzeitig kam es in einigen Gebieten Westeuropas in geringerem Umfang zum Gebirgsbau. Orogenese und tektonische Hebung der Erdoberfläche führten am Ende der Devonzeit zu einer marinen Regression.
Während des Devon ereigneten sich einige wichtige Ereignisse in der Entwicklung des Lebens auf der Erde. Die ersten unbestrittenen Entdeckungen von Landpflanzen wurden in vielen Teilen der Welt gemacht. Beispielsweise wurden in der Nähe von Gilboa (New York) viele Farnarten, darunter auch Riesenbäume, gefunden.
Unter den Wirbellosen waren Schwämme, Korallen, Moostierchen, Brachiopoden und Weichtiere weit verbreitet (Abb. 12). Es gab mehrere Arten von Trilobiten, deren Zahl und Artenvielfalt jedoch im Vergleich zum Silur deutlich reduziert waren. Aufgrund der prächtigen Blüte dieser Klasse von Wirbeltieren wird das Devon oft als „Zeitalter der Fische“ bezeichnet. Obwohl es immer noch primitive kieferlose Tiere gab, begannen fortgeschrittenere Formen vorherrschend zu sein. Haiartige Fische erreichten eine Länge von 6 m. Zu dieser Zeit tauchten Lungenfische auf, bei denen sich die Schwimmblase in primitive Lungen verwandelte, die es ihnen ermöglichten, einige Zeit an Land zu existieren, sowie Lappenflosser und Strahlenflosser Fisch. Im Oberdevon wurden die ersten Spuren von Landtieren entdeckt – große salamanderähnliche Amphibien, sogenannte Stegozephalien. Ihre Skelettmerkmale zeigen, dass sie sich aus Lungenfischen entwickelt haben, indem sie ihre Lungen weiter verbessert und ihre Flossen in Gliedmaßen umgewandelt haben.
Karbonzeit.
Nach einer Pause kam es erneut zu Bodensenkungen auf den Kontinenten und ihre tiefliegenden Gebiete verwandelten sich in flache Meere. Damit begann die Karbonzeit, die ihren Namen von den weit verbreiteten Kohlevorkommen in Europa und Nordamerika erhielt. In Amerika wurde sein Frühstadium, das durch Meeresbedingungen geprägt war, aufgrund der dicken Kalksteinschicht, die sich im heutigen Flusstal bildete, früher als Mississippi bezeichnet. Mississippi und wird heute dem unteren Karbon zugeordnet.
In Europa wurden während des gesamten Karbons die Gebiete Englands, Belgiens und Nordfrankreichs größtenteils vom Meer überschwemmt, in dem sich dicke Kalksteinhorizonte bildeten. Auch einige Gebiete Südeuropas und Südasiens wurden überschwemmt, wo sich dicke Schiefer- und Sandsteinschichten ablagerten. Einige dieser Horizonte sind kontinentalen Ursprungs und enthalten viele fossile Überreste terrestrischer Pflanzen und beherbergen auch kohleführende Schichten. Da die Formationen des Unterkarbons in Afrika, Australien und Südamerika kaum vertreten sind, kann davon ausgegangen werden, dass diese Gebiete überwiegend unter subaerialen Bedingungen lagen. Darüber hinaus gibt es Hinweise auf eine weit verbreitete kontinentale Vereisung.
In Nordamerika wurde die Geosynklinale der Appalachen im Norden durch die Akadischen Berge begrenzt und im Süden, vom Golf von Mexiko aus, vom Mississippi-Meer durchdrungen, das auch das Mississippi-Tal überflutete. Kleine Meeresbecken besetzten einige Gebiete im Westen des Kontinents. In der Region des Mississippi Valley sammelte sich eine vielschichtige Abfolge von Kalkstein und Schiefer an. Einer dieser Horizonte, der sogenannte Indischer Kalkstein oder Spergenit ist ein gutes Baumaterial. Es wurde beim Bau vieler Regierungsgebäude in Washington verwendet.
Am Ende des Karbons verbreitete sich der Gebirgsbau in Europa. Gebirgsketten erstreckten sich von Südirland über Südengland und Nordfrankreich bis nach Süddeutschland. Dieses Stadium der Orogenese wird Hercynium oder Variscian genannt. In Nordamerika kam es am Ende der Mississippi-Zeit zu lokalen Hebungen. Diese tektonischen Bewegungen gingen mit einer marinen Regression einher, deren Entwicklung auch durch Vergletscherungen auf den südlichen Kontinenten begünstigt wurde.
Im Allgemeinen war die organische Welt des Unterkarbons (oder Mississippi) dieselbe wie im Devon. Neben einer größeren Artenvielfalt an Baumfarnen wurde die Flora jedoch durch Baummoose und Kalamiten (baumartige Arthropoden der Schachtelhalmklasse) ergänzt. Wirbellose Tiere waren hauptsächlich mit den gleichen Formen vertreten wie im Devon. Während der Zeit des Mississippi wurden Seelilien immer häufiger, am Boden lebende Tiere, deren Form einer Blume ähnelte. Unter den fossilen Wirbeltieren gibt es zahlreiche haiartige Fische und Stegozephalie.
Zu Beginn des Oberkarbons (Pennsylvanium in Nordamerika) begannen sich die Bedingungen auf den Kontinenten rasch zu ändern. Wie aus der deutlich größeren Verbreitung kontinentaler Sedimente hervorgeht, nahmen die Meere kleinere Räume ein. Nordwesteuropa verbrachte die meiste Zeit unter Unterwasserbedingungen. Der riesige epikontinentale Uralsee erstreckte sich weit über Nord- und Zentralrussland, und eine große Geosynklinale erstreckte sich über Südeuropa und Südasien (auf seiner Achse liegen die heutigen Alpen, der Kaukasus und der Himalaya). Dieser Trog, Tethys-Geosynklinale oder Meer genannt, existierte über mehrere aufeinanderfolgende geologische Perioden hinweg.
Das Tiefland erstreckte sich über England, Belgien und Deutschland. Hier kam es infolge kleiner Oszillationsbewegungen der Erdkruste zu einem Wechsel mariner und kontinentaler Umgebungen. Als das Meer zurückging, bildeten sich tiefliegende Sumpflandschaften mit Wäldern aus Baumfarnen, Baummoosen und Kalamiten. Als die Meere vordrangen, bedeckten Sedimente die Wälder und verdichteten Holzreste, die sich in Torf und dann in Kohle verwandelten. Im späten Karbon breitete sich die Deckvereisung über die Kontinente der südlichen Hemisphäre aus. In Südamerika wurden infolge der von Westen her eindringenden Meeresübergriffe die meisten Gebiete des heutigen Boliviens und Perus überschwemmt.
In der frühen Pennsylvania-Zeit in Nordamerika schloss sich die Appalachen-Geosynklinale, verlor den Kontakt zum Weltozean und terrigene Sandsteine sammelten sich in den östlichen und zentralen Regionen der Vereinigten Staaten. In der Mitte und am Ende dieser Periode war das Innere Nordamerikas (wie auch Westeuropas) von Tieflandgebieten dominiert. Hier wichen flache Meere in regelmäßigen Abständen Sümpfen, in denen sich dicke Torfablagerungen ansammelten, die sich später in große Kohlebecken verwandelten, die sich von Pennsylvania bis Ost-Kansas erstrecken. Teile des westlichen Nordamerikas wurden während eines Großteils dieser Zeit vom Meer überschwemmt. Dort lagerten sich Schichten aus Kalkstein, Schiefer und Sandstein ab.
Das weit verbreitete Vorkommen subaerialer Umgebungen trug wesentlich zur Entwicklung terrestrischer Pflanzen und Tiere bei. Riesige Wälder aus Baumfarnen und Bärenmoosen bedeckten die weiten sumpfigen Tiefebenen. In diesen Wäldern wimmelt es von Insekten und Spinnentieren. Eine Insektenart, die größte in der Erdgeschichte, ähnelte der modernen Libelle, hatte aber eine Flügelspannweite von ca. 75 cm. Stegocephalians erreichten eine deutlich größere Artenvielfalt. Einige erreichten eine Länge von über 3 m. Allein in Nordamerika wurden mehr als 90 Arten dieser salamanderähnlichen Riesenamphibien in Sumpfsedimenten der Pennsylvania-Zeit entdeckt. In denselben Felsen wurden Überreste antiker Reptilien gefunden. Aufgrund der Fragmentarität der Funde ist es jedoch schwierig, sich ein vollständiges Bild der Morphologie dieser Tiere zu machen. Diese primitiven Formen ähnelten wahrscheinlich Alligatoren.
Permzeit.
Veränderungen der natürlichen Bedingungen, die im späten Karbon begannen, wurden im Perm, das das Paläozoikum beendete, noch deutlicher. Sein Name stammt aus der Region Perm in Russland. Zu Beginn dieser Periode besetzte das Meer die Geosynklinale des Urals – eine Mulde, die dem Gefälle des heutigen Uralgebirges folgte. Ein flaches Meer bedeckte regelmäßig Teile Englands, Nordfrankreichs und Süddeutschlands, wo sich geschichtete Schichten mariner und kontinentaler Sedimente – Sandsteine, Kalksteine, Schiefer und Steinsalz – ansammelten. Das Tethys-Meer existierte die meiste Zeit über, und im Gebiet Nordindiens und im heutigen Himalaya bildete sich eine dicke Abfolge von Kalksteinen. Mächtige permische Ablagerungen gibt es in Ost- und Zentralaustralien sowie auf den Inseln Süd- und Südostasiens. Sie sind in Brasilien, Bolivien und Argentinien sowie im südlichen Afrika weit verbreitet.
Viele permische Formationen in Nordindien, Australien, Afrika und Südamerika sind kontinentalen Ursprungs. Sie werden durch verdichtete Gletscherablagerungen sowie weit verbreitete fluvio-glaziale Sande repräsentiert. In Zentral- und Südafrika bilden diese Gesteine den Beginn einer dicken Abfolge kontinentaler Sedimente, die als Karoo-Serie bekannt ist.
In Nordamerika nahmen die Perm-Meere im Vergleich zu früheren Paläozoikumperioden eine kleinere Fläche ein. Die Hauptübertretung breitete sich vom westlichen Golf von Mexiko nach Norden über Mexiko bis in den Süden der Vereinigten Staaten aus. Das Zentrum dieses epikontinentalen Meeres befand sich im heutigen Bundesstaat New Mexico, wo sich eine dicke Abfolge von Capitanian-Kalksteinen bildete. Dank der Aktivität des Grundwassers erhielten diese Kalksteine eine Wabenstruktur, die in den berühmten Carlsbad Caverns (New Mexico, USA) besonders ausgeprägt ist. Weiter östlich wurden in Kansas und Oklahoma küstennahe Rotschieferfazies abgelagert. Am Ende des Perms, als die vom Meer eingenommene Fläche deutlich abnahm, bildeten sich dicke salz- und gipshaltige Schichten.
Am Ende des Paläozoikums, teils im Karbon, teils im Perm, begann in vielen Gebieten die Orogenese. Dicke Sedimentgesteinsschichten der Appalachen-Geosynklinale wurden durch Verwerfungen gefaltet und gebrochen. Dadurch entstanden die Appalachen. Dieses Stadium der Gebirgsbildung wird in Europa und Asien Hercynium oder Variscian und in Nordamerika Appalachen genannt.
Die Flora des Perm war dieselbe wie in der zweiten Hälfte des Karbons. Allerdings waren die Pflanzen kleiner und nicht so zahlreich. Dies deutet darauf hin, dass das Klima im Perm kälter und trockener wurde. Die wirbellosen Tiere des Perms wurden aus der Vorperiode geerbt. In der Evolution der Wirbeltiere kam es zu einem großen Sprung (Abb. 13). Auf allen Kontinenten enthalten kontinentale Sedimente aus dem Perm-Zeitalter zahlreiche Reptilienreste mit einer Länge von bis zu 3 m. Alle diese Vorfahren mesozoischer Dinosaurier zeichneten sich durch eine primitive Struktur aus und sahen aus wie Eidechsen oder Alligatoren, wiesen aber beispielsweise manchmal ungewöhnliche Merkmale auf , eine hohe segelförmige Flosse, die sich vom Hals bis zum Schwanz entlang des Rückens erstreckt, bei Dimetrodon. Stegozephalier waren immer noch zahlreich.
Am Ende des Perms führte die Gebirgsbildung, die sich in vielen Teilen der Erde vor dem Hintergrund der allgemeinen Hebung der Kontinente manifestierte, zu so bedeutenden Veränderungen in der Umwelt, dass viele charakteristische Vertreter der paläozoischen Fauna auszusterben begannen . Das Perm war das letzte Stadium der Existenz vieler Wirbelloser, insbesondere der Trilobiten.
Mesozoikum,
Es ist in drei Perioden unterteilt und unterschied sich vom Paläozoikum durch die Vorherrschaft kontinentaler gegenüber marinen Standorten sowie durch die Zusammensetzung von Flora und Fauna. Landpflanzen, viele Gruppen von Wirbellosen und insbesondere Wirbeltiere haben sich an neue Umgebungen angepasst und erhebliche Veränderungen erfahren.
Trias
eröffnet das Mesozoikum. Sein Name stammt aus dem Griechischen. Trias (Dreieinigkeit) im Zusammenhang mit der klaren dreigliedrigen Struktur der Sedimentschichten dieser Zeit in Norddeutschland. Am Fuß der Abfolge liegen rote Sandsteine, in der Mitte Kalksteine und oben rote Sandsteine und Schiefer. Während der Trias waren große Gebiete Europas und Asiens von Seen und Flachmeeren besetzt. Das epikontinentale Meer bedeckte Westeuropa und seine Küstenlinie lässt sich bis nach England zurückverfolgen. In diesem Meeresbecken sammelten sich die oben genannten stratotypischen Sedimente an. Die im unteren und oberen Teil der Abfolge vorkommenden Sandsteine sind teilweise kontinentalen Ursprungs. Ein weiteres Trias-Meeresbecken drang in das Gebiet Nordrusslands ein und breitete sich entlang des Ural-Trogs nach Süden aus. Das riesige Tethys-Meer bedeckte damals ungefähr das gleiche Gebiet wie im späten Karbon und im Perm. In diesem Meer hat sich eine dicke Schicht dolomitischen Kalksteins angesammelt, aus der die Dolomiten Norditaliens bestehen. In Süd-Zentralafrika ist der größte Teil der oberen Abfolge der kontinentalen Karoo-Serie triassisch. Diese Horizonte sind für die Fülle an fossilen Reptilienresten bekannt. Am Ende der Trias bildeten sich auf dem Territorium Kolumbiens, Venezuelas und Argentiniens Bedeckungen aus Schluff und Sand kontinentalen Ursprungs. Die in diesen Schichten gefundenen Reptilien weisen bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit der Fauna der Karoo-Reihe im südlichen Afrika auf.
In Nordamerika sind Trias-Gesteine nicht so weit verbreitet wie in Europa und Asien. Die Produkte der Zerstörung der Appalachen – rote kontinentale Sande und Tone – sammelten sich in Senken östlich dieser Berge und erlebten Absenkungen. Diese mit Lavahorizonten und Plattenintrusionen durchzogenen Ablagerungen werden durch Verwerfungen unterbrochen und fallen nach Osten ab. Im Newark Basin in New Jersey und im Connecticut River Valley entsprechen sie dem Grundgestein der Newark-Serie. Flache Meere besetzten einige westliche Gebiete Nordamerikas, wo sich Kalksteine und Schiefer ansammelten. An den Seiten des Grand Canyon (Arizona) entstehen kontinentale Sandsteine und Trias-Schiefer.
Die organische Welt in der Trias-Zeit war deutlich anders als in der Perm-Zeit. Diese Zeit ist durch eine Fülle großer Nadelbäume gekennzeichnet, deren Überreste häufig in kontinentalen Ablagerungen der Trias gefunden werden. Die Schiefer der Chinle-Formation im Norden Arizonas sind voller versteinerter Baumstämme. Die Verwitterung des Schiefers hat sie freigelegt und bildet nun einen Steinwald. Cycads (oder Cycadophyten), Pflanzen mit dünnen oder tonnenförmigen Stämmen und von der Spitze herabhängenden, zerlegten Blättern, ähnlich denen von Palmen, haben sich weit verbreitet. Einige Palmfarnarten kommen auch in modernen tropischen Gebieten vor. Unter den Wirbellosen waren Weichtiere am häufigsten, unter denen Ammoniten vorherrschten (Abb. 14), die eine vage Ähnlichkeit mit modernen Nautilusen (oder Booten) und einem mehrkammerigen Panzer aufwiesen. Es gab viele Arten von Muscheln. In der Evolution der Wirbeltiere wurden erhebliche Fortschritte erzielt. Obwohl Stegocephalier immer noch weit verbreitet waren, begannen Reptilien vorherrschend zu sein, unter denen viele ungewöhnliche Gruppen auftauchten (z. B. Phytosaurier, deren Körperform der moderner Krokodile ähnelte und deren Kiefer schmal und lang waren und scharfe konische Zähne hatten). In der Trias tauchten erstmals echte Dinosaurier auf, die evolutionär weiter fortgeschritten waren als ihre primitiven Vorfahren. Ihre Gliedmaßen waren nach unten und nicht nach außen gerichtet (wie bei Krokodilen), was es ihnen ermöglichte, sich wie Säugetiere zu bewegen und ihren Körper über dem Boden abzustützen. Dinosaurier gingen auf ihren Hinterbeinen, hielten mit Hilfe eines langen Schwanzes (wie ein Känguru) das Gleichgewicht und zeichneten sich durch ihre kleine Statur aus – von 30 cm bis 2,5 m. Einige Reptilien passten sich beispielsweise an das Leben in der Meeresumwelt an: Ichthyosaurier, deren Körper einem Hai ähnelte und deren Gliedmaßen sich in etwas zwischen Flossen und Flossen verwandelten, und Plesiosaurier, deren Rumpf abgeflacht, der Hals verlängert und die Gliedmaßen in Flossen verwandelt wurden. Beide Tiergruppen wurden in späteren Stadien des Mesozoikums zahlreicher.
Jurazeit
hat seinen Namen vom Jura-Gebirge (im Nordwesten der Schweiz), das aus vielschichtigen Schichten aus Kalkstein, Schiefern und Sandsteinen besteht. Eine der größten Meeresüberschreitungen in Westeuropa ereignete sich im Jura. Ein riesiges epikontinentales Meer erstreckte sich über den größten Teil Englands, Frankreichs und Deutschlands und drang in einige westliche Regionen des europäischen Russlands ein. In Deutschland gibt es zahlreiche Aufschlüsse von feinkörnigen Lagunenkalken aus dem Oberjura, in denen ungewöhnliche Fossilien entdeckt wurden. In Bayern wurden in der berühmten Stadt Solenhofen Überreste geflügelter Reptilien und der beiden bekannten Arten der ersten Vögel gefunden.
Das Tethys-Meer erstreckte sich vom Atlantik über den südlichen Teil der Iberischen Halbinsel entlang des Mittelmeers und durch Süd- und Südostasien bis zum Pazifischen Ozean. Der größte Teil Nordasiens lag in dieser Zeit über dem Meeresspiegel, obwohl epikontinentale Meere von Norden nach Sibirien vordrangen. Kontinentale Sedimente aus der Jurazeit sind in Südsibirien und Nordchina bekannt.
Kleine epikontinentale Meere besetzten begrenzte Gebiete entlang der Küste Westaustraliens. Im Landesinneren Australiens gibt es Aufschlüsse jurassischer Kontinentalsedimente. Der größte Teil Afrikas lag während der Jurazeit über dem Meeresspiegel. Die Ausnahme bildeten die nördlichen Außenbezirke, die vom Tethys-Meer überflutet wurden. In Südamerika füllte ein langgestrecktes schmales Meer eine Geosynklinale, die sich ungefähr an der Stelle der heutigen Anden befand.
In Nordamerika besetzten die Jurameere nur sehr begrenzte Gebiete im Westen des Kontinents. In der Region des Colorado-Plateaus, insbesondere nördlich und östlich des Grand Canyon, sammelten sich dicke Schichten aus kontinentalem Sandstein und Deckschiefer an. Sandsteine wurden aus Sanden gebildet, die die Wüstendünenlandschaften der Becken bildeten. Durch Verwitterungsprozesse haben Sandsteine ungewöhnliche Formen angenommen (wie die malerischen spitzen Gipfel im Zion-Nationalpark oder das Rainbow Bridge National Monument, ein 94 m über den Canyonboden ragender Bogen mit einer Spannweite von 85 m; diese Attraktionen sind). befindet sich in Utah). Die Morrison Shale-Lagerstätten sind berühmt für die Entdeckung von 69 Arten von Dinosaurierfossilien. Feine Sedimente haben sich in diesem Gebiet wahrscheinlich unter sumpfigen Tieflandbedingungen angesammelt.
Die Flora der Jurazeit ähnelte im Großen und Ganzen der in der Trias. Die Flora wurde von Palmfarn- und Nadelbaumarten dominiert. Zum ersten Mal tauchten Ginkgos auf – Gymnospermen, breitblättrige Gehölze mit im Herbst fallenden Blättern (wahrscheinlich eine Verbindung zwischen Gymnospermen und Angiospermen). Die einzige Art dieser Familie – Ginkgo biloba – hat bis heute überlebt und gilt als der älteste Vertreter der Bäume, ein wirklich lebendes Fossil.
Die wirbellose Fauna des Jura ist der Trias sehr ähnlich. Allerdings wurden die Riffe bildenden Korallen immer zahlreicher und Seeigel und Weichtiere verbreiteten sich. Es tauchten viele mit modernen Austern verwandte Muscheln auf. Ammoniten gab es immer noch zahlreich.
Wirbeltiere waren hauptsächlich durch Reptilien vertreten, da die Stegozephalen am Ende der Trias ausstarben. Dinosaurier haben den Höhepunkt ihrer Entwicklung erreicht. Pflanzenfressende Formen wie Apatosaurus und Diplodocus begannen, sich auf vier Gliedmaßen fortzubewegen; viele hatten lange Hälse und Schwänze. Diese Tiere erlangten gigantische Größen (bis zu 27 m Länge) und einige wogen bis zu 40 Tonnen. Einige Vertreter kleinerer pflanzenfressender Dinosaurier, wie zum Beispiel Stegosaurier, entwickelten einen schützenden Panzer aus Platten und Stacheln. Fleischfressende Dinosaurier, insbesondere Allosaurier, entwickelten große Köpfe mit kräftigen Kiefern und scharfen Zähnen; sie erreichten eine Länge von 11 m und bewegten sich auf zwei Gliedmaßen. Auch andere Reptiliengruppen waren sehr zahlreich. Plesiosaurier und Ichthyosaurier lebten in den Jurameeren. Zum ersten Mal tauchten fliegende Reptilien auf - Flugsaurier, die wie Fledermäuse häutige Flügel entwickelten und deren Masse aufgrund von Röhrenknochen abnahm.
Das Auftauchen von Vögeln im Jura ist ein wichtiges Stadium in der Entwicklung der Tierwelt. In den Lagunenkalken von Solenhofen wurden zwei Vogelskelette und Federabdrücke entdeckt. Allerdings hatten diese Urvögel immer noch viele Gemeinsamkeiten mit Reptilien, darunter scharfe, kegelförmige Zähne und lange Schwänze.
Die Jurazeit endete mit einer intensiven Faltung, die zur Bildung der Sierra Nevada Mountains im Westen der Vereinigten Staaten führte, die sich weiter nach Norden bis in den heutigen Westen Kanadas erstreckte. Anschließend erfuhr der südliche Teil dieses gefalteten Gürtels erneut eine Hebung, die die Struktur moderner Berge vorgab. Auf anderen Kontinenten waren Manifestationen der Orogenese im Jura unbedeutend.
Kreidezeit.
Zu dieser Zeit sammelten sich dicke Schichtschichten aus weichem, schwach verdichtetem weißem Kalkstein – Kreide – an, nach dem die Periode benannt wurde. Zum ersten Mal wurden solche Schichten in Aufschlüssen entlang der Küste der Pas-de-Calais-Straße in der Nähe von Dover (Großbritannien) und Calais (Frankreich) untersucht. In anderen Teilen der Welt werden Sedimente dieses Alters auch Kreide genannt, obwohl dort auch andere Gesteinsarten vorkommen.
Während der Kreidezeit erfassten Meeresüberschreitungen weite Teile Europas und Asiens. In Mitteleuropa füllten die Meere zwei sublatitudinale geosynklinale Täler. Einer von ihnen befand sich im Südosten Englands, im Norden Deutschlands, in Polen und in den westlichen Regionen Russlands und erreichte im äußersten Osten den submeridionalen Ural-Trog. Eine weitere Geosynklinale, Tethys, behielt ihren vorherigen Streichen in Südeuropa und Nordafrika bei und verband sich mit der Südspitze des Ural-Trogs. Darüber hinaus setzte sich das Tethys-Meer in Südasien fort und verband sich östlich des Indischen Schildes mit dem Indischen Ozean. Mit Ausnahme der nördlichen und östlichen Ränder wurde das Gebiet Asiens während der gesamten Kreidezeit nicht vom Meer überschwemmt, so dass dort kontinentale Ablagerungen aus dieser Zeit weit verbreitet sind. In vielen Gebieten Westeuropas sind dicke Schichten aus Kreidekalkstein vorhanden. In den nördlichen Regionen Afrikas, wo das Tethys-Meer mündete, sammelten sich große Sandsteinschichten an. Der Sand der Sahara-Wüste entstand hauptsächlich durch die Produkte ihrer Zerstörung. Australien war von epikontinentalen Meeren aus der Kreidezeit bedeckt. In Südamerika wurde die Andenmulde während des größten Teils der Kreidezeit vom Meer überflutet. Im Osten wurden über einem großen Gebiet Brasiliens terrigene Schluffe und Sande mit zahlreichen Überresten von Dinosauriern abgelagert.
In Nordamerika besetzten Randmeere die Küstenebenen des Atlantischen Ozeans und des Golfs von Mexiko, wo sich Sande, Tone und Kreidekalke ansammelten. Ein weiteres Randmeer befand sich an der Westküste des Festlandes in Kalifornien und erreichte den Südfuß der wiederbelebten Berge der Sierra Nevada. Allerdings ereignete sich die jüngste große Meeresüberschreitung im westlichen Mittel-Nordamerika. Zu dieser Zeit bildete sich ein riesiger geosynklinaler Trog der Rocky Mountains, und ein riesiges Meer breitete sich vom Golf von Mexiko über die heutigen Great Plains und Rocky Mountains nördlich (westlich des Kanadischen Schildes) bis zum Arktischen Ozean aus. Bei dieser Überschreitung wurde eine dicke Schichtfolge aus Sandsteinen, Kalksteinen und Schiefern abgelagert.
Am Ende der Kreidezeit kam es in Süd- und Nordamerika sowie Ostasien zu einer intensiven Orogenese. In Südamerika wurden Sedimentgesteine, die sich über mehrere Zeiträume in der Geosynklinale der Anden angesammelt hatten, verdichtet und gefaltet, was zur Bildung der Anden führte. Auch in Nordamerika bildeten sich die Rocky Mountains an der Stelle einer Geosynklinale. In vielen Teilen der Welt hat die vulkanische Aktivität zugenommen. Lavaströme bedeckten den gesamten südlichen Teil der Hindustan-Halbinsel (und bildeten so das riesige Deccan-Plateau), und in Arabien und Ostafrika kam es zu kleinen Lavaausbrüchen. Auf allen Kontinenten kam es zu erheblichen Hebungen, und es kam zu einer Regression aller geosynklinalen, epikontinentalen und Randmeere.
Die Kreidezeit war von mehreren wichtigen Ereignissen in der Entwicklung der organischen Welt geprägt. Die ersten blühenden Pflanzen erschienen. Ihre fossilen Überreste bestehen aus Blättern und Holz von Arten, von denen viele heute noch wachsen (z. B. Weide, Eiche, Ahorn und Ulme). Die Fauna der kreidezeitlichen Wirbellosen ähnelt im Allgemeinen der des Jura. Bei den Wirbeltieren erreichte die Artenvielfalt der Reptilien ihren Höhepunkt. Es gab drei Hauptgruppen von Dinosauriern. Fleischfresser mit gut entwickelten massiven Hinterbeinen wurden durch Tyrannosaurier repräsentiert, die eine Länge von 14 m und eine Höhe von 5 m erreichten. Es entwickelte sich eine Gruppe zweibeiniger pflanzenfressender Dinosaurier (oder Trachodonten) mit breiten, abgeflachten Kiefern, die an einen Entenschnabel erinnern. Zahlreiche Skelette dieser Tiere werden in den kontinentalen Ablagerungen der Kreidezeit Nordamerikas gefunden. Die dritte Gruppe umfasst gehörnte Dinosaurier mit einem entwickelten knöchernen Schild, der Kopf und Hals schützte. Ein typischer Vertreter dieser Gruppe ist Triceratops mit einem kurzen Nasen- und zwei langen Supraorbitalhörnern.
Plesiosaurier und Ichthyosaurier lebten in den Kreidemeeren, und es tauchten Meeresechsen namens Mosasaurier mit einem länglichen Körper und relativ kleinen flossenähnlichen Gliedmaßen auf. Flugsaurier (Flugechsen) verloren ihre Zähne und bewegten sich besser im Luftraum als ihre Vorfahren aus dem Jura. Eine Art Flugsaurier, der Pteranodon, hatte eine Flügelspannweite von bis zu 8 m.
Es sind zwei Vogelarten aus der Kreidezeit bekannt, die einige morphologische Merkmale von Reptilien beibehalten haben, beispielsweise konische Zähne in den Alveolen. Einer von ihnen, Hesperornis (ein Tauchvogel), hat sich an das Leben im Meer angepasst.
Obwohl Übergangsformen, die eher Reptilien als Säugetieren ähneln, seit der Trias und dem Jura bekannt sind, wurden zahlreiche Überreste echter Säugetiere erstmals in kontinentalen Sedimenten der Oberkreide entdeckt. Die primitiven Säugetiere der Kreidezeit waren klein und erinnerten ein wenig an moderne Spitzmäuse.
Weit verbreitete Gebirgsbildungsprozesse auf der Erde und tektonische Hebungen von Kontinenten am Ende der Kreidezeit führten zu so erheblichen Veränderungen in Natur und Klima, dass viele Pflanzen und Tiere ausstarben. Unter den Wirbellosen verschwanden die Ammoniten, die die mesozoischen Meere dominierten, und unter den Wirbeltieren verschwanden alle Dinosaurier, Ichthyosaurier, Plesiosaurier, Mosasaurier und Flugsaurier.
Känozoikum,
Die letzten 65 Millionen Jahre umfassen Tertiärperioden (in Russland ist es üblich, zwei Perioden zu unterscheiden - Paläogen und Neogen) und Quartärperioden. Obwohl letztere nur von kurzer Dauer war (Altersschätzungen für ihre Untergrenze liegen zwischen 1 und 2,8 Millionen Jahren), spielte sie eine große Rolle in der Erdgeschichte, da wiederholte kontinentale Vereisungen und das Auftreten von Menschen damit verbunden sind.
Tertiärzeit.
Zu dieser Zeit waren viele Gebiete Europas, Asiens und Nordafrikas von flachen epikontinentalen und tiefen geosynklinalen Meeren bedeckt. Zu Beginn dieser Periode (im Neogen) besetzte das Meer den Südosten Englands, den Nordwesten Frankreichs und Belgien, und dort sammelte sich eine dicke Schicht aus Sand und Ton an. Das Tethys-Meer existierte noch immer und erstreckte sich vom Atlantik bis zum Indischen Ozean. Seine Gewässer überfluteten die Iberische Halbinsel und den Apennin, die nördlichen Regionen Afrikas, Südwestasien und den Norden Hindustans. In diesem Becken lagerten sich mächtige Kalksteinhorizonte ab. Ein Großteil Nordägyptens besteht aus nummulitischen Kalksteinen, die als Baumaterial beim Bau der Pyramiden verwendet wurden.
Zu dieser Zeit war fast ganz Südostasien von Meeresbecken besetzt und ein kleines epikontinentales Meer erstreckte sich südöstlich von Australien. Tertiäre Meeresbecken bedeckten die nördlichen und südlichen Enden Südamerikas, und das epikontinentale Meer drang bis nach Ostkolumbien, Nordvenezuela und Südpatagonien vor. Im Amazonasbecken sammelten sich dicke Schichten kontinentalen Sandes und Schlicks an.
Die Randmeere befanden sich an der Stelle der modernen Küstenebenen neben dem Atlantischen Ozean und dem Golf von Mexiko sowie entlang der Westküste Nordamerikas. In den Great Plains und in den Zwischengebirgsbecken sammelten sich dicke Schichten kontinentaler Sedimentgesteine an, die durch die Entblößung der wiederbelebten Rocky Mountains entstanden waren.
In vielen Regionen der Erde fand in der Mitte des Tertiärs eine aktive Orogenese statt. In Europa entstanden die Alpen, die Karpaten und der Kaukasus. In Nordamerika entstanden im Endstadium des Tertiärs die Coast Ranges (innerhalb der heutigen Bundesstaaten Kalifornien und Oregon) und die Cascade Mountains (innerhalb von Oregon und Washington).
Das Tertiär war geprägt von bedeutenden Fortschritten in der Entwicklung der organischen Welt. Moderne Pflanzen entstanden bereits in der Kreidezeit. Die meisten tertiären Wirbellosen wurden direkt von Formen aus der Kreidezeit geerbt. Moderne Knochenfische sind zahlreicher geworden, Zahl und Artenvielfalt der Amphibien und Reptilien sind zurückgegangen. Es gab einen Sprung in der Entwicklung der Säugetiere. Aus primitiven Formen, die den Spitzmäusen ähneln und erstmals in der Kreidezeit auftraten, sind viele Formen entstanden, die bis zum Beginn des Tertiärs zurückreichen. Die ältesten fossilen Überreste von Pferden und Elefanten wurden in den Gesteinen des unteren Tertiärs gefunden. Es erschienen Fleischfresser und Paarhufer.
Die Artenvielfalt der Tiere nahm stark zu, viele von ihnen starben jedoch am Ende des Tertiärs aus, während andere (wie einige Reptilien des Mesozoikums) zu einer marinen Lebensweise zurückkehrten, wie etwa Wale und Schweinswale, deren Flossen umgewandelte Gliedmaßen sind. Fledermäuse konnten dank einer Membran, die ihre langen Finger verband, fliegen. Die Dinosaurier, die am Ende des Mesozoikums ausstarben, machten den Säugetieren Platz, die zu Beginn des Tertiärs zur dominierenden Tierklasse an Land wurden.
Quartärperiode
unterteilt in Eopleistozän, Pleistozän und Holozän. Letzteres begann erst vor 10.000 Jahren. Die modernen Reliefs und Landschaften der Erde entstanden hauptsächlich im Quartär.
Die Gebirgsbildung, die am Ende des Tertiärs stattfand, kündigte einen bedeutenden Anstieg der Kontinente und einen Rückgang der Meere an. Das Quartär war durch eine deutliche Abkühlung des Klimas und die weit verbreitete Entwicklung der Vereisung in der Antarktis, Grönland, Europa und Nordamerika gekennzeichnet. In Europa war das Zentrum der Vereisung der Baltische Schild, von wo aus sich die Eisdecke bis nach Südengland, Mitteldeutschland und die zentralen Regionen Osteuropas erstreckte. In Sibirien war die Deckvereisung geringer und beschränkte sich hauptsächlich auf Vorgebirgsgebiete. In Nordamerika bedeckten Eisschilde ein riesiges Gebiet, darunter den größten Teil Kanadas und den Norden der Vereinigten Staaten bis nach Illinois. Auf der Südhalbkugel ist der quartäre Eisschild nicht nur für die Antarktis, sondern auch für Patagonien charakteristisch. Darüber hinaus war die Gebirgsvereisung auf allen Kontinenten weit verbreitet.
Im Pleistozän gibt es vier Hauptstadien intensivierter Vereisung, die sich mit Zwischeneiszeitperioden abwechseln, in denen die natürlichen Bedingungen nahezu modern oder sogar wärmer waren. Die letzte Eisdecke in Europa und Nordamerika erreichte vor 18.000–20.000 Jahren ihre größte Ausdehnung und schmolz schließlich zu Beginn des Holozäns.
Während des Quartärs starben viele tertiäre Tierarten aus und es entstanden neue, an kältere Bedingungen angepasste Tiere. Besonders hervorzuheben sind das Mammut und das Wollnashorn, die im Pleistozän die nördlichen Regionen bewohnten. In den südlicheren Regionen der nördlichen Hemisphäre wurden Mastodonten, Säbelzahntiger usw. gefunden. Als die Eisschilde schmolzen, starben Vertreter der pleistozänen Fauna aus und moderne Tiere traten an ihre Stelle. Ursprüngliche Menschen, insbesondere Neandertaler, existierten wahrscheinlich bereits während der letzten Warmzeit, doch der moderne Mensch – der Homo sapiens – tauchte erst in der letzten Kaltzeit des Pleistozäns auf und siedelte sich im Holozän auf der ganzen Welt an.
Literatur:
Strachow N.M. Arten der Lithogenese und ihre Entwicklung in der Erdgeschichte. M., 1965
Allison A., Palmer D. Geologie. Die Wissenschaft einer sich ständig verändernden Erde. M., 1984
Existierte zu verschiedenen Zeiten in der Erdgeschichte.
tektonische Situation und die Beschaffenheit der Vergangenheit, die Entwicklung der Erdkruste, die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte - Erhebungen, Täler, Falten, Verwerfungen und andere tektonische Elemente.
Die historische Geologie ist einer der Hauptzweige der Geowissenschaften, der die geologische Vergangenheit der Erde in chronologischer Reihenfolge untersucht. Da die Erdkruste für geologische Beobachtungen noch zugänglich ist, erstreckt sich die Betrachtung verschiedener natürlicher Phänomene und Prozesse auch auf die Erdkruste. Die Bildung der Erdkruste wird von einer Vielzahl von Faktoren bestimmt, vor allem von der Zeit, den physiografischen Bedingungen und der Tektonik. Um die Geschichte der Erdkruste wiederherzustellen, werden daher folgende Aufgaben gelöst:
Bestimmung des Alters von Gesteinen.
Wiederherstellung der physischen und geografischen Bedingungen der Erdoberfläche der Vergangenheit.
Rekonstruktion tektonischer Bewegungen und verschiedener tektonischer Strukturen
Bestimmung der Struktur und Entwicklungsmuster der Erdkruste
1. Beinhaltet die Untersuchung der Zusammensetzung, des Ortes und der Zeit der Entstehung von Gesteinsschichten und ihrer Korrelation. Es wird durch den Zweig der historischen Geologie – Stratigraphie – gelöst.
2. Berücksichtigt Klima, Relief, Entwicklung alter Meere, Flüsse, Seen usw. in vergangenen geologischen Epochen. All diese Fragen werden von der Paläogeographie berücksichtigt.
3. Tektonische Bewegungen verändern das primäre Vorkommen von Gesteinen. Sie entstehen durch horizontale oder vertikale Bewegungen einzelner Blöcke der Erdkruste. Die Geotektonik befasst sich mit der Bestimmung von Zeit, Art und Ausmaß tektonischer Bewegungen. Tektonische Bewegungen gehen mit der Manifestation magmatischer Aktivität einher. Die Petrologie rekonstruiert den Zeitpunkt und die Bedingungen für die Entstehung magmatischer Gesteine.
4. Gelöst auf der Grundlage der Analyse und Synthese der Ergebnisse der Lösung der ersten drei Probleme.
Alle Hauptaufgaben sind eng miteinander verbunden und werden parallel mit verschiedenen Methoden gelöst.
Als Wissenschaft nahm die historische Geologie an der Wende vom 18. zum 19. Jahrhundert Gestalt an, als W. Smith in England sowie J. Cuvier und A. Brongniard in Frankreich zu den gleichen Schlussfolgerungen über den sukzessiven Wechsel von Schichten und die darin befindliche Überreste fossiler Organismen. Basierend auf der biostratigraphischen Methode wurden die ersten stratigraphischen Säulen erstellt, Abschnitte, die die vertikale Abfolge von Sedimentgesteinen widerspiegeln. Die Entdeckung dieser Methode markierte den Beginn der stratigraphischen Phase in der Entwicklung der historischen Geologie. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden fast alle Hauptgliederungen der stratigraphischen Skala festgelegt, das geologische Material in chronologischer Reihenfolge systematisiert und eine stratigraphische Säule für ganz Europa entwickelt. In dieser Zeit dominierte in der Geologie die Idee des Katastrophismus, die alle auf der Erde auftretenden Veränderungen (Veränderungen im Auftreten von Schichten, Bildung von Bergen, Aussterben einiger Arten von Organismen und Entstehung neuer Organismen usw.) verband .) mit großen Katastrophen.
Die Vorstellung von Katastrophen wird durch die Evolutionslehre ersetzt, die alle Veränderungen auf der Erde als Ergebnis sehr langsamer und langfristiger geologischer Prozesse betrachtet. Die Begründer der Lehre sind J. Lamarck, C. Lyell, C. Darwin.
Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts. Dazu gehören die ersten Versuche, physikalische und geographische Verhältnisse für einzelne geologische Epochen für große Landflächen zu rekonstruieren. Diese Arbeiten wurden von den Wissenschaftlern J. Dana, V.O. Kovalevsky und andere legten den Grundstein für die paläogeografische Phase in der Entwicklung der historischen Geologie. Die Einführung des Fazies-Konzepts durch den Wissenschaftler A. Gressley im Jahr 1838 spielte eine wichtige Rolle in der Entwicklung der Paläogeographie. Ihr Wesen liegt in der Tatsache, dass Gesteine gleichen Alters unterschiedliche Zusammensetzungen haben können, die die Bedingungen ihrer Entstehung widerspiegeln.
In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Es entsteht die Idee von Geosynklinalen als ausgedehnten Trögen, die mit dicken Sedimentgesteinsschichten gefüllt sind. Und am Ende des Jahrhunderts A.P. Karpinsky legt den Grundstein für die Plattformlehre.
Die Idee von Plattformen und Geosynklinalen als Hauptelementen der Struktur der Erdkruste führt zur dritten „tektonischen“ Stufe in der Entwicklung der historischen Geologie. Es wurde erstmals in den Werken des Wissenschaftlers E. Og „Geosynclines and Continental Areas“ beschrieben. In Russland wurde das Konzept der Geosynklinalen von F.Yu eingeführt. Levinson-Lessing zu Beginn des 20. Jahrhunderts.
So sehen wir das bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts. Die historische Geologie entwickelte sich mit der Vorherrschaft einer wissenschaftlichen Richtung. Gegenwärtig entwickelt sich die historische Geologie in zwei Richtungen. Die erste Richtung ist eine detaillierte Untersuchung der geologischen Geschichte der Erde im Bereich Stratigraphie, Paläogeographie und Tektonik. Gleichzeitig werden alte Forschungsmethoden verbessert und neue eingesetzt, wie zum Beispiel: Tief- und Ultratiefbohrungen, geophysikalische, paläomagnetische; Weltraumerfassung, absolute Geochronologie usw.
Die zweite Richtung besteht darin, ein ganzheitliches Bild der geologischen Geschichte der Erdkruste zu erstellen, Entwicklungsmuster zu identifizieren und einen kausalen Zusammenhang zwischen ihnen herzustellen.
1. Die Methode der Bandtone basiert auf dem Phänomen der Veränderungen in der Zusammensetzung von Sedimenten, die sich während des saisonalen Klimawandels in einem ruhigen Wasserbecken ablagern. In einem Jahr bilden sich 2 Schichten. In der Herbst-Winter-Saison lagert sich eine Schicht aus Tongestein ab und in der Frühling-Sommer-Saison bildet sich eine Schicht aus Sandgestein. Wenn man die Anzahl solcher Schichtpaare kennt, kann man bestimmen, wie viele Jahre es gedauert hat, bis sich die gesamte Dicke gebildet hat.
2.Methoden der nuklearen Geochronologie
Diese Methoden beruhen auf dem Phänomen des radioaktiven Zerfalls von Elementen. Die Geschwindigkeit dieses Zerfalls ist konstant und hängt nicht von irgendwelchen Bedingungen auf der Erde ab. Beim radioaktiven Zerfall verändert sich die Masse der radioaktiven Isotope und die Zerfallsprodukte – radiogene stabile Isotope – reichern sich an. Wenn Sie die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops kennen, können Sie das Alter des Minerals bestimmen, das es enthält. Dazu müssen Sie den Zusammenhang zwischen dem Gehalt des radioaktiven Stoffes und seinem Zerfallsprodukt im Mineral bestimmen.
In der nuklearen Geochronologie sind die wichtigsten:
Bleimethode – es wird der Prozess des Zerfalls von 235U, 238U, 232Th in die Isotope 207Pb und 206Pb, 208Pb verwendet. Die verwendeten Mineralien sind Monazit, Orthit, Zirkon und Uraninit. Halbwertszeit ~4,5 Milliarden Jahre.
Kalium-Argon – beim Zerfall von K verwandeln sich die Isotope 40K (11 %) in Argon 40Ar und der Rest in das Isotop 40Ca. Da K in gesteinsbildenden Mineralien (Feldspat, Glimmer, Pyroxene und Amphibole) vorkommt, ist die Methode weit verbreitet. Halbwertszeit ~1,3 Milliarden. Jahre.
Rubidium-Strontium – das Isotop von Rubidium 87Rb wird zur Bildung des Isotops von Strontium 87Sr verwendet (die verwendeten Mineralien sind Glimmer, der Rubidium enthält). Aufgrund seiner langen Halbwertszeit (49,9 Milliarden Jahre) wird es für die ältesten Gesteine der Erdkruste verwendet.
Radiokarbon – wird in der Archäologie, Anthropologie und in den jüngsten Sedimenten der Erdkruste verwendet. Das radioaktive Kohlenstoffisotop 14C entsteht durch die Reaktion kosmischer Teilchen mit Stickstoff 14N und reichert sich in Pflanzen an. Nach ihrem Tod zerfällt Kohlenstoff 14C, und die Zerfallsgeschwindigkeit bestimmt den Zeitpunkt des Todes der Organismen und das Alter der Wirtsgesteine (Halbwertszeit 5,7 Tausend Jahre).
Zu den Nachteilen all dieser Methoden gehören:
geringe Genauigkeit der Bestimmungen (ein Fehler von 3-5 % ergibt eine Abweichung von 10-15 Millionen Jahren, was die Entwicklung einer fraktionierten Schichtung nicht zulässt).
Verzerrung der Ergebnisse durch Metamorphose, wenn ein neues Mineral gebildet wird, das dem Mineral des Ausgangsgesteins ähnelt. Zum Beispiel Serizit-Muskowit.
Dennoch haben nukleare Methoden eine große Zukunft, da die Ausrüstung ständig verbessert wird und zuverlässigere Ergebnisse erzielt werden können. Dank dieser Methoden wurde festgestellt, dass das Alter der Erdkruste 4,6 Milliarden Jahre übersteigt, während es vor der Anwendung dieser Methoden nur auf Dutzende und Hunderte Millionen Jahre geschätzt wurde.
Die relative Geochronologie bestimmt das Alter von Gesteinen und die Reihenfolge ihrer Entstehung mit stratigraphischen Methoden, und der Abschnitt der Geologie, der die Beziehungen von Gesteinen in Zeit und Raum untersucht, wird Stratigraphie (von lat. stratum-layer + griech. grapho) genannt.
biostratigraphisch oder paläontologisch,
nicht paläontologisch.
Paläontologische Methoden (Biostratigraphie)
Die Methode basiert auf der Bestimmung der Artenzusammensetzung fossiler Überreste antiker Organismen und der Idee der evolutionären Entwicklung der organischen Welt, wonach antike Ablagerungen Überreste einfacher Organismen und jüngere Organismen komplexer Organismen enthalten Struktur. Diese Funktion wird verwendet, um das Alter von Gesteinen zu bestimmen.
Für Geologen ist ein wichtiger Punkt, dass evolutionäre Veränderungen in Organismen und die Entstehung neuer Arten über einen bestimmten Zeitraum erfolgen. Die Grenzen evolutionärer Transformationen sind die Grenzen der geologischen Zeit der Akkumulation von Sedimentschichten und Horizonten.
Die Methode zur Bestimmung des relativen Alters von Schichten anhand von Leitfossilien wird Leitfossilienmethode genannt. Nach dieser Methode sind Schichten, die ähnliche Leitformen enthalten, gleichwertig. Diese Methode war die erste paläontologische Methode zur Bestimmung des Alters von Gesteinen. Auf dieser Grundlage wurde die Stratigraphie vieler Regionen entwickelt.
Um Fehler zu vermeiden, wird neben dieser Methode die Methode der paläontologischen Komplexe verwendet. Dabei wird der gesamte Komplex ausgestorbener Organismen in den untersuchten Schichten genutzt. In diesem Fall kann Folgendes unterschieden werden:
1-fossile Formen, die nur in einer Schicht lebten; 2-Formen, die zuerst in der untersuchten Schicht auftraten und in die darüberliegende übergingen (die untere Grenze der Schicht ist gezeichnet); 3-Formen, die aus der unteren Schicht austreten und ihre Existenz in der untersuchten Schicht beenden (überlebende Formen); 4-Formen, die in der unteren oder oberen Schicht lebten, aber nicht in der untersuchten Schicht gefunden wurden (obere und untere Grenzen der Schicht) .
Nichtpaläontologische Methoden
Die wichtigsten sind unterteilt in:
lithologisch
strukturell-tektonisch
geophysikalisch
Lithologische Methoden zur Trennung von Schichten basieren auf Unterschieden in den einzelnen Schichten, aus denen die untersuchten Schichten bestehen, hinsichtlich Farbe, Materialzusammensetzung (mineralogisch und petrographisch) und Texturmerkmalen. Unter den Schichten und Einheiten im Abschnitt gibt es solche, die sich in diesen Eigenschaften stark unterscheiden. Solche Schichten und Einheiten sind in angrenzenden Aufschlüssen leicht zu identifizieren und können über große Entfernungen verfolgt werden. Sie werden Markierungshorizont genannt. Die Methode zur Aufteilung von Sedimentschichten in einzelne Einheiten und Schichten wird als Markierungshorizontmethode bezeichnet. Für bestimmte Regionen oder Altersintervalle kann der Markierungshorizont Zwischenschichten aus Kalkstein, Kieselschiefer, Konglomeraten usw. sein.
Die mineralogisch-petrographische Methode wird verwendet, wenn es keinen Markierungshorizont gibt und die Sedimentschichten eine ziemlich einheitliche lithologische Zusammensetzung haben; dann werden zum Vergleich einzelner Schichten im Abschnitt und ihres relativen Alters die mineralogisch-petrographischen Merkmale einzelner Schichten herangezogen. Beispielsweise wurden in mehreren Sandsteinschichten Mineralien wie Rutil, Granat und Zirkon identifiziert und deren prozentualer Gehalt bestimmt. Basierend auf dem Mengenverhältnis dieser Mineralien wird die Mächtigkeit in einzelne Schichten oder Horizonte unterteilt. Der gleiche Vorgang wird in einem angrenzenden Abschnitt ausgeführt, und dann werden die Ergebnisse miteinander verglichen und die Schichten im Abschnitt werden korreliert. Die Methode ist arbeitsintensiv – es ist die Auswahl und Analyse einer großen Anzahl von Proben erforderlich. Gleichzeitig ist die Methode auch für kleine Flächen anwendbar.
Strukturell-tektonische Methode – sie basiert auf der Idee der Existenz von Sedimentationsbrüchen in großen Bereichen der Erdkruste. Sedimentationsbrüche treten auf, wenn der Bereich des Meeresbeckens, in dem sich Sedimente angesammelt haben, angehoben wird und die Sedimentbildung dort für diesen Zeitraum stoppt. In späteren geologischen Zeiten könnte dieses Gebiet wieder absinken und wieder zu einem Meeresbecken werden, in dem sich neue Sedimentschichten ansammeln. Die Grenze zwischen den Schichten ist eine Fläche der Diskordanz. Anhand solcher Oberflächen wird die Sedimentabfolge in Einheiten unterteilt und in benachbarten Abschnitten verglichen. Sequenzen, die zwischen identischen Abweichungsflächen liegen, gelten als gleich alt. Im Gegensatz zur lithologischen Methode dient die strukturell-tektonische Methode dem Vergleich großer stratigraphischer Einheiten in Schichten.
Ein Sonderfall der strukturell-tektonischen Methode ist die Methode der Rhythmostratigraphie. Dabei wird der Sedimentabschnitt in Einheiten unterteilt, die im Becken beim abwechselnden Absinken und Heben der Sedimentationsoberfläche, die mit dem Vorrücken und Zurückweichen des Meeres einhergingen, entstanden sind. Dieser Wechsel spiegelte sich in den Sedimentschichten als sequenzieller Wechsel der Horizonte von Tiefwassergesteinen zu Flachwassergesteinen und umgekehrt wider. Wenn ein solcher sequentieller Horizontwechsel in einem Abschnitt wiederholt beobachtet wird, dann wird jeder von ihnen in einen Rhythmus unterschieden. Und nach solchen Rhythmen werden stratigraphische Abschnitte innerhalb eines Sedimentationsbeckens verglichen. Diese Methode wird häufig verwendet, um Abschnitte dicker kohleführender Schichten zu korrelieren.
Der Prozess der Bildung magmatischer Körper geht mit ihrem Eindringen in die Sedimentschichten der Gesteine einher. Daher ist die Grundlage für die Bestimmung ihres Alters die Untersuchung der Beziehungen zwischen den magmatischen und Erzgangkörpern und den Sedimentgesteinseinheiten, die sie durchschnitten haben und deren Alter festgestellt wurde.
Geophysikalische Methoden basieren auf dem Vergleich von Gesteinen anhand ihrer physikalischen Eigenschaften. Geophysikalische Methoden stehen in ihrem geologischen Wesen der mineralogisch-petrographischen Methode nahe, da hierbei einzelne Horizonte identifiziert, ihre physikalischen Parameter verglichen und Schnitte damit korreliert werden. Geophysikalische Methoden sind nicht eigenständiger Natur, sondern werden in Kombination mit anderen Methoden eingesetzt.
Die betrachteten Methoden der absoluten und relativen Geochronologie ermöglichten es, das Alter und die Reihenfolge der Gesteinsbildung zu bestimmen, die Periodizität geologischer Phänomene festzustellen und Etappen in der langen Erdgeschichte zu identifizieren. In jeder Phase häuften sich Gesteinsschichten sukzessive an, und diese Anhäufung erfolgte über einen bestimmten Zeitraum. Daher enthält jede geochronologische Klassifikation doppelte Informationen und kombiniert zwei Skalen – stratigraphische und geochronologische. Die stratigraphische Skala spiegelt die Abfolge der Ansammlung von Schichten wider, und die geochronologische Skala spiegelt den diesem Prozess entsprechenden Zeitraum wider.
Basierend auf einer großen Menge an Daten aus verschiedenen Regionen und Kontinenten wurde die für die Erdkruste gemeinsame Internationale Geochronologische Skala erstellt, die die Abfolge von Zeitabschnitten widerspiegelt, in denen bestimmte Sedimentkomplexe gebildet wurden, und die Entwicklung der organischen Welt.
In der Stratigraphie werden Einheiten von groß nach klein betrachtet:
Eonothema – Gruppe – System – Abteilung – Ebene. Sie entsprechen
Äon – Ära – Periode – Epoche – Jahrhundert
