Historisk teologi. Historisk geologi: grunnleggende vitenskap, grunnleggende forskere, litteraturgjennomgang. Historisk geologi med grunnleggende paleontologi og astronomi
FORORD................................................. ................................................... ........................................ 3
INTRODUKSJON................................................. ...................................................... ............................................................ 4
DEL I GRUNNLEGGENDE PRINSIPPER OG METODER FOR HISTORISK GEOLOGI 7
KAPITTEL 1. HISTORISK GEOLOGISKE FAG OG OPPGAVER......................... 7
KAPITTEL 2. STRATIGRAFI OG GEOKRONOLOGI......................................... ............................ 14
2.1. TYPER STRATIGRAFISKE ENHETER OG KRITERIER FOR DERES IDENTIFIKASJON 16
2.2. RELATIV GEOKRONOLOGI........................................................ ............... 18
2.3. ABSOLUTT GEOKRONOLOGI................................................ ................................... 36
2.4. INTERNASJONAL GEOKRONOLOGISK MÅLE................................................... 41
2.5. STANDARDER FOR STRATIGRAFISKE ENHETER........................................... 42
KAPITTEL 3. GRUNNLEGGENDE METODER FOR HISTORISK OG GEOLOGISK ANALYSE 47
3.1. ANSIKTSMETODE ................................................... ................................................... 48
3.2. ANALYSE AV PALEONTOLOGISK MATERIALE (BIOFASIELL OG PALEØKOLOGISK ANALYSE)........................................ ................................................................ ........................................................................ ..... 54
33. PALEOGEOGRAFISKE METODER................................................... ................................................... 57
3.4. FORMASJONSANALYSE......................................................... ................................................... 77
3.5. PALEOGEOGRAFISKE KART................................................... ................................................ 79
DEL II. JORDENS GAMLE HISTORIE......................................................... ............................ 82
KAPITTEL 4. JORDENS OPPVEKKELSE OG FØRERKEANSKE HISTORIE......................................... 82
4.1. DANNING AV SOLSYSTEMET........................................... ............... ........ 82
4.2. DANNING AV PLANETTER, KONDENSERING OG AKKUMULERING AV INTERSTELLAR MATERIE 84
4.3. PRE-ARCHEAN (HADEAN) STADET AV JORDENS UTVIKLING................................... 86
KAPITTEL 5. ARKEISK HISTORIE......................................... ...................................................... 88
5.1. GENERELL INNDELING AV PREKAMBRIAN.................................................. ...................... 88
5.2 TIDLIG ARKEISK (4,0-3,5 milliarder år)................................... .... ................................... 90
5.3. MIDDEL- OG SENARKEISK (3,5-2,5 milliarder år)................................... .......... ......... 98
5.4. GEOLOGISKE INNSTILLINGER I ARKEAN.......................................... ...... ... 106
5.5. LIVETS OPPRINNELSE................................................... ........................................................ 108
5.6. MINERALER ................................................ . ................................... 109
6.2. SEDIMENTASJONSMILJØ................................................... ........................... 121
6.3. MINERALER ................................................ . ................................... 122
KAPITTEL 7. SEN PROTEROZOISK................................................... ...................................................... 123
7.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER........................................... 123
7.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 129
7.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD.. 129
7.4. KLIMATISK SONERING................................................... ................................... 141
7. 5. MINERELLE RESSURSER........................................... ...................................... 142
DEL III JORDENS FANEOZOISKE HISTORIE........................................... ......... ......... 145
PALAEOZOISK ................................................ . ................................................................ ...................... 145
KAPITTEL 8. VENDIANPERIODE.................................................. ...................................................... .... 149
8.1 OM POSISJONEN TIL VENDIANSYSTEMET I DEN GENERELLE KRONOSTRATIGRAFISKE SKALA 149
8.2. STRATOTYPER AV VENDIANSYSTEMET.................................................. .......... 150
8.3. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 155
8.4. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD.. 156
8.5 KLIMATISK SONERING................................................... ...................... 162
KAPITTEL 9. DEN KAMBRISKE PERIODEN......................................... ................................... 166
9.1. STRATIGRAFISK INDELING OG STRATOTYPER........................................... 166
9.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 170
9.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD.. 173
9.4: KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING......... 180
9.5. MINERALER ................................................ . ................................... 185
KAPITTEL 10. ORDOVICIERPERIODE.................................................. ...................................... 185
10.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 186
10.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 187
103. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD. 191
10.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING....... 201
10.5. MINERALER ................................................ . ......................... 204
KAPITTEL 11. SILURIAN PERIODE.................................................. ...................................... 205
11.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 205
11.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 207
11.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 209
11.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONING....... 216
11.5. MINERALER ................................................ . ........................ 219
KAPITTEL 12. DEVONIAN PERIODE.................................................. ...................................................... 219
12.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 219
12.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 221
12.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 224
12.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING....... 236
12.5. MINERALER ................................................ . ........................ 239
KAPITTEL 13. KULLTID.................................................. ...................... 240
13.3 STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 240
13.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 246
13.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING....... 263
135. MINERALRESSURSER................................................... ...................................... 269
KAPITTEL 14. PERMISK PERIODE.................................................. ...................................................... 270
14.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 271
14.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 274
14.5. MINERALER ................................................ . ........................ 289
MESOZOISK TID ................................................... ................................................... ........................ 290
KAPITTEL 15. TRIASSISK PERIODE.................................................. ...................................................... 290
15.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 290
15.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 292
15.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 294
15.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING....... 303
15.5. MINERALER ................................................ . ........................ 305
KAPITTEL 16. JURASSIC PERIODE.................................................. ...................................................... .... 307
16.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 307
16.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 312
163. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD. 315
16.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONING....... 325
165. MINERALRESSURSER................................................... ................................................ 331
KAPITTEL 17. KRITT .................................................. ................................................................... 331
17.1. STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 332
17.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 335
17.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 341
17.4. UTVIKLING OG UTRYDNING AV FAUNA I KRIDT......... 356
175. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING........ 358
17.6 MINERELLE RESSURSER................................................... ............................................ 363
CENIOZOIC ERA ................................................... ................................................... ............................ 364
18.2 ORGANISK VERDEN................................................... ........................................................... 368
18.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 369
18.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONERING....... 383
18.5. MINERALER ................................................ . ............................ 388
KAPITTEL 19. NEOGENPERIODE.................................................. ...................................................... 389
19.1 STRATIGRAFISK INNDELING OG STRATOTYPER................................... 389
19.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 391
19.3. PALEOTEKTONISKE OG PALEOGEOGRAFISKE FORHOLD 393
19.4. KLIMATISK OG BIOGEOGRAFISK SONING....... 407
19.5 MINERELLE RESSURSER................................................... ........................... 410
KAPITTEL 20. KVARTERÆR (ANTROPOGEN) PERIODE................................... 412
20.1. STRATIGRAFISK INNDELING........................................................ ................ .... 412
20.2. ORGANISK VERDEN................................................ ................................................... 417
20.3. NATURLIGE FORHOLD................................................ ................................................... 420
20.4. MINERALER ................................................ . ................................ 427
KONKLUSJON................................................. ................................................................ ...................................... 428
LITTERATUR................................................. ................................................................ ...................................... 438
HISTORISK GEOLOGI
Opplæringen
FORORD
Historisk geologi er et av de grunnleggende fagene i opplæringsprogrammet for spesialister innen "geologi". For å mestre materialet effektivt, er det nødvendig å gi studentene en tilstrekkelig mengde pedagogisk og metodisk litteratur. I løpet av det siste og et halvt tiåret har ledende team i landet gitt ut tre kjente lærebøker som er mye brukt på de fleste universiteter. Dette er en lærebok av teamet ved Institutt for historisk og dynamisk geologi ved St. Petersburg State Mining Institute (nå SPGU) "Historical Geology with the Fundamentals of Paleontology", 1985. Forfattere - E.V. Vladimirskaya, A.Kh. Ka-garmanov, N.Ya. Spassky og andre. I 1986 ble læreboken "Historisk geologi" av G.I. Nemkov, E.S. utgitt. Levitsky, I.A. Grechishnikova, etc., utarbeidet ved Institutt for regional geologi og paleontologi ved Moscow Geological Prospecting Institute (nå MGGA). I 1997 publiserte MSU-forskere læreboken "Historisk geologi"; forfattere - V.E. Khain, N.V. Koronovsky og N.A. Yasamanov. Alle disse lærebøkene ble brukt i utarbeidelsen av denne håndboken om historisk geologi. La oss også nevne "Historical Geology with the Fundamentals of Paleontology," publisert i 1998 (forfatter - M.D. Parfenova). Manualen ble utarbeidet ved Institutt for generell og historisk geologi ved Tomsk Polytechnic University. Mangelen på lærebøker for dette kurset er imidlertid ikke eliminert, siden de to første lærebøkene ble utgitt for ganske lenge siden, og de to siste har et lite opplag og har allerede blitt en bibliografisk sjeldenhet. Det var behov for å utarbeide en ny lærebok som skulle være tilgjengelig for våre elever og ta hensyn til originalt sibirsk materiale.
Det er også nødvendig å understreke følgende forhold. Velkjente lærebøker om historisk geologi tolker utviklingen av jorden annerledes og gir ulik oppmerksomhet til spørsmålene om ny global tektonikk. Hvis i lærebøkene til E.V. Vladimirskaya et al. (1985), G.I. Nemkov et al. (1986) er spørsmålene om litosfærisk platetektonikk nesten ikke vurdert eller opptar en veldig beskjeden plass, så er den siste læreboken av V.E. Khain, N.V. Koronovsky og N.A. Yasamanov (1997) er fullstendig basert på dette konseptet.
Etter forfatternes mening er det nødvendig å være kritisk til mobilismehypotesen, siden mange faktadata ikke kan inneholdes innenfor rammen av platetektonikk alene. Konseptet med litosfæriske plater står overfor spesielle vanskeligheter i forhold til de paleozoiske og prekambriske stadiene i jordhistorien. Hovedmotsigelsen er de dype røttene til kontinentene, som ikke lar dem bevege seg fritt langs det asthenosfæriske laget, samt tilstedeværelsen av ringstrukturer og fraværet av store ansamlinger av sedimentært materiale i subduksjonssoner. Etter vår mening er bruken av pulsasjonshypotesen, som er basert på vekslende epoker med kompresjon og utvidelse av jorden på grunn av kosmiske årsaker, berettiget. Tilsynelatende er ekspansjonsepoker assosiert med utseendet til riftsoner og divergensen mellom kontinenter. Etter verkene til V.A. Obruchev og M.A. Usov, har disse ideene blitt spesielt aktivt utviklet de siste årene av E.E. Milanovsky og hans støttespillere; disse ideene blir prioritert i denne opplæringen. Konseptet med ny historisk geologi bør tilsynelatende bare ta hensyn til begrenset spredning under den pulserende utviklingen av jorden, syklisiteten og utviklingen av alle geologiske prosesser, inkludert utviklingen av den organiske verden observert på paleontologisk materiale.
Den foreslåtte læreboken har et volum som kan sammenlignes med lærebøkene nevnt ovenfor og dekker alle deler av kurset som tilbys av programmet. En av nyvinningene i denne læreboken er kombinasjonen av informasjon om paleogeografien til forskjellige perioder av fanerozoikum med de mest karakteristiske avsnittene, som også viser distribusjonen av fossile rester. De velkjente planene til N.M. Strakhov, supplert av forfatterne, blir tatt som grunnlag for paleogeografiske rekonstruksjoner. Disse generaliserte diagrammene presenteres i farger for første gang, noe som burde forbedre oppfatningen av materialet som presenteres betydelig. Sammen med disse ordningene, som ikke tar hensyn til begrepet ny global tektonikk, inneholder læreboken platetektoniske rekonstruksjoner av eldgamle kontinenter, som vi har lånt fra boken til J. Monroe & R. Wicander, 1994. Tabeller over karakteristiske organismer av ulike systemer er kompilert etter eksemplet fra læreboken til G. I. Nemkova et al. (1986), supplert med sibirsk materiale og til det maksimale; er i nærheten av samlingene som er tilgjengelige ved Institutt for paleontologi og historisk geologi ved Tomsk State University.
Innholdet i læreboken ble diskutert med kolleger ved Institutt for paleontologi og historisk geologi ved TSU. Forfatterne er takknemlige til førsteamanuensis N.I. Savina for hennes hjelp med å redigere læreboken, professor i TSU A.I. Rodygin og førsteamanuensis G.M. Tatyanin for verdifulle råd når de leser en rekke kapitler, samt førsteamanuensis ved Moscow State University D.I. Panov, som kom med viktige kritiske kommentarer, som gjorde det mulig å forbedre innholdet og strukturen i læreboka. Vi uttrykker vår takknemlighet til sjefen for avdelingen for departementet for naturressurser i Russland, den ærede geologen i Russland L.V. Oganesyan og generaldirektøren for Geoinformmark CJSC G.M. Geisherik for deres hjelp med utgivelsen av læreboken for den 300. 1. utgaven av Gruvedrift og geologisk tjeneste i Russland. Vi takker V.A. Konovalova, T.N. Afanasyeva og E.S. Ab-durakhmanova, som deltok i datamaskinskrivingen, samt alle menneskene som bidro til publiseringen av dette arbeidet.
INTRODUKSJON
Historisk geologi- en syntetisk disiplin som integrerer data fra mange andre geologiske vitenskaper. Emne Studiet av historisk geologi er jorden, mer presist, dens øvre solide skall - jordskorpen. Mål historisk geologi - identifisere prosessene som skjedde i jordskorpen i løpet av geologisk tid, belyse mønstrene for dens utvikling, gjenskape med størst fullstendighet bilder av utviklingen av biosfæren i tidligere geologiske epoker på planeten vår.
De viktigste dokumentene som brukes til å rekonstruere den geologiske historien til utviklingen av regionen, er bergarter og de fossile organiske restene som finnes i dem, samlet av geologer under feltarbeid. Informasjon om geologiske fenomener og episoder som skjedde i geologisk fortid er basert på disse materialene. En omfattende studie av steinprøver i laboratorier, restaurering av utseendet til dyr og planter, deres levemåte og samspill med miljøet.Lar oss dechiffrere visse geologiske hendelser som fant sted og rekonstruere de fysiske og geografiske forholdene som fantes på jordens overflate i tidligere geologiske tidsepoker.
Historisk geologi løser følgende grunnleggende oppgaver:
1. Studie av forekomst av berglag, restaurering av kronologisk rekkefølge
Detaljene om utdanningen deres, fastsettelse av relativ alder. Bergarter som utgjør jordskorpen
ble dannet ikke umiddelbart, men i en eller annen rekkefølge; og i samme tidsrom
I ulike deler av jordoverflaten oppsto ulike sammensetninger og opphav.
raser Denne oppgaven går ut på å studere sammensetning, sted og tidspunkt for dannelse av steinlag, og
også identifisere deres relasjoner og sammenligne (korrelasjon) med hverandre bestemmes av
logisk disiplin stratigrafi(fra latin stratum - lag og gresk grafo - skriv).
Samtidig bruker stratigrafi i stor grad data fra litologi, paleontologi,
strukturell geologi, relativ og absolutt geokronologi.
2. Analyse av dannelsen og utviklingen av liv på jorden er prerogativet paleontologi. Seksjoner pa
Leontologi: paleofaunistikk Og paleofloristics studere helheten deretter
arter og planter som levde på et bestemt tidspunkt under ulike klimatiske forhold, samt ca
opprinnelse og utvikling av faunaer og floraer over tid. Kapittel paleobiogeografi avslører naturlig
den romlige så vel som tidsmessige fordeling av fossile dyr og planter.
3. Restaurering av de fysiske og geografiske forholdene på jordens overflate av det geologiske
tidligere, spesielt fordelingen av land og hav, lindring av land og verdenshavet, dybder, salt
temperatur, tetthet, dynamikk i havområdene, klima, biologisk og geokjemi
kjemiske forhold er et av de vanskeligste problemene i historisk geologi. Hun er den viktigste
vitenskapens oppgave paleogeografi, som i forrige århundre dukket opp fra historisk geologi inn i
en uavhengig gren av vitenskapelig kunnskap. Paleogeografisk forskning er umulig
ledet uten å studere materialsammensetningen, strukturelle og strukturelle strukturen til sedimentære fjell
nye raser.
4. Rekonstruksjon av tektoniske bevegelsers historie. Multi-alder og multi-skala
spor av tektoniske bevegelser i form av forstyrrelser i primærforekomsten av berglag og
geologiske kropper observeres overalt på jordens overflate. Definisjon av tid
manifestasjoner, natur, størrelse og retning av visse tektoniske bevegelser omhandler regional geotektonikk, og studerer historien om utviklingen av ulike strukturelle elementer i enkeltområder og hele jordskorpen historisk geotektonikk.
5. Rekonstruksjon og forklaring av vulkanismens, plutonismens og metamorfosens historie. I kjernen
forskning ligger i å bestemme den relative og absolutte alderen til vulkansk-sedimentær -
magmatiske, magmatiske og metamorfe bergarter, samt etablering av primærnaturen etter
dager. Etter dette identifiseres områder med vulkansk aktivitet, området identifiseres og rekonstrueres
Effektene av vulkanisme og plutonisme bestemmer de geokjemiske egenskapene til mantelstrømmer.
Dette er oppgavene geokjemi Og petrologi.
6. Identifisere distribusjonsmønstre av mineraler i jordskorpen - denne oppgaven
hjelper til med å løse geologidelen læren om mineraler.
7. Etablering av strukturen og utviklingsmønstrene til jordskorpen. Dette er en av de viktigste
problemer med historisk geologi, som ikke kan løses uten å bruke kunnskap fra mange
disipliner og områder innen geovitenskap. Dette problemet kan først og fremst løses ved regional
naya geologi, regional Og historisk geotektonikk, geokjemi, romgeologi, geofysikk
zika, petrologi og andre vitenskaper.
Historisk geologi, basert på generalisering, analyse av ulike fakta og dokumentarisk materiale, gjenskaper fragmenter av utviklingen av jordskorpen og bilder av den geologiske fortiden. Dette er faktisk hovedoppgaven.
Historisk geologi bruker hovedsakelig data om den geologiske strukturen til land, som opptar bare en tredjedel av jordens overflate. Den raske utviklingen av marin geologi de siste to tiårene har gitt oss ny informasjon om geologien til bunnen av hav og hav; disse materialene bidrar til å rekonstruere bare den relativt nyere historien om utviklingen av havskorpen. Mønstrene avslørt i dette tilfellet kan vanskelig interpoleres til fjernere geologiske soner og epoker (prekambrium, paleozoikum). Å gjenopprette jordens geologiske historie i sin helhet ved å bruke hele settet av både tidligere og nye metoder og mønstre er oppgaven til forskere i det kommende 21. århundre.
Kunnskap om historisk geologi er nødvendig når man studerer regional geologi, som vurderer den geologiske strukturen til individuelle regioner på jorden som et resultat av deres geologiske historie. Samtidig gjør generalisering og analyse av regionale geologiske data det mulig å rekonstruere jordens historie som helhet og identifisere mønstre for dens utvikling i tidligere geologiske epoker.
Historisk geologi som vitenskap oppsto på begynnelsen av 1700- og 1800-tallet. Imidlertid har menneskeheten lenge vært interessert i opprinnelsen til bergarter og fossilene de inneholder, og måtene jordoverflaten ble forvandlet på. Det er mange interessante geologiske observasjoner og ideer i arbeidene til forskere fra det gamle Egypt, Hellas, Roma, India og Kina om disse problemene, men de ble ikke gitt mye betydning før renessansen.
I 1669 formulerte den danske naturforskeren Niels Stensen (1638-1686), som arbeidet i Italia og var kjent i vitenskapelige kretser som Nicholas Stenon, seks grunnleggende regler (postulater) for stratigrafi.
1. Jordlagene er et resultat av sedimentering i vann.
2. Laget som inneholder fragmentene av et annet lag ble dannet etter det.
3. Hvert lag ble avsatt senere enn laget det ligger på, og tidligere enn det som går foran det
dekker.
5. Laget skal ha ubestemt utstrekning og kan spores på tvers
hvilken som helst dal.
6. Laget ble først avsatt horisontalt; hvis den er tiltet, så har den opplevd en slags bøyning. Hvis et annet lag hviler på skrå lag, skjedde deres bøyning før avsetningen av dette andre laget.
I disse grunnleggende bestemmelsene til Stenon ser vi først og fremst begynnelsen på slike vitenskaper som stratigrafi og tektonikk,
På midten av 1700-tallet. Verkene til J. Buffon og I. Kant dukket opp, der det på grunnlag av kosmogoniske ideer ble uttrykt ideer om variasjonen og utviklingen av jordens historie.
Den mest korrekte forklaringen på geologiske fenomener ble gitt i verkene til den strålende russiske forskeren M.V. Lomonosov (1711-1765). Han delte geologiske prosesser inn i indre og ytre og tildelte den ledende rollen til interne årsaker i dannelsen av fjell og depresjoner. M.V. Lomonosov var faktisk den første som brukte prinsippet om aktualitet. Han påpekte tydelig at studiet av moderne geologiske prosesser lar oss forstå jordens fortid. Med henvisning til betingelsene for dannelsen av sedimentære bergarter skrev han i sitt arbeid "On the Layers of the Earth" (1763): "... disse forskjellige typer materie som ligger oppå hverandre (som kalles flater) viser at de ikke skjedde samtidig, men sammen har gjennomgått... generelle og spesifikke endringer. Sandlagene var tidligere havbunnen eller en stor elv."
Historisk geologi oppsto i andre halvdel av 1700-tallet. og dannet en enkelt helhet med stratigrafi. Imidlertid var stratigrafiske studier sjeldne og fragmenterte. Et stort bidrag til utviklingen av denne vitenskapen ble gitt av den italienske vitenskapsmannen D. Arduino, som i 1760 opprettet det første opplegget for å dele bergarter etter alder. Takket være forskningen til tyske geologer, spesielt A. Werner (1750-1817), ble et regionalt stratigrafisk opplegg for Sentral-Tyskland utviklet, og på grunnlag av det ble den geologiske historien til utviklingen av Europa rekonstruert.
På slutten av 1700-tallet. Mye geologisk informasjon har samlet seg, men det er ennå ikke funnet en pålitelig metode for å bestemme sedimentenes synkronisitet og tidsalder og, følgelig, prosessene som forårsaket dem. Derfor var en historisk systematisering av den innsamlede informasjonen umulig. Denne nøkkelen var den paleontologiske (biostratigrafiske) metoden, hvis grunnlegger var den engelske ingeniøren W. Smith (1769-1839). Riktignok etablerte hans forgjenger, den franske abbeden Giraud Soulavi, tilbake i 1779 en konsekvent rekke av komplekser av fossile organismer i seksjonen av sedimentære lag i Sør-Frankrike og kom til den konklusjon at den kronologiske rekkefølgen av epoker med dominans av forskjellige komplekser av marine dyr tilsvarer sekvensen av forekomst og relativ alder til fjelllagene som er vert for denne faunarasen Den praktiske betydningen av fossile organismer for deling og korrelasjon av sedimentære lag ble imidlertid vist av W. Smith, som kompilerte den første skalaen av den vertikale sekvensen av sedimentære bergarter i England basert på den biostratigrafiske metoden.
Grunnleggerne av den paleontologiske metoden, sammen med W. Smith, er de franske vitenskapsmennene J. Cuvier (1769-1832) og A. Brongniard (1801-1876). Ved å utføre geologisk forskning på samme tid, men uavhengig av hverandre, kom de til de samme konklusjonene knyttet til rekkefølgen av forekomsten av lagene og restene av fossil fauna inneholdt i dem, noe som gjorde det mulig å kompilere de første stratigrafiske kolonnene , utsnitt og geologiske kart over en rekke regioner i England og Frankrike. Basert på den paleontologiske metoden ble på 1800-tallet de fleste kjente geologiske systemer identifisert og geologiske kart ble satt sammen. Oppdagelsen av en ny metode bidro til den raske utviklingen av historisk geologi og markerte begynnelsen på det "stratigrafiske" stadiet i utviklingen av denne vitenskapen. I 20 år av 1800-tallet. (:1822-1841), kalt av B.S. Sokolov den "heroiske æra" i utviklingen av geologi, ble nesten alle hovedinndelingene av den generelle stratigrafiske skalaen etablert, noe som gjorde det mulig å systematisere omfattende geologisk materiale i kronologisk rekkefølge. Imidlertid var disse prestasjonene preget av dominansen av ideene om katastrofe, guddommelige skapelseshandlinger, som forklarte endringen i komplekser av dyr og planter i en vertikal seksjon.
Den store franske vitenskapsmannen J. Cuvier var ikke bare en av grunnleggerne av den paleontologiske metoden, men også forfatteren av teorien om katastrofer, som en gang nøt stor popularitet. Basert på geologiske observasjoner viste han at noen grupper av organismer døde ut over geologisk tid, men nye tok deres plass. Hans tilhengere J. Agassiz (1807-1873), A. d'Orbigny (1802-1857), L. Elie de Beaumont (1798-1874) og andre begynte å forklare ikke bare utryddelsen av organismer, men også mange andre hendelser på jordoverflaten ved katastrofer Etter deres mening var endringer i forekomsten av bergarter, relieff, endringer i landskap eller habitatforhold, samt utryddelse av organismer, resultatet av katastrofale fenomener i forskjellige skalaer som skjedde på jordens overflate.Senere , ble teorien om katastrofer skarpt kritisert av de fremragende vitenskapsmennene på 1800-tallet, J. Lamarck (1744-1829), Charles Lyell (1797-1875), Charles Darwin (1809-1882). Den franske naturforskeren J. Lamarck skapte læren om utviklingen av den organiske verden og for første gang proklamerte den som en universell lov om levende natur. Den engelske geologen Charles Lyell hevdet i sitt arbeid "Fundamentals of Geology" at store endringer på jorden ikke skjedde som et resultat av destruktive katastrofer, men som et resultat av langsomme, langsiktige geologiske prosesser.Kunnskap om jordens historie Charles Lyell foreslo å starte med studiet av moderne geologiske prosesser, og mente at de er «nøkkelen til fortidens kunnskapsgeologiske prosesser». Denne posisjonen til Charles Lyell ble senere kalt "aktualismens prinsipp."
Et knusende slag for katastrofen ble gitt av opptredenen av Charles Darwins On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859). Hans konklusjoner om viktigheten av naturlig utvalg i utviklingen av den organiske verden styrket rollen til fossile organiske levninger som dokumenter for livets historie og som grunnlag for den kronologiske inndelingen av bergartene. Charles Darwins ideer om ufullstendigheten i den geologiske og paleontologiske oversikten var også av stor betydning i utviklingen av historisk geologi. Utseendet til verkene til Charles Darwin ga stor støtte til læren til evolusjonister, siden de beviste at den organiske verden er transformert gjennom langsomme evolusjonære endringer.
I følge V.M. Podobina og G.M. Tatyanin (Evolution.., 1997), i jordens historie, under påvirkning av overveiende kosmiske og tektoniske faktorer, observeres en gradvis komplikasjon av biotaen med periodisk forstyrrelse av balansen og jevn utvikling. Siden J. Cuviers tid har forskere gjentatte ganger lagt merke til hvordan noen organismer med visse intervaller ga etter i økosystemer for andre, mer progressive former. Utviklingen av slike ideer på vitenskapelig grunnlag ble imidlertid mulig først på 1900-tallet, med akkumulering av informasjon om den organiske verdenen fra tidligere geologiske epoker. Den geokronologiske faktoren (geologisk tid) blir i dette tilfellet en av de ledende. Den diskontinuerlige naturen til den kontinuerlige utviklingen av biota er en integrert del av den globale prosessen med evolusjon av organismer og bestemmes, som studier av mange forskere har vist, av jordens revolusjon sammen med solsystemet rundt sentrum av galaksen , passering av ulike sektorer av den galaktiske bane og andre "kosmiske" årsaker, deres samspill med jordens indre energi.
I komplekst organiserte former med seksuell differensiering observeres syklisk utvikling (dannelse, utvikling og utryddelse), og slike organismer er mer utsatt for utryddelse under naturkatastrofer. Progressiv (mainstream) evolusjon, ifølge V.M. Podobina og G.M. Tatyanin (1997), skyldes tilsynelatende, i tillegg til naturlig utvalg ifølge Charles Darwin, påvirkningen fra såkalte "katalysatorer" (aktive soner, rifter, etc. ..d.), som bidro til den akselererte mutasjonsprosessen og rask utvikling av organismer som kom inn i disse sonene under migrasjon.
Ved å studere Phanerozoic foraminifera, samt å ta hensyn til utviklingen av andre organismer i henhold til publiserte verk, antyder V.M. Podobina og GM Tatyanin at følgende hovedfaktorer påvirket utviklingen av biota:
1. Kosmisk (sirkulasjon av jorden sammen med solsystemet rundt sentrum av galaksen,
endring i solstråling, fall av asteroider, meteoritter, endring i eksentrisitet
jordens banesystem, jordens rotasjonsakse osv.).
2. Tektonisk (orogenese, rifting, dannelse av dyphavsgraver, innsynkning,
løft osv.).
3. Geokronologisk (geologisk tid).
Følgende to faktorer henger sammen med de to første faktorene:
4. Paleogeografisk (økosystemomorganiseringer: abiotiske og biotiske endringer
nia, forholdet mellom organismer).
5. Temperatur (klima og vertikal sonering: temperaturnedgang mot
poler og med dybde, en økning på visse steder i temperatur assosiert med endogene
prosesser).
6. Migrasjonsfaktor (av stor betydning i mesozoikum og spesielt kenozoikum).
I løpet av geologisk tid var påvirkningen av disse faktorene på utviklingen av organismer ulik. Som angitt, var virkningen av den første og, som en konsekvens, den andre faktoren gjeldende i de første og påfølgende stadiene av biotautvikling, deretter begynte påvirkningen av geokronologiske og andre faktorer. Den sjette faktoren ble spesielt merkbar med utseendet av aktivt eller passivt bevegelige nektoniske, planktoniske og noen bentiske organismer som et resultat av fremveksten av mer forskjellige klimatiske og andre miljøer, noe som førte til den akselererte utviklingen av visse grupper av disse organismene.
Utviklingshastigheten til representanter for biotaen forble derfor ikke konstant. Basert på studiet av noen ordener av foraminiferer, har tre hovedgrupper blitt identifisert i henhold til utviklingshastigheten, som kan spores blant andre organiske former:
1) akselerert utvikling (plankton, nekton og delvis mobil benthos); 2) moderat evolusjon (mobil benthos); 3) langsom utvikling (sakte bevegelige og fastsittende bunndyr). Innen hver gruppe kan på sin side, basert på evolusjonshastigheten, skilles ut underordnede undergrupper, som varierer i visse funksjoner.
En av de katastrofale utryddelsene av organismer ved grensen mellom kritt og paleogen påvirket, som kjent, de mest spesialiserte formene, som stort sett var i det tredje utviklingsstadiet (utryddelse). Disse er hovedsakelig globotruncans (foraminifera), ammonitter, belemnitter, dinosaurer, etc. I henhold til evolusjonens hastighet tilhører de den første gruppen. De fleste organismer i den andre og hovedsakelig tredje gruppen passerte denne milepælen uten merkbare endringer.
Samtidig med utviklingen av historisk geologi på slutten av 1700-tallet. Det var en idé om eksistensen av en mer mangfoldig geologisk vitenskap, som begynte å bli kalt "geognosi". Når det gjelder innhold, tilsvarte geognosi geovitenskap, siden den undersøkte tilstanden til alle kjente skjell på jorden. Som G.P. Leonov bemerket (1980), ved begynnelsen av 1800-tallet. To vesentlig forskjellige retninger i studiet av jorden ble bestemt: geologisk og geognostisk. Den geologiske retningen fokuserte sin oppmerksomhet på studiet av det øvre sedimentære laget av jordskorpen, og dets struktur og utvikling ble hovedsakelig vurdert fra et historisk synspunkt; geognostisk - med sin forskning dekket den hele planeten og inkluderte i studieobjektene ikke bare jordskorpen, men også alle andre skjell på jorden. Dette tvang i sin tur geologer til ikke bare å vurdere jorden fra et historisk perspektiv, men også å fokusere oppmerksomheten på å bestemme sammensetningen av geosfærer, fremveksten og utviklingen av geologiske prosesser. Derfor begynte den historiske forskningsretningen etter hvert å gå i bakgrunnen.
Ved midten av 1800-tallet. Disse inkluderer de første forsøkene på å rekonstruere de fysiske og geografiske forholdene til individuelle geologiske epoker både for store landområder (G.A. Trautschold, J. Dana, V.O. Kovalevsky) og for hele kloden (J. Marcoux). Disse verkene markerte "pa-
leogeografisk" stadium i utviklingen av historisk geologi. Av stor betydning for dannelsen av paleogeografi var innføringen i 1838 av A. Gressley (1814-1865) av begrepet facies, hvis essens er at bergarter av samme alder kan har forskjellige sammensetninger, strukturer. » form og tekstur, som gjenspeiler betingelsene for deres dannelse.
I 1859 oppsto ideen om geosynkliner i Nord-Amerika (J. Hall), og på slutten av 1800-tallet avslørte den fremragende russiske geologen A.P. Karpinsky i sine arbeider mønstrene for geologisk utvikling i den europeiske delen av Russland , la grunnlaget for læren om plattformer Ideen om geosynkliner og plattformer som de viktigste elementene i strukturen til jordskorpen tok form i form av en sammenhengende teori i arbeidet til den franske forskeren E. Hauge "Geosynclines og kontinentale områder" (1900) og ble den viktigste generaliseringen av den geologiske historien til jordskorpen.
Russisk geologisk vitenskap skylder den brede spredningen og utviklingen av disse ideene til A.A. Borisyak, som etter E. Og begynte å betrakte historisk geologi som historien om utviklingen av geosynkliner og plattformer. Ideene til A.A. Borisyak ligger til grunn for mange områder av moderne historisk geologi. På 20-tallet la A.A. Borisyaks student D.V. Nalivkin grunnlaget for læren om facies; noe senere, i verkene til R.F. Hecker, B.P. Markovsky og andre forskere, begynte en "paleøkologisk" retning i studiet av forholdet mellom organismer og miljø i fortiden å ta form.
Rett etter arbeidet til E. Og formulerte den tyske geofysikeren A. Wegener i sin mest komplette form hypotesen om kontinentaldrift (hypotesen om mobilisme). Etter en periode med glemsel, som startet på 60-tallet av det 20. århundre, ble denne ideen gjenopplivet på et nytt faktagrunnlag som hypotesen om neomobilisme (ny global tektonikk, eller litosfærisk platetektonikk). A. Holmes, G. Hess, R. Dietz, F. Wayne, D. Matthews, D. Wilson, Z. Le Pi+shon og mange andre forskere ga et stort bidrag til utviklingen av dette konseptet.
20-40-årene var en tid med utbredt utvikling av regional geologisk forskning, på grunnlag av hvilke store generelle rapporter ble opprettet om territoriet til Europa (S.N. Bubnov), Sibir (V.A. Obruchev), USSR (A.D. Arkhangelsky). Gjennomføringen av disse verkene ble forenklet av ideene om foldefaser fremsatt av den fremragende tyske tektonisten G. Stille. Basert på en generalisering av det enorme faktamaterialet om stratigrafi, paleogeografi, magmatisme og tektonikk, er hovedmønstrene for den geologiske utviklingen av jorden formulert i verkene til utenlandske (L. Kober, G. Stille) og innenlandske (A.D. Arkhangelsky, D.V. Nalivkishch N.M. Strakhov, N.S. Shatsky og andre) forskere.
Hvis slutten av XIX - 60-tallet av XX århundre. kan identifiseres som et "tektonisk" stadium i utviklingen av historisk geologi, så er det moderne stadiet preget av syntesen av raffinerte data om kontinentenes geologi, analysen av den stadig økende informasjonsstrømmen om geologien til havbunnen, arbeid for å skape et fullstendig bilde av jordens geologiske historie, for å identifisere mønstrene i denne historien og forklare deres årsakssammenheng. Samtidig er vitenskapen ikke bare avhengig av gamle, stadig forbedrede forskningsmetoder, men også på nye metoder: absolutt geokronologi, geokjemisk, geofysisk, paleomagnetisk, dyp og ultra-dyp boring.
Sammen med vitenskapelig forskning, allerede på begynnelsen av 1900-tallet. Ledende professorer begynte å undervise i kurs i historisk geologi ved høyere utdanningsinstitusjoner - først i St. Petersburg, deretter i andre byer i Russland.
På den første fasen av undervisningen ble oversatte lærebøker brukt, for eksempel M. Neymayrs tobinds "History of the Earth" (1897-1898) redigert av A.A. Inostrantsev. Senere dukket det opp lærebøker skrevet av russiske forskere. Ved det keiserlige St. Petersburg-universitetet holdt professor A.A. Inostrantsev (1903, bind II) først et kurs med forelesninger om historisk geologi. Sammen med beskrivelsen av geologiske deler av andre land i verden, A.A. Utlendinger
De geologiske egenskapene til individuelle regioner i Russland er gitt. Han gir spesielt detaljert informasjon om det kvartære systemet, studiet som inntil da hadde fått utilstrekkelig oppmerksomhet.
I 1910-1911 Ved St. Petersburg Mining Institute holdt F.N. Chernyshev et kurs med forelesninger om historisk geologi, som tok hensyn til hans mangeårige forskning på individuelle regioner i Russland.
Som allerede angitt, ligger AA Borisyaks ideer til grunn for paleogeografiske rekonstruksjoner og den tilhørende konsekvente endringen i fysiografiske omgivelser. Deretter bidro læren om facies, utviklet av D.V. Nalivkin, også til utviklingen av historisk geologisk forskning og berikelse av universitetskurset i historisk geologi. D.V. Nalivkin introduserte i tillegg informasjon om magmatisme og mineraler i løpet av historisk geologi i 1932. På 40-tallet holdt B.S. Sokolov dette forelesningskurset ved Leningrad State University, og supplerte egenskapene til periodene med de paleogeografiske trekkene til kontinentene. Samtidig ble det utgitt lærebøker om historisk geologi av G.F. Mirchinok, A.N. Mazarovich, M.K. Korovin og andre. Tobindsutgaven «Fundamentals of Historical Geology» av N.M. Strakhov (1948) var hovedlæreboken i rundt tretti år på dette tidspunktet. rate, og dens paleogeografiske skjemaer har ikke mistet sin betydning til i dag.
"Fundamentals of the History of the Earth, or an Introduction to Historical Geology" av den amerikanske forskeren W. Stokes (W. Stokes, 1960) gir en idé om den enhetlige historien til jordskorpen og dens organiske verden basert på integrering av lokale hendelser i både rom og tid.
En av de grunnleggende er læreboken til G.P. Leonov (1980), der historisk geologi betraktes som en gren av vitenskapen som belyser utviklingsmønstrene til jordskorpen og jorden som helhet.
En stor begivenhet innen forskning innen historisk geologi var den internasjonale vitenskapelige og metodologiske konferansen, organisert av Institutt for historisk og dynamisk geologi (avdelingsleder, professor A.Kh. Kagarmanov) ved St. Petersburg Mining Institute (Technical University) ( 20-21 april 1999) og dedikert til 110-årsjubileet for fødselen til den fremragende vitenskapsmannen D.V. Nalivkin. Denne konferansen bidro til utviklingen av konseptet til denne læreboken, ga en mulighet til å revurdere det akkumulerte nye teoretiske materialet og forbedre demonstrasjonsdelen betydelig.
De siste årene har hovedkursene i historisk geologi vært lærebøker redigert av professor A.Kh. Kagarmanov (1985), professor G.I. Nemkov (1986) og akademiker V.E. Khain (1997).
Utsikter for utvikling av historisk geologi er assosiert med opprettelsen av en sammenhengende teori om utviklingen av jordskorpen, som oppsummerer all den nyeste informasjonen som nylig er oppnådd av geofysikk, geokjemi, petrologi, paleontologi og andre vitenskaper. Det er nødvendig å korrekt reflektere forholdet mellom vertikale og horisontale bevegelser av jordskorpen. Grunnlaget for disse generaliseringene er kanskje ikke lenger mobilisme, som ikke er i stand til å forklare de akkumulerte fakta som motsier den, men for eksempel et pulsasjonskonsept basert på ideene om syklisitet og retning av geologiske prosesser, som for tiden utvikles av akademiker E.E. Milanovsky og andre forskere.
En av de viktigste oppgavene til historisk geologi - å identifisere distribusjonsmønstrene til mineraler - er komplisert av mineraliseringens polygenitet og polykroniske natur. Av stor interesse er de nyere dataene om plymtektonikk (superplumer, etc.) og de åpne utsiktene for å konstruere konseptet malmdannelse, olje- og gassdannelse på et nytt grunnlag.
Jakten på nye spor av liv i prekambrium og sen proterozoikum kan gi interessante resultater og utfylle vår forståelse av de tidligste stadiene av utviklingen av biosfæren og jordskorpen.
GRUNNLEGGENDE KONSEPT OG METODER FOR HISTORISK GEOLOGI
For å lykkes med å løse de tildelte problemene, må historisk geologi ha et sett med metoder. Basert på den komplekse, syntetiske naturen til historisk geologi, bruker den til sin tjeneste metodene til alle de geologiske vitenskapene som er oppført i innledningen, samt metodene for biologi, fysikk, kjemi, astronomi, matematikk, informatikk, etc.
La oss vurdere metodene for historisk geologi.
Kapittel 1. Historisk geologi - som vitenskap
Prekambrisk paleozoisk fossil geosynklinal
Historisk geologi omfatter en rekke seksjoner. Stratigrafi er studiet av sammensetningen, plasseringen og tidspunktet for dannelsen av steinlag og deres korrelasjon. Paleogeografi undersøker klima, topografi, utviklingen av eldgamle hav, elver, innsjøer, etc. i tidligere geologiske epoker. Geotektonikk handler om å bestemme tiden, naturen og størrelsen på tektoniske bevegelser. Petrologi rekonstruerer tiden og betingelsene for dannelsen av magmatiske bergarter. Dermed er historisk geologi nært knyttet til nesten alle områder av geologisk kunnskap.
Et av de viktigste problemene med geologi er problemet med å bestemme den geologiske tiden for dannelsen av sedimentære bergarter. Dannelsen av geologiske bergarter i fanerozoikum ble ledsaget av økende biologisk aktivitet, så paleobiologi er av stor betydning i geologisk forskning. For geologer er et viktig poeng at evolusjonære endringer i organismer og fremveksten av nye arter skjer innenfor en viss geologisk tidsperiode. Prinsippet om endelig suksesjon postulerer at de samme organismene er vanlige i havet på samme tid. Det følger av dette at en geolog, etter å ha bestemt et sett med fossile rester i en bergart, kan finne bergarter som ble dannet på samme tid.
Grensene for evolusjonære transformasjoner er grensene for den geologiske tiden for dannelsen av sedimentære horisonter. Jo raskere eller kortere dette intervallet er, jo større er muligheten for mer detaljerte stratigrafiske inndelinger av lag. Dermed er problemet med å bestemme alderen til sedimentære lag løst. En annen viktig oppgave er å bestemme levekår. Derfor er det så viktig å bestemme endringene som miljøet har påført organismer, vel vitende om hvilke vi kan bestemme betingelsene for dannelsen av nedbør.
Den "geologiske kolonnen" og dens tolkning av kreasjonister og uniformitarianere
Geologi, eller geovitenskap, er den vitenskapelige disiplinen som har blitt mest vellykket brukt av skeptikere for å diskreditere Bibelen. Studiet av jordens struktur, spesielt bergartene som utgjør den øvre delen av jordskorpen...
Fram til 1800-tallet ble temaet «menneske og natur» studert nesten utelukkende innenfor rammen av filosofi. De relevante fakta ble ikke systematisert. Det er ikke utført noen klassifisering av former for menneskelig påvirkning på naturen...
Geologisk menneskelig aktivitet og dens konsekvenser
"Tanke er ikke en form for energi," skrev V.I. Vernadsky. "Hvordan kan det endre materielle prosesser?" Faktisk fungerer teknogenese som en geologisk kraft som setter i gang gigantiske masser av materie ...
Geoøkologiske problemer med staten og funksjonen til økosystemet til Krasnodar-reservoaret
I oktober 1973 dukket de første notatene om den grandiose konstruksjonen av det største reservoaret i Kuban, Krasnodar-reservoaret, opp i Krasnodar-avisene. Det ble bygget etter ordre fra Ministerrådet i USSR ...
Geovitenskap som vitenskap
Jordvitenskap er vitenskapen om jord, dens skapelse (genese), natur, lagring, kraft, mønstre for geografisk ekspansjon, forhold til det omkringliggende miljøet, naturens rolle, veier og metoder for gjenvinning...
Petrografi av magmatiske og metamorfe bergarter
Petrografi er en vitenskap om den geologiske syklusen, hvis formål er en omfattende studie av bergarter, inkludert deres opprinnelse. Det skal bemerkes at petrografi i sin kjerne skal håndtere alle typer bergarter ...
Jordsmonn i Gatchina-distriktet i Leningrad-regionen
For det meste ligger Gatchina-regionen på det ordoviciske kalksteinsplatået. Dette er en relativt forhøyet slette med en svak helling i sørlige og sørøstlige retninger, sammensatt av ordoviciske kalksteiner...
Kombinert malmutviklingsprosjekt
Utvikling av Lebedinskoye gruveforekomst
Lebedinskoye-feltet er begrenset til den sentrale delen av den nordøstlige stripen av Kursks magnetiske anomali, og passerer i den sørlige delen av det sentrale russiske opplandet langs vannskillet til elvene Dnepr (i vest) og Don (i øst). .
Historisk geologi er en kompleks vitenskap som studerer utviklingen av planeten og jordskorpen og rekkefølgen av geologiske hendelser.
Forskning i disiplinene i det geologiske kretsløpet utføres i en historisk kontekst. Hver av vitenskapene undersøker utviklingen og rekkefølgen til objektene og fenomenene som studeres. I tillegg er det i geologi en rekke disipliner involvert i studiet av generell geologisk historie. Disse inkluderer historisk geologi.
Historie
Kunnskap om jordens geologiske historie har blitt akkumulert siden antikken i en enkelt geologisk retning. Forutsetningene for dannelsen av historisk geologi oppsto imidlertid først på 1800-tallet, da J. Cuvier, W. Smith og A. Brongniart oppnådde konklusjoner om rekkefølgen av horisontendringer med organiske rester. Dette fungerte som grunnlag for paleontologisk metode, en av de viktigste i denne disiplinen.
Dens fremvekst som en uavhengig vitenskap skjedde på 1800-tallet. og inkluderte to stadier, skilt ut på grunnlag av de teoretiske prinsippene som ble brukt. I første halvdel av århundret ble utviklingen av denne disiplinen derfor påvirket av teorien om katastrofer utviklet av A. d'Orbigny og J. Cuvier, og i andre halvdel ble den erstattet av ideene om evolusjonær utvikling av Charles Darwin, J. Lamarck og Charles Lyell.
I tillegg, i samsvar med rekkefølgen av dannelsen av beslektede disipliner som rådet i utviklingen av historisk geologi, denne prosessen frem til midten av det 20. århundre. er delt inn i tre stadier: stratigrafisk, paleogeografisk, tektonisk. På begynnelsen av århundret ble stratigrafi dannet: de skapte strukturen til den stratigrafiske skalaen, utviklet en skala for Europa og kronologisk systematiserte det geologiske materialet. På midten av århundret begynte dannelsen av paleogeografi takket være rekonstruksjonen av fysiografiske forhold av J. Dan og V.O. Kovalevsky og introduksjonen av A. Gressley konseptet "facies". Litt senere begynte læren om geosynkliner å dukke opp, og ved slutten av århundret - læren om plattformer, som danner grunnlaget for tektonikk. Så begynte den moderne scenen.
Selve historisk geologi tok form i andre halvdel av 1800-tallet. Samtidig ble hovedretningene for forskningen formulert.
Historisk geologi har gitt betydelige bidrag til utviklingen av geologisk kunnskap. Innenfor rammen av denne vitenskapen ble lovene for utvikling av geologiske prosesser (dannelsen av kontinenter, fremveksten og transformasjonen av plattformer og geosynkliner, endringer i magmatismens natur, etc.) avklart, og den generelle retningen til utviklingen av planeten og jordskorpen ble forutsagt.
Moderne vitenskap
Nå inkluderer historisk geologi to retninger:
- Studie av geologisk historie i sammenheng med tektonikk, paleogeografi, stratigrafi
- Skapelse av et generelt historisk og geologisk bilde med etablering av mønstre og deres relasjoner.
Dermed inkluderer denne vitenskapen geokronologi, paleotektonikk, paleogeografi, stratigrafi.
For tiden omfatter studieretningen historisk geologi flere emner. Disse inkluderer alder av bergarter (den kronologiske sekvensen av deres dannelse og posisjon i seksjonen, samt organiske rester, historien om utviklingen av organismer), fysiske og geografiske forhold (posisjon av land og hav, klima, lettelse i forskjellige perioder med geologisk historie), tektoniske omgivelser og magmatisme (utvikling av jordskorpen, dannelse og utvikling av dislokasjoner: hevninger, folder, bunner, forkastninger, etc.), forholdet mellom geologiske prosesser, den naturlige assosiasjonen av avsetninger med magmatiske legemer, geologiske komplekser og strukturer.
Dermed er hovedmålet med historisk geologi å rekonstruere sekvensen av geologiske prosesser i det indre og på overflaten av planeten.
Sammen med andre geologiske disipliner danner historisk geologi grunnlaget for generell geologi, og studerer lovene for jordens utvikling. I tillegg har denne vitenskapen brukt betydning, som består i bruken av dataene for å skape et vitenskapelig grunnlag for søk og utforskning av mineraler ved å avklare betingelsene for deres opprinnelse og lovene for plasseringen av forekomster.
Denne disiplinen er knyttet til alle geologiske vitenskaper, siden vurderingen av studieemner på dette området skjer i en historisk kontekst. I tillegg bruker historisk geologi data, konklusjoner og metoder fra mange av dem: stratigrafi, litologi, paleontologi, petrologi, tektonikk, geokjemi, regional geologi, paleogeografi, geofysikk. Historisk geologi ligger nærmest andre historiske og geologiske disipliner, som stratigrafi og paleontologi. Dessuten regnes den første av dem noen ganger som en gren av historisk geologi. Stratigrafi, inkludert biostratigrafi, danner grunnlaget for vitenskapen under vurdering, etablerer sekvensen for dannelse av bergarter, og utvikler et geokronologisk system som gir interaksjon med geokronologi. Gjennom biostratigrafi dannes det en sammenheng mellom historisk geologi og paleontologi. Rekonstruksjon av fysiske og geografiske forhold basert på innhentede data er relatert til paleogeografi. Studiet av utviklingen av jordskorpen og sekvensen av prosesser som skjer i den faller innenfor rekkevidden av tektonikk. Studiet av historien til prosessene til magmatisme, metamorfose og vulkanisme forbinder historisk geologi med petrografi.
Fag, oppgaver, metoder
Emnet for historisk geologi er bergarter og organiske rester, på grunnlag av hvilke rekkefølgen av geologiske prosesser bestemmes.
Målene for denne vitenskapen inkluderer rekonstruksjon og systematisering av utviklingsstadiene av jordskorpen og biosfæren, klargjøring av lovene og drivkreftene til disse prosessene. Dette innebærer å beregne alder på bergarter, gjenskape tektoniske strukturer og bevegelser, vulkanisme, metamorfose, plutonisme og fysiske og geografiske forhold fra fortiden.
Stratigrafi brukes til å bestemme varigheten og rekkefølgen av geologiske prosesser. Facies-settinger rekonstrueres hovedsakelig gjennom studiet av bergarter og organiske rester innenfor rammen av petrologi og paleontologi. Tektonikk omhandler å belyse rekkefølgen av tektoniske bevegelser, ved å bruke uoverensstemmelser, brudd i sedimentering, disjunktiver og plikative deformasjoner. For å etablere lovene for strukturen og utviklingen av jordskorpen, brukes data fra geotektonikk, geofysikk og regional geologi.
Historisk geologi, som nevnt ovenfor, bruker metodene til andre geologiske disipliner:
- Biostratigrafi(evolusjonære, veiledende fossiler, paleoøkologiske, kvantitative korrelasjonsmetoder),
- Geologisk(litologisk, mineralogisk-petrografisk, strukturell, økostratigrafisk, rytmestratigrafisk, klimatostratigrafisk),
- Geofysisk(magnetostratigrafisk, seismostratigrafisk),
- Absolutt geokronologi(uran-thorium-bly, bly, rubidium-strontium, kalium-argon, samarium-neodym, radiokarbon, fisjonsspor),
- Historisk-geologisk(ansikter, formasjonsanalyser).
I tillegg til de ovennevnte anvendte metodene, bruker denne vitenskapen generelle teoretiske, slik som dialektiske og aktualistiske.
Utdanning og arbeid
Historisk geologi studeres innenfor rammen av geologiske spesialiteter, siden den danner grunnlaget for dette kunnskapsfeltet. Den finnes sjelden som en egen spesialitet.
Arbeidssfæren bestemmes av spesialitetens fokus og valget av kandidaten, siden mange geologiske spesialiteter lar deg jobbe i flere yrker. For det meste jobber slike spesialister innen produksjon og den vitenskapelige og pedagogiske sfæren. Når det gjelder personer som spesialiserer seg spesifikt i historisk geologi, jobber de hovedsakelig innen vitenskap og utdanning.
Konklusjon
Historisk geologi er en av hoveddisiplinene i det geologiske kretsløpet. Det er sammenkoblet med andre vitenskaper gjennom bruk av deres data og metoder og dannelsen av et historisk og geologisk grunnlag for deres forskning. I tillegg brukes den til å søke etter innskudd. Til tross for fraværet av et slikt yrke, brukes kunnskap på dette området i alle grener av geologi.
De eldste bergartene som ble eksponert på overflaten av kontinenter ble dannet i den arkeiske tiden. Gjenkjennelse av disse bergartene er vanskelig, siden deres utspring er spredt og i de fleste tilfeller er dekket av tykke lag av yngre bergarter. Der disse bergartene er eksponert, er de så metamorfosert at deres opprinnelige karakter ofte ikke kan gjenopprettes. Under mange lange stadier av denudering ble tykke lag av disse bergartene ødelagt, og de som overlevde inneholder svært få fossile organismer, og derfor er korrelasjonen deres vanskelig eller til og med umulig. Det er interessant å merke seg at de eldste kjente arkeiske bergartene sannsynligvis er sterkt metamorfoserte sedimentære bergarter, og de eldre bergartene som var overliggende av dem ble smeltet og ødelagt av tallrike magmatiske intrusjoner. Derfor er spor etter den primære jordskorpen ennå ikke oppdaget.
Det er to store områder med utspring av arkeiske bergarter i Nord-Amerika. Den første av disse, Canadian Shield, ligger sentralt i Canada på begge sider av Hudson Bay. Selv om de arkeiske bergartene noen steder er overlagt av yngre, utgjør de overflaten i det meste av territoriet til det kanadiske skjoldet. De eldste steinene som er kjent i dette området er klinkekuler, skifer og krystallinske skifer, med lava. Opprinnelig ble kalkstein og skifer avsatt her, deretter forseglet av lavaer. Da ble disse bergartene utsatt for kraftige tektoniske bevegelser, som ble ledsaget av store granittinntrengninger. Til syvende og sist gjennomgikk de sedimentære bergartene alvorlig metamorfose. Etter en lang periode med denudering ble disse sterkt metamorfoserte bergartene noen ganger brakt til overflaten, men den generelle bakgrunnen er granitt.
Utspring av arkeiske bergarter finnes også i Rocky Mountains, hvor de danner toppene av mange rygger og individuelle topper, for eksempel Pikes Peak. Yngre bergarter der har blitt ødelagt av denudering.
I Europa er arkeiske bergarter eksponert i det baltiske skjoldet i Norge, Sverige, Finland og Russland. De er representert av granitter og sterkt metamorfoserte sedimentære bergarter. Lignende utspring av arkeiske bergarter finnes i sør og sørøst i Sibir, Kina, vestlige Australia, Afrika og nordøst i Sør-Amerika. De eldste sporene av den vitale aktiviteten til bakterier og kolonier av encellede blågrønnalger Collenia ble oppdaget i arkeiske bergarter i Sør-Afrika (Zimbabwe) og provinsen Ontario (Canada).
Proterozoikum.
Ved begynnelsen av proterozoikum, etter en lang periode med denudering, ble landet i stor grad ødelagt, visse deler av kontinentene ble nedsenket og ble oversvømmet av grunt hav, og noen lavtliggende bassenger begynte å bli fylt med kontinentale sedimenter. I Nord-Amerika er de viktigste eksponeringene av proterozoiske bergarter funnet i fire områder. Den første av dem er begrenset til den sørlige delen av det kanadiske skjoldet, hvor tykke lag av skifer og sandsteiner av den betraktede alderen er eksponert rundt innsjøen. Øvre og nordøst for innsjøen. Huron. Disse bergartene er av både marin og kontinental opprinnelse. Fordelingen deres indikerer at posisjonen til grunne hav endret seg betydelig gjennom proterozoikum. Mange steder er marine og kontinentale sedimenter innlagt med tykke lavalag. På slutten av sedimenteringen skjedde tektoniske bevegelser av jordskorpen, proterozoiske bergarter gjennomgikk folding og store fjellsystemer ble dannet. Ved foten øst for Appalachene er det mange utspring av proterozoiske bergarter. De ble opprinnelig avsatt som lag av kalkstein og skifer, og deretter under orogenese (fjellbygging) metamorfoserte de til marmor, skifer og krystallinsk skifer. I Grand Canyon-regionen ligger en tykk sekvens av proterozoiske sandsteiner, skifer og kalksteiner uformelig over arkeiske bergarter. I de nordlige Rocky Mountains, en sekvens av proterozoiske kalksteiner med en tykkelse på ca. 4600 m. Selv om de proterozoiske formasjonene i disse områdene ble påvirket av tektoniske bevegelser og ble foldet og brutt av forkastninger, var disse bevegelsene ikke intense nok og kunne ikke føre til metamorfose av bergartene. Derfor ble de opprinnelige sedimentære teksturene bevart der.
I Europa er det betydelige utspring av proterozoiske bergarter innenfor det baltiske skjoldet. De er representert av svært metamorfoserte kuler og skifer. I det nordvestlige Skottland ligger en tykk sekvens av proterozoiske sandsteiner over arkeiske granitter og krystallinske skifer. Omfattende utspring av proterozoiske bergarter forekommer i det vestlige Kina, det sentrale Australia, det sørlige Afrika og det sentrale Sør-Amerika. I Australia er disse bergartene representert av en tykk sekvens av ikke-metamorfoserte sandsteiner og skifer, og i det østlige Brasil og Sør-Venezuela - sterkt metamorfoserte skifer og krystallinske skifer.
Fossile blågrønne alger Collenia er svært utbredt på alle kontinenter i umamorfoserte kalksteiner av proterozoisk alder, hvor det også ble funnet noen få fragmenter av skjell av primitive bløtdyr. Imidlertid er rester av dyr svært sjeldne, og dette indikerer at de fleste organismer hadde en primitiv struktur og ennå ikke hadde harde skjell, som er bevart i fossil tilstand. Selv om spor av istider er registrert for de tidlige stadiene av jordens historie, er omfattende istid, som hadde en nesten global utbredelse, kun notert helt på slutten av proterozoikum.
Paleozoikum.
Etter at landet opplevde en lang periode med denudering på slutten av proterozoikum, opplevde noen av dets territorier innsynkning og ble oversvømmet av grunt hav. Som et resultat av denudering av forhøyede områder, ble sedimentært materiale ført med vannstrømmer inn i geosynkliner, der lag av paleozoiske sedimentære bergarter med en tykkelse på mer enn 12 km samlet seg. I Nord-Amerika, i begynnelsen av paleozoikumtiden, dannet det seg to store geosynklininer. En av dem, kalt Appalachian, strekker seg fra Nord-Atlanterhavet gjennom det sørøstlige Canada og videre sørover til Mexicogulfen langs aksen til de moderne Appalachene. En annen geosyncline koblet Polhavet til Stillehavet, og passerte litt øst for Alaska i sør gjennom østlige British Columbia og vestlige Alberta, deretter gjennom østlige Nevada, vestlige Utah og sørlige California. Dermed ble Nord-Amerika delt inn i tre deler. I visse perioder av paleozoikum ble dens sentrale områder delvis oversvømmet, og begge geosynklinene var forbundet med grunt hav. I andre perioder, som et resultat av isostatiske landhevinger eller fluktuasjoner i nivået av verdenshavet, skjedde det marine regresjoner, og da ble fryktinngytende materiale vasket bort fra tilstøtende forhøyede områder avsatt i geosynkliner.
I paleozoikum fantes lignende forhold på andre kontinenter. I Europa oversvømmet enorme hav med jevne mellomrom de britiske øyer, territoriene til Norge, Tyskland, Frankrike, Belgia og Spania, samt et stort område av den østeuropeiske sletten fra Østersjøen til Uralfjellene. Store utspring av paleozoiske bergarter finnes også i Sibir, Kina og Nord-India. De er urfolk i de fleste områdene i det østlige Australia, Nord-Afrika og det nordlige og sentrale Sør-Amerika.
Paleozoikum er delt inn i seks perioder med ulik varighet, alternerende med kortsiktige stadier av isostatiske løft eller marine regresjoner, der sedimentering ikke skjedde innenfor kontinentene.
Den kambriske perioden
- den tidligste perioden av paleozoikum, oppkalt etter det latinske navnet for Wales (Cumbria), hvor bergarter i denne alderen først ble studert. I Nord-Amerika, i Kambrium, ble begge geosynklinene oversvømmet, og i andre halvdel av Kambrium inntok den sentrale delen av kontinentet en så lav posisjon at begge trauene var forbundet med et grunt hav og lag med sandstein, skifer og kalkstein. samlet seg der. En stor marin overtredelse fant sted i Europa og Asia. Disse delene av verden ble stort sett oversvømmet. Unntakene var tre store isolerte landmasser (det baltiske skjoldet, den arabiske halvøy og det sørlige India) og en rekke små isolerte landmasser i Sør-Europa og Sør-Asia. Mindre marine overtredelser skjedde i Australia og Sentral-Sør-Amerika. Kambrium var preget av ganske rolige tektoniske forhold.
Forekomstene fra denne perioden bevarte de første tallrike fossilene som indikerer utviklingen av liv på jorden. Selv om ingen landbaserte planter eller dyr ble registrert, var det grunne epikontinentale havet og neddykkede geosynkliner rike på mange virvelløse dyr og vannplanter. De mest uvanlige og interessante dyrene på den tiden var trilobitter (fig. 11), en klasse av utdødde primitive leddyr, som var utbredt i de kambriske hav. Deres kalkholdige-kitinholdige skjell er funnet i bergarter av denne alderen på alle kontinenter. I tillegg var det mange typer brachiopoder (brachiopoder), bløtdyr og andre virvelløse dyr. Dermed var alle større former for virvelløse organismer (med unntak av koraller, bryozoer og pelecypoder) til stede i de kambriske hav.
På slutten av den kambriske perioden ble det meste av landet hevet og det var en kortsiktig marin regresjon.
Ordovicium periode
- den andre perioden av paleozoikum (oppkalt etter den keltiske ordoviciske stammen som bebodde territoriet til Wales). I løpet av denne perioden opplevde kontinentene igjen innsynkning, som et resultat av at geosynkliner og lavtliggende bassenger ble til grunne hav. På slutten av Ordovicium ca. 70 % av Nord-Amerika ble oversvømmet av havet, der tykke lag av kalkstein og skifer ble avsatt. Havet dekket også store områder av Europa og Asia, delvis Australia og de sentrale regionene i Sør-Amerika.
Alle kambriske virvelløse dyr fortsatte å utvikle seg til ordovicium. I tillegg dukket det opp koraller, pelecypoder (muslinger), mosdyr og de første virveldyrene. I Colorado, i ordoviciske sandsteiner, ble fragmenter av de mest primitive virveldyr oppdaget - kjeveløse (ostracoderms), som manglet ekte kjever og sammenkoblede lemmer, og den fremre delen av kroppen var dekket med beinplater som dannet et beskyttende skall.
Basert på paleomagnetiske studier av bergarter har det blitt fastslått at gjennom det meste av paleozoikum var Nord-Amerika lokalisert i ekvatorialsonen. Fossile organismer og utbredte kalksteiner fra denne tiden indikerer dominansen av varme, grunne hav i Ordovicium. Australia lå i nærheten av Sydpolen, og nordvestlige Afrika lå i selve polområdet, noe som bekreftes av tegn på utbredt isdannelse påtrykt i de ordoviciske bergartene i Afrika.
På slutten av den ordoviciske perioden, som et resultat av tektoniske bevegelser, skjedde kontinental heving og marin regresjon. Noen steder opplevde de innfødte kambriske og ordoviciske bergartene en prosess med folding, som ble ledsaget av vekst av fjell. Dette eldgamle stadiet av orogenese kalles den kaledonske foldingen.
Silur.
For første gang ble bergarter fra denne perioden også studert i Wales (navnet på perioden kommer fra den keltiske stammen Silures som bebodde denne regionen).
Etter de tektoniske hevningene som markerte slutten av Ordovicium-perioden, begynte et denudasjonsstadium, og så i begynnelsen av Silur opplevde kontinentene igjen innsynkning, og havet oversvømmet de lavtliggende områdene. I Nord-Amerika, i det tidlige siluriske havområdet, reduserte området betydelig, men i det midtre siluriske okkuperte de nesten 60% av territoriet. En tykk sekvens av marine kalksteiner fra Niagara-formasjonen ble dannet, som fikk navnet sitt fra Niagara Falls, terskelen som den danner. I sensilur ble havområdene sterkt redusert. Tykke saltholdige lag samlet seg i en stripe som strekker seg fra moderne Michigan til sentrale New York.
I Europa og Asia var de siluriske hav utbredt og okkuperte nesten de samme territoriene som de kambriske hav. De samme isolerte massivene som i Kambrium, samt betydelige områder i Nord-Kina og Øst-Sibir, forble uten flom. I Europa akkumulerte tykke kalksteinslag langs periferien av den sørlige spissen av det baltiske skjoldet (for tiden er de delvis nedsenket av Østersjøen). Små hav var vanlig i det østlige Australia, Nord-Afrika og det sentrale Sør-Amerika.
I de siluriske bergartene, generelt, ble de samme grunnleggende representantene for den organiske verden funnet som i ordovicium. Landplanter hadde ennå ikke dukket opp i silur. Blant virvelløse dyr har koraller blitt mye mer tallrike, som et resultat av hvis vitale aktivitet massive korallrev har dannet seg i mange områder. Trilobitter, så karakteristiske for kambriske og ordoviciske bergarter, mister sin dominerende betydning: de blir mindre både i mengde og i art. På slutten av silurtiden dukket det opp mange store vannlevende leddyr kalt eurypterider, eller krepsdyr.
Silurperioden i Nord-Amerika endte uten store tektoniske bevegelser. Men i Vest-Europa på dette tidspunktet dannet det kaledonske beltet. Denne fjellkjeden strakte seg over Norge, Skottland og Irland. Orogenese skjedde også i Nord-Sibir, som et resultat av at territoriet ble hevet så høyt at det aldri ble oversvømmet igjen.
Devonsk
oppkalt etter fylket Devon i England, hvor bergarter i denne alderen først ble studert. Etter denuderingsbruddet opplevde visse områder av kontinentene igjen innsynkning og ble oversvømmet av grunt hav. I Nord-England og delvis i Skottland hindret unge Caledonides inntrengning av havet. Ødeleggelsen deres førte imidlertid til akkumulering av tykke lag av fryktelige sandsteiner i dalene ved fotende elver. Denne formasjonen av gamle røde sandsteiner er kjent for sine godt bevarte fossile fisker. Sør-England var på denne tiden dekket av et hav der tykke lag av kalkstein ble avsatt. Store områder i Nord-Europa ble da oversvømmet av hav der lag med leirholdige skifer og kalksteiner samlet seg. Da Rhinen skar seg inn i disse lagene i området til Eifel-massivet, ble det dannet pittoreske klipper som reiser seg langs bredden av dalen.
Devonhavet dekket mange områder av det europeiske Russland, Sør-Sibir og Sør-Kina. Et stort havbasseng oversvømmet sentrale og vestlige Australia. Dette området har ikke vært dekket av havet siden den kambriske perioden. I Sør-Amerika utvidet marin overtredelse seg til noen sentrale og vestlige områder. I tillegg var det et smalt sublatitudinalt trau i Amazonas. Devon raser er svært utbredt i Nord-Amerika. I løpet av det meste av denne perioden eksisterte to store geosynklinale bassenger. I Midt-devon spredte marin overtredelse seg til territoriet til den moderne elvedalen. Mississippi, hvor et flerlags lag av kalkstein har samlet seg.
I Øvre Devon dannet det seg tykke horisonter av skifer og sandstein i de østlige regionene i Nord-Amerika. Disse klastiske sekvensene tilsvarer et stadium av fjellbygging som begynte på slutten av Midt-devon og fortsatte til slutten av denne perioden. Fjellene strekker seg langs den østlige flanken av Appalachian geosyncline (fra det moderne sørøstlige USA til det sørøstlige Canada). Denne regionen ble sterkt løftet, den nordlige delen gjennomgikk folding, og så skjedde omfattende granittinntrengninger der. Disse granittene brukes til å utgjøre White Mountains i New Hampshire, Stone Mountain i Georgia og en rekke andre fjellstrukturer. Øvre devon, såkalt De akadiske fjellene ble omarbeidet av denudasjonsprosesser. Som et resultat har en lagdelt sekvens av sandsteiner samlet seg vest for Appalachian geosyncline, hvis tykkelse noen steder overstiger 1500 m. De er bredt representert i regionen Catskill Mountains, derav navnet Catskill sandsteiner. Samtidig dukket fjellbygging opp i mindre skala i enkelte områder av Vest-Europa. Orogenese og tektonisk heving av jordoverflaten forårsaket marin regresjon på slutten av devonperioden.
Under Devon skjedde det noen viktige hendelser i utviklingen av livet på jorden. De første ubestridte funnene av landplanter ble gjort i mange områder av kloden. For eksempel, i nærheten av Gilboa (New York), ble det funnet mange arter av bregner, inkludert gigantiske trær.
Blant virvelløse dyr var svamper, koraller, mosdyr, brachiopoder og bløtdyr utbredt (fig. 12). Det var flere typer trilobitter, selv om antallet og artsmangfoldet deres ble betydelig redusert sammenlignet med silur. Devonen kalles ofte "fiskens alder" på grunn av den fantastiske blomstringen til denne klassen av virveldyr. Selv om primitive kjeveløse dyr fortsatt eksisterte, begynte mer avanserte former å dominere. Hailignende fisk nådde en lengde på 6 m. På dette tidspunktet dukket det opp lungefisk, der svømmeblæren ble forvandlet til primitive lunger, som gjorde at de kunne eksistere en stund på land, samt lobfinnede og strålefinnede fisk. I Øvre Devon ble de første sporene etter landdyr oppdaget - store salamanderlignende amfibier kalt stegocephalians. Skjeletttrekkene deres viser at de utviklet seg fra lungefisk ved å forbedre lungene ytterligere og endre finnene til lemmer.
Karbonperiode.
Etter litt pause opplevde kontinentene igjen innsynkning og deres lavtliggende områder ble til grunne hav. Dermed begynte karbonperioden, som fikk navnet sitt fra den utbredte forekomsten av kullforekomster i både Europa og Nord-Amerika. I Amerika ble dens tidlige fase, preget av marine forhold, tidligere kalt Mississippian på grunn av det tykke laget av kalkstein som dannet seg i den moderne elvedalen. Mississippian, og tilskrives nå den nedre karbonperioden.
I Europa, gjennom hele karbonperioden, ble territoriene til England, Belgia og Nord-Frankrike stort sett oversvømmet av havet, der tykke kalksteinshorisonter ble dannet. Noen områder i Sør-Europa og Sør-Asia ble også oversvømmet, hvor tykke lag av skifer og sandstein ble avsatt. Noen av disse horisontene har kontinental opprinnelse og inneholder mange fossile rester av landplanter og er også vert for kullholdige lag. Siden nedre karbonformasjoner er dårlig representert i Afrika, Australia og Sør-Amerika, kan det antas at disse territoriene hovedsakelig var lokalisert under luftforhold. I tillegg er det bevis på utbredt kontinental isbre der.
I Nord-Amerika var den appalachiske geosynklinen begrenset fra nord av Acadian-fjellene, og fra sør, fra Mexicogulfen, ble den penetrert av Mississippihavet, som også oversvømmet Mississippi-dalen. Små havbassenger okkuperte noen områder vest på kontinentet. I Mississippi Valley-regionen samlet det seg en flerlagssekvens av kalkstein og skifer. En av disse horisontene, den såkalte Indisk kalkstein, eller spergenitt, er et godt byggemateriale. Den ble brukt i byggingen av mange regjeringsbygninger i Washington.
På slutten av karbonperioden ble fjellbygging utbredt i Europa. Fjellkjeder strakte seg fra Sør-Irland gjennom Sør-England og Nord-Frankrike inn i Sør-Tyskland. Dette stadiet av orogenese kalles Hercynian eller Variscian. I Nord-Amerika skjedde lokale løft på slutten av Mississippian-perioden. Disse tektoniske bevegelsene ble ledsaget av marin regresjon, hvis utvikling også ble tilrettelagt av isbreer på de sørlige kontinentene.
Generelt var den organiske verdenen i den nedre karbontiden (eller Mississippian) den samme som i Devon. Men i tillegg til et større utvalg av typer trebregner, ble floraen fylt opp med tremoser og kalamiter (trelignende leddyr av kjerringrokk-klassen). Virvelløse dyr var hovedsakelig representert med de samme formene som i devon. I løpet av Mississippian-tiden ble sjøliljer, bunnlevende dyr som ligner en blomst, mer vanlig. Blant de fossile virveldyrene er hailignende fisk og stegocephalians mange.
I begynnelsen av senkarbon (Pennsylvanian i Nord-Amerika) begynte forholdene på kontinentene å endre seg raskt. Som følger av den betydelig bredere distribusjonen av kontinentale sedimenter, okkuperte havene mindre rom. Nordvest-Europa tilbrakte mesteparten av denne tiden i underjordiske forhold. Det enorme epikontinentale Uralhavet strakte seg vidt over det nordlige og sentrale Russland, og en stor geosynkronisering strakte seg over Sør-Europa og Sør-Asia (de moderne Alpene, Kaukasus og Himalaya ligger langs dens akse). Dette trauet, kalt Tethys geosyncline, eller havet, eksisterte over en rekke påfølgende geologiske perioder.
Lavlandet strakte seg over England, Belgia og Tyskland. Her skjedde det, som følge av små oscillerende bevegelser av jordskorpen, en veksling av marine og kontinentale miljøer. Etter hvert som havet trakk seg tilbake, dannet det seg lavtliggende myrlandskap med skog av trebregner, tremoser og kalamitter. Etter hvert som havene avanserte, dekket sedimenter skogene og komprimerte treaktige rester, som ble til torv og deretter kull. I sen karbontid spredte dekkeglasiasjon seg over kontinentene på den sørlige halvkule. I Sør-Amerika ble det meste av territoriet til moderne Bolivia og Peru oversvømmet som et resultat av marin overtredelse som penetrerte fra vest.
I tidlig Pennsylvania-tid i Nord-Amerika stengte den appalachiske geosynklinen, mistet kontakten med verdenshavet, og forferdelige sandsteiner samlet seg i de østlige og sentrale regionene i USA. I midten og slutten av denne perioden ble det indre av Nord-Amerika (så vel som Vest-Europa) dominert av lavlandet. Her ga grunne hav med jevne mellomrom plass til sumper som akkumulerte tykke torvavsetninger som senere ble omgjort til store kullbassenger som strekker seg fra Pennsylvania til østlige Kansas. Deler av det vestlige Nord-Amerika ble oversvømmet av havet i store deler av denne perioden. Der ble det avsatt lag av kalkstein, skifer og sandstein.
Den utbredte forekomsten av subaerial miljøer bidro sterkt til utviklingen av landlevende planter og dyr. Gigantiske skoger av trebregner og klubbmoser dekket det store sumpete lavlandet. Disse skogene bugnet av insekter og edderkoppdyr. En insektart, den største i geologisk historie, liknet den moderne øyenstikkeren, men hadde et vingespenn på ca. 75 cm. Stegocephalians nådde betydelig større artsmangfold. Noen oversteg lengden 3 m. Bare i Nord-Amerika ble mer enn 90 arter av disse gigantiske amfibiene, som lignet salamandere, oppdaget i sumpsedimenter fra Pennsylvania-perioden. Rester av gamle krypdyr ble funnet i de samme steinene. På grunn av funnenes fragmentariske natur er det imidlertid vanskelig å få et fullstendig bilde av morfologien til disse dyrene. Disse primitive formene lignet sannsynligvis på alligatorer.
Perm periode.
Endringer i naturlige forhold, som begynte i sen karbon, ble enda mer uttalt i den permiske perioden, som avsluttet paleozoikum. Navnet kommer fra Perm-regionen i Russland. I begynnelsen av denne perioden okkuperte havet Ural geosyncline - et trau som fulgte streiken til de moderne Uralfjellene. Et grunt hav dekket periodisk deler av England, Nord-Frankrike og Sør-Tyskland, hvor lagdelte lag av marine og kontinentale sedimenter - sandsteiner, kalksteiner, skifer og steinsalt - samlet seg. Tethyshavet eksisterte i det meste av perioden, og en tykk sekvens av kalksteiner dannet seg i området i det nordlige India og det moderne Himalaya. Tykke permavsetninger er tilstede i det østlige og sentrale Australia og på øyene i Sør- og Sørøst-Asia. De er utbredt i Brasil, Bolivia og Argentina, samt i det sørlige Afrika.
Mange permformasjoner i Nord-India, Australia, Afrika og Sør-Amerika er av kontinental opprinnelse. De er representert av komprimerte isbreavsetninger, samt utbredt fluvio-glasial sand. I Sentral- og Sør-Afrika begynner disse bergartene en tykk sekvens av kontinentale sedimenter kjent som Karoo-serien.
I Nord-Amerika okkuperte de permiske hav et mindre område sammenlignet med tidligere paleozoiske perioder. Hovedovertredelsen spredte seg fra den vestlige Mexicogulfen nordover gjennom Mexico og inn i det sør-sentrale USA. Sentrum av dette epikontinentale havet lå i den moderne delstaten New Mexico, hvor en tykk sekvens av kapitanske kalksteiner ble dannet. Takket være aktiviteten til grunnvann fikk disse kalksteinene en bikakestruktur, spesielt uttalt i de berømte Carlsbad-hulene (New Mexico, USA). Lenger øst ble kystrøde skiferfacies avsatt i Kansas og Oklahoma. På slutten av Perm, da området okkupert av havet ble betydelig redusert, ble det dannet tykke saltholdige og gipsholdige lag.
På slutten av paleozoikum, dels i karbon og dels i perm, begynte orogenese i mange områder. Tykke sedimentære bergarter av Appalachian geosyncline ble foldet og brutt av forkastninger. Som et resultat ble Appalachian-fjellene dannet. Dette stadiet av fjellbygging i Europa og Asia kalles Hercynian eller Variscian, og i Nord-Amerika - Appalachian.
Floraen i den permiske perioden var den samme som i andre halvdel av Karbon. Plantene var imidlertid mindre og ikke så mange. Dette indikerer at det permiske klimaet ble kaldere og tørrere. De virvelløse dyrene til Perm ble arvet fra forrige periode. Et stort sprang skjedde i utviklingen av virveldyr (fig. 13). På alle kontinenter inneholder kontinentale sedimenter av perm-alder tallrike rester av krypdyr, som når en lengde på 3 m. Alle disse forfedrene til mesozoiske dinosaurer ble preget av en primitiv struktur og så ut som øgler eller alligatorer, men hadde noen ganger uvanlige trekk, for eksempel , en høy seilformet finne som strekker seg fra nakken til halen langs ryggen, i Dimetrodon. Stegocefalianere var fortsatt mange.
På slutten av den permiske perioden førte fjellbygging, som manifesterte seg i mange områder av kloden mot bakgrunnen av den generelle hevingen av kontinenter, til så betydelige endringer i miljøet at mange karakteristiske representanter for den paleozoiske faunaen begynte å dø ut . Perm-perioden var det siste stadiet av eksistensen av mange virvelløse dyr, spesielt trilobitter.
Mesozoikum,
delt inn i tre perioder, skilte den seg fra paleozoikum i overvekt av kontinentale omgivelser over marine, så vel som sammensetningen av flora og fauna. Landplanter, mange grupper av virvelløse dyr, og spesielt virveldyr, har tilpasset seg nye miljøer og gjennomgått betydelige endringer.
Trias
åpner mesozoikumtiden. Navnet kommer fra gresk. trias (treenighet) i forbindelse med den klare tre-ledde strukturen til sedimentlagene i denne perioden i Nord-Tyskland. Røde sandsteiner ligger i bunnen av sekvensen, kalksteiner i midten og røde sandsteiner og skifer øverst. Under trias var store områder i Europa og Asia okkupert av innsjøer og grunt hav. Det epikontinentale havet dekket Vest-Europa, og kystlinjen kan spores til England. De ovennevnte stratotypesedimentene samlet seg i dette havbassenget. Sandsteinene som forekommer i nedre og øvre del av sekvensen er delvis av kontinental opprinnelse. Et annet trias-basseng trengte inn i territoriet til Nord-Russland og spredte seg sørover langs Ural-trauet. Det enorme Tethyshavet dekket da omtrent det samme territoriet som i sen karbon- og permtid. I dette havet har det samlet seg et tykt lag av dolomittisk kalkstein, som utgjør Dolomittene i Nord-Italia. I det sør-sentrale Afrika er de fleste av de øvre lagene i den kontinentale Karoo-serien trias i alder. Disse horisontene er kjent for overfloden av fossile rester av reptiler. På slutten av trias dannet dekker av silt og sand av kontinental opprinnelse på territoriet til Colombia, Venezuela og Argentina. Reptilene som finnes i disse lagene viser slående likheter med faunaen i Karoo-serien i det sørlige Afrika.
I Nord-Amerika er triasbergarter ikke så utbredt som i Europa og Asia. Produktene fra ødeleggelsen av Appalachene - rød kontinental sand og leire - samlet seg i fordypninger øst for disse fjellene og opplevde innsynkning. Disse avsetningene, innblandet med lavahorisonter og arkinntrengninger, brytes av forkastninger og faller mot øst. I Newark-bassenget i New Jersey og Connecticut River Valley tilsvarer de grunnfjellet i Newark-serien. Grunne hav okkuperte noen vestlige områder av Nord-Amerika, hvor kalkstein og skifer samlet seg. Kontinentale sandsteiner og triasskifer dukker opp langs sidene av Grand Canyon (Arizona).
Den organiske verden i triasperioden var vesentlig annerledes enn i permperioden. Denne tiden er preget av en overflod av store bartrær, hvis rester ofte finnes i trias kontinentale avsetninger. Skifrene i Chinle-formasjonen i det nordlige Arizona er lastet med fossiliserte trestammer. Forvitring av skiferen har blottlagt dem og danner nå en steinskog. Cycader (eller cycadophytes), planter med tynne eller tønneformede stammer og dissekerte blader som henger fra toppen, som de av palmetrær, har blitt utbredt. Noen cycad-arter finnes også i moderne tropiske områder. Av virvelløse dyr var de vanligste bløtdyrene, blant dem dominerte ammonittene (fig. 14), som hadde en vag likhet med moderne nautiluser (eller båter) og et flerkammerskall. Det var mange arter av muslinger. Betydelige fremskritt har skjedd i utviklingen av virveldyr. Selv om stegocephalians fortsatt var ganske vanlige, begynte reptiler å dominere, blant dem dukket det opp mange uvanlige grupper (for eksempel fytosaurer, hvis kroppsform var som moderne krokodiller, og hvis kjever var smale og lange med skarpe koniske tenner). I Trias dukket det opp ekte dinosaurer, evolusjonært mer avanserte enn deres primitive forfedre. Lemmene deres ble rettet nedover, i stedet for utover (som krokodiller), noe som gjorde at de kunne bevege seg som pattedyr og støtte kroppene deres over bakken. Dinosaurer gikk på bakbena, opprettholdt balansen ved hjelp av en lang hale (som en kenguru), og ble preget av sin lille vekst - fra 30 cm til 2,5 m. Noen krypdyr tilpasset seg livet i det marine miljøet, for eksempel, ichthyosaurs, hvis kropp lignet en hai, og lemmene ble forvandlet til noe mellom svømmeføtter og finner, og plesiosaurer, hvis overkropp ble flatet ut, halsen forlenget og lemmene ble til svømmeføtter. Begge disse dyregruppene ble flere i senere stadier av mesozoikum.
Jura perioden
har fått navnet sitt fra Jurafjellene (nordvest i Sveits), sammensatt av lag med flere lag av kalkstein, skifer og sandstein. En av de største marine overtredelser i Vest-Europa skjedde i jura. Et enormt epikontinentalt hav strakte seg over det meste av England, Frankrike, Tyskland og trengte inn i noen vestlige regioner i det europeiske Russland. I Tyskland er det mange utspring av laguneformede finkornede kalksteiner fra øvre jura der uvanlige fossiler er blitt oppdaget. I Bayern, i den berømte byen Solenhofen, ble det funnet rester av bevingede krypdyr og begge de kjente artene av de første fuglene.
Tethyshavet strakte seg fra Atlanterhavet gjennom den sørlige delen av den iberiske halvøy langs Middelhavet og gjennom Sør- og Sørøst-Asia til Stillehavet. Det meste av Nord-Asia i denne perioden lå over havet, selv om epikontinentale hav trengte inn i Sibir fra nord. Kontinentale sedimenter av jura alder er kjent i Sør-Sibir og Nord-Kina.
Små epikontinentale hav okkuperte begrensede områder langs kysten av det vestlige Australia. I det indre av Australia er det utspring av kontinentale sedimenter fra jura. Det meste av Afrika i juraperioden lå over havet. Unntaket var den nordlige utkanten, som ble oversvømmet av Tethyshavet. I Sør-Amerika fylte et langstrakt, smalt hav en geosynklin som ligger omtrent på stedet for de moderne Andesfjellene.
I Nord-Amerika okkuperte jurahavet svært begrensede områder vest på kontinentet. Tykke lag av kontinentale sandsteiner og dekkende skifer samlet seg i Colorado Plateau-regionen, spesielt nord og øst for Grand Canyon. Sandsteiner ble dannet av sand som utgjorde ørkendynelandskapet i bassengene. Som et resultat av forvitringsprosesser har sandsteiner fått uvanlige former (som de pittoreske spisse toppene i Zion nasjonalpark eller Rainbow Bridge National Monument, som er en bue som reiser seg 94 m over canyongulvet med et spenn på 85 m; disse attraksjonene er lokalisert i Utah). Morrison Shale-forekomstene er kjent for oppdagelsen av 69 arter av dinosaurfossiler. Fine sedimenter i dette området har trolig samlet seg i sumpete lavlandsforhold.
Floraen i juraperioden var generelt sett lik den som fantes i trias. Floraen var dominert av cycad og bartrær. For første gang dukket ginkgos opp - gymnospermer, bredbladede treplanter med blader som faller om høsten (sannsynligvis en kobling mellom gymnospermer og angiospermer). Den eneste arten av denne familien - ginkgo biloba - har overlevd til i dag og regnes som den eldste representanten for trærne, virkelig et levende fossil.
Jurassic virvelløse fauna er veldig lik trias. Revbyggende koraller ble imidlertid flere, og kråkeboller og bløtdyr ble utbredt. Mange muslinger relatert til moderne østers dukket opp. Ammonittene var fortsatt tallrike.
Virveldyr var hovedsakelig representert av reptiler, siden stegocephalians ble utryddet på slutten av trias. Dinosaurer har nådd kulminasjonen av sin utvikling. Planteetende former som Apatosaurus og Diplodocus begynte å bevege seg på fire lemmer; mange hadde lang hals og hale. Disse dyrene fikk gigantiske størrelser (opptil 27 m i lengde), og noen veide opptil 40 tonn. Noen representanter for mindre planteetende dinosaurer, som stegosaurer, utviklet et beskyttende skall bestående av plater og rygger. Kjøttetende dinosaurer, spesielt allosaurer, utviklet store hoder med kraftige kjever og skarpe tenner; de nådde en lengde på 11 m og beveget seg på to lemmer. Andre grupper av krypdyr var også svært tallrike. Plesiosaurer og iktyosaurer levde i jurahavet. For første gang dukket det opp flygende reptiler - pterosaurer, som utviklet membranøse vinger, som flaggermus, og deres masse reduserte på grunn av rørformede bein.
Utseendet til fugler i jura er et viktig stadium i utviklingen av dyreverdenen. To fugleskjeletter og fjæravtrykk ble oppdaget i lagunekalksteinene i Solenhofen. Imidlertid hadde disse primitive fuglene fortsatt mange fellestrekk med krypdyr, inkludert skarpe, koniske tenner og lange haler.
Juraperioden endte med intens folding, noe som resulterte i dannelsen av Sierra Nevada-fjellene i det vestlige USA, som strakte seg lenger nord inn i det moderne vestlige Canada. Deretter opplevde den sørlige delen av dette foldede beltet igjen en heving, noe som forhåndsbestemte strukturen til moderne fjell. På andre kontinenter var manifestasjoner av orogenese i jura ubetydelige.
kritt periode.
På denne tiden samlet det seg tykke lag av myk, svakt komprimert hvit kalkstein – kritt – som perioden har fått navnet sitt fra. For første gang ble slike lag studert i utspring langs bredden av Pas-de-Calais-stredet nær Dover (Storbritannia) og Calais (Frankrike). I andre deler av verden kalles sedimenter av denne alderen også kritt, selv om andre typer bergarter også finnes der.
I kritttiden dekket marine overtredelser store deler av Europa og Asia. I Sentral-Europa fylte havene to sublatitudinelle geosynklinale renner. En av dem var lokalisert i det sørøstlige England, Nord-Tyskland, Polen og vestlige regioner av Russland og nådde i det ytterste øst det submeridionale Ural-trauet. En annen geosynklin, Tethys, opprettholdt sin tidligere streik i Sør-Europa og Nord-Afrika og knyttet til sørspissen av Ural-trauet. Videre fortsatte Tethyshavet i Sør-Asia og øst for det indiske skjoldet knyttet det til Det indiske hav. Med unntak av de nordlige og østlige marginene, ble ikke Asias territorium oversvømmet av havet gjennom hele krittperioden, så kontinentale avsetninger fra denne tiden er utbredt der. Tykke lag med kalkstein fra kritt er tilstede i mange områder av Vest-Europa. I de nordlige delene av Afrika, der Tethyshavet kom inn, samlet det seg store lag med sandstein. Sanden i Sahara-ørkenen ble hovedsakelig dannet på grunn av produktene av deres ødeleggelse. Australia var dekket av epikontinentale hav fra kritt. I Sør-Amerika, under mesteparten av krittperioden, ble Andesbunnen oversvømmet av havet. Mot øst ble fryktelige silt og sand med mange rester av dinosaurer avsatt over et stort område av Brasil.
I Nord-Amerika okkuperte marginale hav kystslettene i Atlanterhavet og Mexicogulfen, hvor sand, leire og kalkstein fra kritt akkumulerte. Et annet marginalt hav lå på den vestlige kysten av fastlandet i California og nådde den sørlige foten av de gjenopplivede Sierra Nevada-fjellene. Imidlertid skjedde den siste store marine overtredelsen i det vestlige sentrale Nord-Amerika. På dette tidspunktet dannet det seg et enormt geosynklinalt trau av Rocky Mountains, og et enormt hav spredte seg fra Mexicogulfen gjennom de moderne Great Plains og Rocky Mountains nord (vest for det kanadiske skjoldet) helt til Polhavet. Under denne overtredelsen ble en tykk lagdelt sekvens av sandsteiner, kalksteiner og skifer avsatt.
På slutten av krittperioden skjedde intens orogeny i Sør- og Nord-Amerika og Øst-Asia. I Sør-Amerika ble sedimentære bergarter akkumulert i Andes geosyncline over flere perioder komprimert og foldet, noe som førte til dannelsen av Andesfjellene. På samme måte, i Nord-Amerika, dannet Rocky Mountains seg på stedet for en geosyncline. Vulkanaktiviteten har økt i mange områder av verden. Lavastrømmer dekket hele den sørlige delen av Hindustan-halvøya (og dannet dermed det enorme Deccan-platået), og små utstrømninger av lava fant sted i Arabia og Øst-Afrika. Alle kontinenter opplevde betydelige løft, og regresjon av alle geosynklinale, epikontinentale og marginale hav skjedde.
Kritttiden var preget av flere store begivenheter i utviklingen av den organiske verden. De første blomstrende plantene dukket opp. Deres fossile rester er representert av blader og tre av arter, hvorav mange fortsatt vokser i dag (for eksempel pil, eik, lønn og alm). Den virvelløse dyrefaunaen fra kritt er generelt lik jura. Blant virveldyr nådde artsmangfoldet av krypdyr en kulminasjon. Det var tre hovedgrupper av dinosaurer. Kjøttetere med velutviklede massive baklemmer ble representert av tyrannosaurer, som nådde 14 m i lengde og 5 m. En gruppe tobente planteetende dinosaurer (eller trachodonter) med brede flate kjever, som minner om en andes nebb. Tallrike skjeletter av disse dyrene finnes i kritt-kontinentale avsetninger i Nord-Amerika. Den tredje gruppen inkluderer hornede dinosaurer med et utviklet beinskjold som beskyttet hodet og nakken. En typisk representant for denne gruppen er Triceratops med en kort nasal og to lange supraorbitale horn.
Plesiosaurer og iktyosaurer levde i kritthavet, og havøgler kalt mosasaurer med en langstrakt kropp og relativt små svømmeføtter-lignende lemmer dukket opp. Pterosaurer (flygende øgler) mistet tennene og beveget seg bedre i luftrommet enn deres forfedre fra jura. En type pterosaur, pteranodon, hadde et vingespenn på opptil 8 m.
Det er to kjente fuglearter fra krittperioden som beholdt noen morfologiske trekk ved krypdyr, for eksempel koniske tenner i alveolene. En av dem, hesperornis (en dykkefugl), har tilpasset seg livet i havet.
Selv om overgangsformer som ligner mer på krypdyr enn på pattedyr har vært kjent siden trias og jura, ble mange rester av ekte pattedyr først oppdaget i kontinentale øvre kritt-sedimenter. De primitive pattedyrene i kritttiden var små i størrelse og minner noe om moderne spissmus.
Utbredte fjellbyggeprosesser på jorden og tektoniske løft av kontinenter på slutten av krittperioden førte til så betydelige endringer i natur og klima at mange planter og dyr ble utryddet. Blant virvelløse dyr forsvant ammonittene som dominerte de mesozoiske hav, og blant virveldyrene forsvant alle dinosaurer, iktyosaurer, plesiosaurer, mosasaurer og pterosaurer.
Kenozoikum,
som dekker de siste 65 millioner årene, er delt inn i tertiær (i Russland er det vanlig å skille mellom to perioder - Paleogen og Neogen) og kvartærperioder. Selv om sistnevnte var av kort varighet (aldersestimater for dens nedre grense varierer fra 1 til 2,8 millioner år), spilte den en stor rolle i jordens historie, siden gjentatte kontinentale istider og utseendet til mennesker er forbundet med den.
Tertiær periode.
På denne tiden var mange områder i Europa, Asia og Nord-Afrika dekket av grunne epikontinentale og dype geosynklinale hav. I begynnelsen av denne perioden (i Neogene) okkuperte havet det sørøstlige England, nordvestlige Frankrike og Belgia, og et tykt lag med sand og leire samlet seg der. Tethyshavet eksisterte fortsatt, og strekker seg fra Atlanterhavet til Det indiske hav. Dens vann oversvømmet de iberiske og appenninske halvøyene, de nordlige regionene i Afrika, sørvest-Asia og nord i Hindustan. Tykke kalksteinshorisonter ble avsatt i dette bassenget. Mye av det nordlige Egypt er sammensatt av nummulittiske kalksteiner, som ble brukt som byggemateriale i konstruksjonen av pyramidene.
På dette tidspunktet var nesten hele Sørøst-Asia okkupert av havbassenger og et lite epikontinentalt hav som strekker seg til sørøst for Australia. Tertiære havbassenger dekket den nordlige og sørlige enden av Sør-Amerika, og det epikontinentale havet trengte inn i det østlige Colombia, det nordlige Venezuela og det sørlige Patagonia. Tykke lag av kontinental sand og silt samlet seg i Amazonasbassenget.
De marginale havene var lokalisert på stedet for de moderne kystslettene ved siden av Atlanterhavet og Mexicogulfen, samt langs den vestlige kysten av Nord-Amerika. Tykke lag av kontinentale sedimentære bergarter, dannet som et resultat av denudering av de gjenopplivede Rocky Mountains, samlet seg på Great Plains og i fjellbassengene.
I mange områder av kloden skjedde aktiv orogenese i midten av tertiærperioden. Alpene, Karpatene og Kaukasus ble dannet i Europa. I Nord-Amerika, i sluttfasen av tertiærperioden, ble Coast Ranges (i de moderne delstatene California og Oregon) og Cascade Mountains (innen Oregon og Washington) dannet.
Tertiærperioden var preget av betydelig fremgang i utviklingen av den organiske verden. Moderne planter oppsto tilbake i krittperioden. De fleste tertiære virvelløse dyr ble direkte arvet fra krittformer. Moderne benfisk har blitt flere, og antallet og artsmangfoldet av amfibier og krypdyr har gått ned. Det var et sprang i utviklingen av pattedyr. Fra primitive former som ligner på spissmus og først dukket opp i krittperioden, oppstår mange former, som dateres tilbake til begynnelsen av tertiærperioden. De eldste fossile restene av hester og elefanter ble funnet i de nedre tertiære bergartene. Rovdyr og hovdyr med jevntå dukket opp.
Artsmangfoldet til dyr økte kraftig, men mange av dem ble utryddet ved slutten av tertiærperioden, mens andre (som noen mesozoiske krypdyr) vendte tilbake til en marin livsstil, som hvaler og niser, hvis finner er forvandlede lemmer. Flaggermus var i stand til å fly takket være en membran som forbinder de lange fingrene deres. Dinosaurer, som døde ut på slutten av mesozoikum, ga plass for pattedyr, som ble den dominerende klassen av dyr på land i begynnelsen av tertiærperioden.
Kvartær periode
delt inn i eopleistocen, pleistocen og holocen. Sistnevnte begynte for bare 10 000 år siden. Jordens moderne relieff og landskap ble hovedsakelig dannet i kvartærperioden.
Fjellbygging, som skjedde på slutten av tertiærperioden, forutbestemte en betydelig økning av kontinenter og regresjon av havene. Kvartærtiden var preget av en betydelig avkjøling av klimaet og den utbredte utviklingen av isbreer i Antarktis, Grønland, Europa og Nord-Amerika. I Europa var istidens sentrum det baltiske skjoldet, hvorfra isdekket strakte seg til Sør-England, det sentrale Tyskland og de sentrale områdene i Øst-Europa. I Sibir var isbreen mindre, hovedsakelig begrenset til foten. I Nord-Amerika dekket isdekker et stort område, inkludert det meste av Canada og det nordlige USA så langt sør som Illinois. På den sørlige halvkule er det kvartære isdekket karakteristisk ikke bare for Antarktis, men også for Patagonia. I tillegg var fjellisen utbredt på alle kontinenter.
I Pleistocen er det fire hovedstadier av intensivert istid, vekslende med mellomistider, der naturforholdene var nær moderne eller enda varmere. Det siste isdekket i Europa og Nord-Amerika nådde sin største utstrekning for 18–20 tusen år siden og smeltet til slutt ved begynnelsen av holocen.
I løpet av kvartærtiden ble mange tertiære former for dyr utryddet og nye dukket opp, tilpasset kaldere forhold. Spesielt bemerkelsesverdig er mammuten og det ullaktige neshornet, som bebodde de nordlige områdene i Pleistocen. I de mer sørlige områdene på den nordlige halvkule ble det funnet mastodonter, sabeltannede tigre etc. Da isdekkene smeltet døde representanter for den pleistocene faunaen ut og moderne dyr tok deres plass. Primitive mennesker, spesielt neandertalere, eksisterte sannsynligvis allerede under den siste mellomistiden, men moderne mennesker - Homo sapiens - dukket opp bare i den siste istiden av Pleistocen, og i holocen bosatte seg over hele kloden.
Litteratur:
Strakhov N.M. Typer litogenese og deres utvikling i jordens historie. M., 1965
Allison A., Palmer D. Geologi. Vitenskapen om en jord i stadig endring. M., 1984
Eksisterte til forskjellige tider i geologisk historie.
tektonisk situasjon og fortidens natur, utviklingen av jordskorpen, historien om opprinnelsen og utviklingen - løft, bunner, folder, forkastninger og andre tektoniske elementer.
Historisk geologi er en av hovedgrenene innen geologiske vitenskaper, som undersøker jordens geologiske fortid i kronologisk rekkefølge. Siden jordskorpen fortsatt er tilgjengelig for geologiske observasjoner, omfatter hensynet til ulike naturfenomener og prosesser også jordskorpen. Dannelsen av jordskorpen bestemmes av en rekke faktorer, de ledende er tid, fysiografiske forhold og tektonikk. Derfor, for å gjenopprette historien til jordskorpen, løses følgende oppgaver:
Bestemme alder på bergarter.
Gjenoppretting av de fysiske og geografiske forholdene på jordens overflate fra fortiden.
Rekonstruksjon av tektoniske bevegelser og ulike tektoniske strukturer
Bestemmelse av strukturen og utviklingsmønstrene til jordskorpen
1. Inkluderer studiet av sammensetning, sted og tidspunkt for dannelsen av berglag og deres korrelasjon. Det løses av grenen av historisk geologi - stratigrafi.
2. Vurderer klima, lettelse, utvikling av eldgamle hav, elver, innsjøer m.m. i tidligere geologiske epoker. Alle disse spørsmålene vurderes av paleogeografi.
3. Tektoniske bevegelser endrer den primære forekomsten av bergarter. De oppstår som et resultat av horisontale eller vertikale bevegelser av individuelle blokker av jordskorpen. Geotektonikk handler om å bestemme tiden, naturen og størrelsen på tektoniske bevegelser. Tektoniske bevegelser er ledsaget av manifestasjonen av magmatisk aktivitet. Petrologi rekonstruerer tiden og betingelsene for dannelsen av magmatiske bergarter.
4. Løst på grunnlag av analyse og syntese av resultatene av å løse de tre første oppgavene.
Alle hovedoppgaver henger tett sammen og løses parallelt ved hjelp av ulike metoder.
Som vitenskap begynte historisk geologi å ta form ved overgangen til 1700- og 1800-tallet, da W. Smith i England og J. Cuvier og A. Brongniard i Frankrike kom til de samme konklusjonene om den suksessive endringen av lag og rester av fossile organismer i dem. Basert på den biostratigrafiske metoden ble de første stratigrafiske søylene, seksjoner som gjenspeiler den vertikale sekvensen av sedimentære bergarter, satt sammen. Oppdagelsen av denne metoden markerte begynnelsen på det stratigrafiske stadiet i utviklingen av historisk geologi. I løpet av første halvdel av 1800-tallet ble nesten alle hovedinndelingene av den stratigrafiske skalaen etablert, det geologiske materialet ble systematisert i kronologisk rekkefølge, og det ble utviklet en stratigrafisk søyle for hele Europa. I løpet av denne perioden dominerte ideen om katastrofe i geologien, som koblet sammen alle endringene som skjedde på jorden (endringer i forekomsten av lag, dannelsen av fjell, utryddelsen av noen typer organismer og fremveksten av nye, etc. .) med store katastrofer.
Ideen om katastrofer er erstattet av evolusjonslæren, som vurderer alle endringer på jorden som et resultat av svært langsomme og langsiktige geologiske prosesser. Grunnleggerne av doktrinen er J. Lamarck, C. Lyell, C. Darwin.
Ved midten av 1800-tallet. Disse inkluderer de første forsøkene på å rekonstruere fysiske og geografiske forhold for individuelle geologiske epoker for store landområder. Disse arbeidene, utført av forskerne J. Dana, V.O. Kovalevsky og andre la grunnlaget for det paleogeografiske stadiet i utviklingen av historisk geologi. Introduksjonen av begrepet facies av vitenskapsmannen A. Gressley i 1838 spilte en stor rolle i utviklingen av paleogeografi. Dens essens ligger i det faktum at bergarter av samme alder kan ha forskjellige sammensetninger, noe som gjenspeiler forholdene for deres dannelse.
I andre halvdel av 1800-tallet. ideen om geosynkliner som utvidede bunner fylt med tykke lag av sedimentære bergarter dukker opp. Og ved slutten av århundret A.P. Karpinsky legger grunnlaget for læren om plattformer.
Ideen om plattformer og geosynkliner som hovedelementene i strukturen til jordskorpen gir opphav til det tredje "tektoniske" stadiet i utviklingen av historisk geologi. Det ble først skissert i arbeidene til forskeren E. Og "Geosynclines and Continental Areas." I Russland ble konseptet geosynclines introdusert av F.Yu. Levinson-Lessing på begynnelsen av 1900-tallet.
Dermed ser vi at frem til midten av 1900-tallet. historisk geologi utviklet med overvekt av én vitenskapelig retning. På nåværende stadium utvikler historisk geologi seg i to retninger. Den første retningen er en detaljert studie av jordens geologiske historie innen stratigrafi, paleogeografi og tektonikk. Samtidig forbedres gamle forskningsmetoder og nye tas i bruk, som: dyp og ultradyp boring, geofysisk, paleomagnetisk; romføling, absolutt geokronologi osv.
Den andre retningen er arbeid for å skape et helhetlig bilde av den geologiske historien til jordskorpen, identifisere utviklingsmønstre og etablere en årsakssammenheng mellom dem.
1. Metoden for båndleire er basert på fenomenet endringer i sammensetningen av sedimenter som avsettes i et rolig vannbasseng under sesongmessige klimaendringer. På 1 år dannes 2 lag. I høst-vintersesongen avsettes et lag med leirholdige bergarter, og i vår-sommersesongen dannes et lag med sandstein. Når man kjenner til antallet slike lagpar, kan man bestemme hvor mange år det tok før hele tykkelsen ble dannet.
2. Metoder for kjernefysisk geokronologi
Disse metodene er avhengige av fenomenet radioaktivt forfall av grunnstoffer. Hastigheten på dette forfallet er konstant og avhenger ikke av noen forhold som oppstår på jorden. Under radioaktivt forfall endres massen av radioaktive isotoper og forfallsproduktene - radiogene stabile isotoper - akkumuleres. Når du kjenner halveringstiden til en radioaktiv isotop, kan du bestemme alderen på mineralet som inneholder den. For å gjøre dette må du bestemme forholdet mellom innholdet av det radioaktive stoffet og dets nedbrytningsprodukt i mineralet.
I kjernefysisk geokronologi er de viktigste:
Blymetode - prosessen med forfall av 235U, 238U, 232Th til isotoper 207Pb og 206Pb, 208Pb brukes. Mineralene som brukes er monazitt, ortitt, zirkon og uraninitt. Halveringstid ~4,5 milliarder år.
Kalium-argon - under nedbrytningen av K blir isotopene 40K (11%) til argon 40Ar, og resten til isotopen 40Ca. Siden K finnes i steindannende mineraler (feltspat, glimmer, pyroksener og amfiboler), er metoden mye brukt. Halveringstid ~1,3 milliarder. år.
Rubidium-strontium - isotopen til rubidium 87Rb brukes til å danne isotopen av strontium 87Sr (mineralene som brukes er glimmer som inneholder rubidium). På grunn av sin lange halveringstid (49,9 milliarder år) brukes den til de eldste bergartene i jordskorpen.
Radiokarbon - brukt i arkeologi, antropologi og de yngste sedimentene av jordskorpen. Den radioaktive karbonisotopen 14C dannes ved reaksjon av kosmiske partikler med nitrogen 14N og akkumuleres i planter. Etter deres død forfaller karbon 14C, og nedbrytningshastigheten bestemmer tidspunktet for organismenes død og alderen til vertsbergartene (halveringstid 5,7 tusen år).
Ulempene med alle disse metodene inkluderer:
lav nøyaktighet av bestemmelser (en feil på 3-5% gir et avvik på 10-15 millioner år, noe som ikke tillater utvikling av brøkdeling).
forvrengning av resultater på grunn av metamorfose, når et nytt mineral dannes, som ligner på mineralet i moderbergarten. For eksempel sericit-muskovitt.
Ikke desto mindre har kjernefysiske metoder en stor fremtid, siden utstyret blir stadig forbedret, slik at mer pålitelige resultater kan oppnås. Takket være disse metodene ble det fastslått at alderen på jordskorpen overstiger 4,6 milliarder år, mens den før bruken av disse metodene bare ble anslått til titalls og hundrevis av millioner år.
Relativ geokronologi bestemmer alderen til bergarter og rekkefølgen av deres dannelse ved stratigrafiske metoder, og delen av geologien som studerer forholdet mellom bergarter i tid og rom kalles stratigrafi (fra latin stratum-lag + gresk grapho).
biostratigrafisk eller paleontologisk,
ikke paleontologisk.
Paleontologiske metoder (biostratigrafi)
Metoden er basert på å bestemme artssammensetningen av fossile rester av eldgamle organismer og ideen om den evolusjonære utviklingen av den organiske verden, ifølge hvilken eldgamle forekomster inneholder rester av enkle organismer, og yngre inneholder organismer av komplekse struktur. Denne funksjonen brukes til å bestemme alderen på steiner.
For geologer er et viktig poeng at evolusjonære endringer i organismer og fremveksten av nye arter skjer over en viss tidsperiode. Grensene for evolusjonære transformasjoner er grensene for den geologiske tiden for akkumulering av sedimentære lag og horisonter.
Metoden for å bestemme den relative alderen til lag ved å bruke ledende fossiler kalles den ledende fossilmetoden. I henhold til denne metoden er lag som inneholder lignende ledeformer coeval. Denne metoden ble den første paleontologiske metoden for å bestemme alderen på bergarter. På grunnlag av dette ble stratigrafien til mange regioner utviklet.
For å unngå feil, sammen med denne metoden, brukes metoden for paleontologiske komplekser. I dette tilfellet brukes hele komplekset av utdødde organismer som finnes i de studerte lagene. I dette tilfellet kan følgende skilles:
1-fossile former som levde i bare ett lag; 2-former som først dukket opp i laget som ble undersøkt og passerer inn i den overliggende (den nedre grensen til laget er tegnet); 3-former som går fra det nedre laget og avslutter deres eksistens i det studerte laget (overlevende former); 4-former som levde i det nedre eller øvre laget, men som ikke ble funnet i det studerte laget (øvre og nedre grenser av laget) .
Ikke-paleontologiske metoder
De viktigste er delt inn i:
litologisk
strukturelt-tektonisk
geofysiske
Litologiske metoder for å skille lag er basert på forskjeller i individuelle lag som utgjør lagene som studeres i farge, materialsammensetning (mineralogisk og petrografisk) og tekstur. Blant lagene og enhetene i seksjonen er det de som skiller seg kraftig ut i disse egenskapene. Slike lag og enheter er lett å identifisere i tilstøtende utspring og kan spores over lange avstander. De kalles markeringshorisonten. Metoden for å dele sedimentære lag i individuelle enheter og lag kalles markeringshorisontmetoden. For visse regioner eller aldersintervaller kan markørhorisonten være mellomlag av kalkstein, kiselholdige skifer, konglomerater osv.
Den mineralogisk-petrografiske metoden brukes når det ikke er noen markørhorisont og de sedimentære lagene er ganske ensartede i litologisk sammensetning; deretter, for å sammenligne individuelle lag i seksjonen og deres relative alder, stoler de på de mineralogisk-petrografiske egenskapene til individuelle lag. For eksempel ble mineraler som rutil, granat, zirkon identifisert i flere lag med sandstein og deres %-innhold ble bestemt. Basert på det kvantitative forholdet mellom disse mineralene, er tykkelsen delt inn i separate lag eller horisonter. Den samme operasjonen utføres i en tilstøtende seksjon, og deretter sammenlignes resultatene med hverandre og lagene i seksjonen korreleres. Metoden er arbeidskrevende - det er nødvendig å velge ut og analysere et stort antall prøver. Samtidig er metoden anvendelig for små områder.
Strukturell-tektonisk metode - den er basert på ideen om eksistensen av brudd i sedimentasjon i store områder av jordskorpen. Sedimentasjonsbrudd oppstår når området i havbassenget der sedimentene samles blir forhøyet og dannelsen av sedimenter stopper der i denne perioden. I påfølgende geologiske tider kan dette området begynne å synke igjen, og igjen bli et havbasseng der nye sedimentære lag samler seg. Grensen mellom lagene er en overflate av uoverensstemmelse. Ved bruk av slike overflater deles den sedimentære sekvensen inn i enheter og sammenlignes i tilstøtende seksjoner. Sekvenser mellom identiske uoverensstemmelsesflater anses å være av samme alder. I motsetning til den litologiske metoden, brukes den strukturelt-tektoniske metoden for å sammenligne store stratigrafiske enheter i strata.
Et spesielt tilfelle av den strukturelle-tektoniske metoden er metoden for rytmestratigrafi. I dette tilfellet er sedimentavsnittet delt inn i enheter som ble dannet i bassenget under vekslende innsynkning og heving av sedimentasjonsoverflaten, som ble ledsaget av havets frem- og tilbaketrekning. Denne vekslingen ble reflektert i de sedimentære lagene som en sekvensiell endring av horisonten til dypvannsbergarter til gruntvannsbergarter og vice versa. Hvis en slik sekvensiell endring av horisonter observeres gjentatte ganger i en seksjon, skilles hver av dem ut i en rytme. Og i henhold til slike rytmer sammenlignes stratigrafiske seksjoner innenfor ett sedimentasjonsbasseng. Denne metoden er mye brukt for å korrelere deler av tykke kullholdige lag.
Prosessen med dannelse av magmatiske kropper er ledsaget av deres inntrenging i de sedimentære lag av bergarter. Derfor er grunnlaget for å bestemme deres alder studiet av forholdet mellom magmatiske og venelegemer og de sedimentære bergartenhetene som de krysset og hvis alder er etablert.
Geofysiske metoder er basert på å sammenligne bergarter etter fysiske egenskaper. I deres geologiske essens er geofysiske metoder nær den mineralogisk-petrografiske metoden, siden i dette tilfellet identifiseres individuelle horisonter, deres fysiske parametere sammenlignes og seksjoner korreleres ved å bruke dem. Geofysiske metoder er ikke uavhengige i naturen, men brukes i kombinasjon med andre metoder.
De vurderte metodene for absolutt og relativ geokronologi gjorde det mulig å bestemme alderen og sekvensen av dannelsen av bergarter, samt å etablere periodisiteten til geologiske fenomener og identifisere stadier i jordens lange historie. I løpet av hvert trinn akkumulerte bergartene seg suksessivt, og denne opphopningen skjedde over en viss tidsperiode. Derfor inneholder enhver geokronologisk klassifisering dobbel informasjon og kombinerer to skalaer - stratigrafisk og geokronologisk. Den stratigrafiske skalaen gjenspeiler rekkefølgen av akkumulering av lag, og den geokronologiske skalaen gjenspeiler tidsperioden som tilsvarer denne prosessen.
Basert på en stor mengde data fra ulike regioner og kontinenter, ble den internasjonale geokronologiske skalaen, felles for jordskorpen, opprettet, og gjenspeiler sekvensen av tidsinndelinger der visse komplekser av sedimenter ble dannet og utviklingen av den organiske verden.
I stratigrafi betraktes enheter fra store til små:
eonothema - gruppe - system - avdeling - lag. De korresponderer
eon - epoke - periode - epoke - århundre
