Zgodovinska teologija. Historična geologija: temeljna veda, ustanovitelji, pregled literature. Historična geologija z osnovami paleontologije in astronomije
PREDGOVOR................................................. .. ................................................ ......................................... 3
UVOD................................................. ......................................................... ............. ..................................... 4
I. DEL OSNOVNA NAČELA IN METODE ZGODOVINSKE GEOLOGIJE 7
1. POGLAVJE PREDMET IN NALOGE ZGODOVINSKE GEOLOGIJE.................................. 7
POGLAVJE 2. STRATIGRAFIJA IN GEOKRONOLOGIJA................................................. ............ 14
2.1. VRSTE STRATIGRAFSKIH ENOT IN KRITERIJI ZA NJIHOVO IDENTIFIKACIJO 16
2.2. RELATIVNA GEOKRONOLOGIJA................................................ .... ............. 18
2.3. ABSOLUTNA GEOKRONOLOGIJA................................................ .... .................... 36
2.4. MEDNARODNA GEOKRONOLOŠKA LESTVICA.................................................. 41
2.5. STANDARDI STRATIGRAFSKIH ENOT.................................. 42
POGLAVJE 3. OSNOVNE METODE ZGODOVINSKIH IN GEOLOŠKIH ANALIZ 47
3.1. OBRAZNA METODA................................................. ... ................................................. 48
3.2. ANALIZA PALEONTOLOŠKEGA MATERIALA (BIOFACIALNA IN PALEOEKOLOŠKA ANALIZA)............................................ ................. ................................. ........................ ........................ ..... 54
33. PALEOGEOGRAFSKE METODE.................................................. .................. .................. 57
3.4. FORMACIJSKA ANALIZA................................................ .... ................................. 77
3.5. PALEOGEOGRAFSKE KARTE................................................ .................. .................. 79
DEL II. STARODAVNA ZGODOVINA ZEMLJE.................................................. ....... 82
POGLAVJE 4. NASTANAK ZEMLJE IN PREDARŠKA ZGODOVINA.................................. 82
4.1. NASTANAK SONČNEGA SISTEMA.................................................. ............... 82
4.2. NASTANAK PLANETOV, KONDENZACIJA IN KOPIČENJE MEDZVEZDNE SNOVI 84
4.3. PREDARHEJSKA (HADEJSKA) STOPA RAZVOJA ZEMLJE.................................................. 86
POGLAVJE 5. ARHEJSKA ZGODOVINA.................................................. ......................................................... 88
5.1. SPLOŠNA DELITEV PREKAMBRIJA.................................................. ....... 88
5.2 ZGODNJI ARHEJ (4,0-3,5 milijarde let).................................. .... ................................. 90
5.3. SREDNJI IN POZNI ARHEJ (3,5-2,5 milijarde let)....................................... .......... 98
5.4. GEOLOŠKE POSTAVITVE V ARHEJU.................................................. ......... 106
5.5. IZVOR ŽIVLJENJA..................................................... ..................................................... 108
5.6. MINERALI.................................................. ................................. 109
6.2. OKOLJE SEDIMENTACIJE................................................ .... ........................ 121
6.3. MINERALI.................................................. ................................. 122
POGLAVJE 7. POZNI PROTEROZOIK.................................................. ....... ................................... 123
7.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 123
7.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ................................................ 129
7.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE.. 129
7.4. KLIMATSKE OBMOČNOSTI................................................ ................. ............... 141
7. 5. MINERALNE BOGAVINE............................................ ...... ................................... 142
III. DEL FANEZOJSKA ZGODOVINA ZEMLJE.................................................. ......... 145
PALEZOIK.................................................. ................................................. ..... 145
POGLAVJE 8. VENDSKO OBDOBJE.................................................. ......................................................... .... 149
8.1 O POLOŽAJU VENDSKEGA SISTEMA NA SPLOŠNI KRONOSTRATIGRAFSKI LESTVICI 149
8.2. STRATOTIPI VENDSKEGA SISTEMA.................................................. ....... 150
8.3. ORGANSKI SVET................................................. ... ................................................. 155
8.4. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE.. 156
8.5 PODNEBNO OBMOČJE ............................................... ..... ................. 162
9. POGLAVJE. KAMBRIJSKO OBDOBJE.................................................. ......................................... 166
9.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 166
9.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ................................................. 170
9.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE.. 173
9.4: PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZREČITEV ......... 180
9.5. MINERALI.................................................. ................................. 185
10. POGLAVJE. ORDOVICIJSKO OBDOBJE.................................................. ....... ................................ 185
10.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 186
10.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 187
103. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE. 191
10.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 201
10.5. MINERALI.................................................. ........................ 204
POGLAVJE 11. SILURIJSKO OBDOBJE.................................................. ....... ................................ 205
11.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 205
11.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 207
11.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 209
11.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 216
11.5. MINERALI.................................................. ........................ 219
POGLAVJE 12. DEVONSKO OBDOBJE.................................................. ......................................................... 219
12.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 219
12.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 221
12.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 224
12.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 236
12.5. MINERALI.................................................. .......................... 239
POGLAVJE 13. PREMOGOVNO OBDOBJE.................................................. ....... ................. 240
13.3 STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 240
13.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 246
13.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 263
135. MINERALNE BOGAVINE............................................. ...... ................................ 269
POGLAVJE 14. PERMSKO OBDOBJE.................................................. ......................................................... 270
14.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 271
14.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 274
14.5. MINERALI.................................................. ........................ 289
MEZOZOIK ................................................. ... ................................................ ......... ................ 290
POGLAVJE 15. TRIASA.................................................. ......................................................... 290
15.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 290
15.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 292
15.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 294
15.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 303
15.5. MINERALI.................................................. ........................ 305
POGLAVJE 16. JURSKO OBDOBJE.................................................. ......................................................... .... 307
16.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 307
16.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 312
163. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE. 315
16.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 325
165. MINERALNE BOGAVINE............................................. ...... ................................ 331
POGLAVJE 17. KRETA .............................................. .... .............................................. 331
17.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 332
17.2. ORGANSKI SVET................................................. ................................................... 335
17.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 341
17.4. RAZVOJ IN IZUMRTJE FAVNE V KREDI......... 356
175. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZDELITEV........ 358
17.6 MINERALNI VIRI .............................................. ..................................... 363
KENIOZOJSKA DOBA................................................. ... ................................................ ......... 364
18.2 ORGANSKI SVET............................................. ..................................................... 368
18.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 369
18.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 383
18.5. MINERALI.................................................. .............................. 388
POGLAVJE 19. NEOGENO OBDOBJE.................................................. ....... ................................... 389
19.1 STRATIGRAFSKA RAZDELITEV IN STRATOTIPI.................................. 389
19.2. ORGANSKI SVET................................................. ... ............................................ 391
19.3. PALEOTEKTONSKE IN PALEOGEOGRAFSKE RAZMERE 393
19.4. PODNEBNO IN BIOGEOGRAFSKO RAZLOČITEV 407
19.5 MINERALNI VIRI .............................................. ..................................... 410
POGLAVJE 20. KVARTERNO (ANTROPOGENO) OBDOBJE.................................. 412
20.1. STRATIGRAFSKA RAZDELITEV................................................ ................. .... 412
20.2. ORGANSKI SVET................................................. ................................................... 417
20.3. NARAVNE RAZMERE................................................. ... ................................. 420
20.4. MINERALI.................................................. .......................... 427
ZAKLJUČEK................................................. ................................................. ......................................... 428
LITERATURA................................................. ................................................. ......................................... 438
ZGODOVINSKA GEOLOGIJA
Vadnica
PREDGOVOR
Historična geologija je eden temeljnih predmetov programa usposabljanja specialistov na področju "Geologija". Za učinkovito obvladovanje gradiva je potrebno študentom zagotoviti zadostno količino izobraževalne in metodološke literature. V zadnjem desetletju in pol so vodilne ekipe v državi izdale tri znane učbenike, ki se pogosto uporabljajo na večini univerz. To je učbenik skupine Oddelka za zgodovinsko in dinamično geologijo Državnega rudarskega inštituta v Sankt Peterburgu (zdaj SPGU) "Zgodovinska geologija z osnovami paleontologije", 1985. Avtorji - E.V. Vladimirskaya, A.Kh. Ka-garmanov, N.Y. Spassky in drugi Leta 1986 je izšel učbenik "Zgodovinska geologija" G. I. Nemkova, E. S. Levitsky, I.A. Grechishnikova itd., Pripravljen na Oddelku za regionalno geologijo in paleontologijo Moskovskega geološkega raziskovalnega inštituta (zdaj MGGA). Leta 1997 so znanstveniki MSU izdali učbenik "Zgodovinska geologija"; avtorji - V.E. Khain, N.V. Koronovski in N.A. Jasamanov. Vsi ti učbeniki so bili uporabljeni pri pripravi tega priročnika o zgodovinski geologiji. Omenimo tudi "Zgodovinsko geologijo z osnovami paleontologije", objavljeno leta 1998 (avtor - M.D. Parfenova). Priročnik je bil pripravljen na Oddelku za splošno in zgodovinsko geologijo Politehnične univerze Tomsk. Pomanjkanje učbenikov za ta predmet pa ni odpravljeno, saj sta prva dva učbenika izšla že precej dolgo nazaj, zadnja dva pa imata majhno naklado in sta že postala bibliografska redkost. Pojavila se je potreba po pripravi novega učbenika, ki bi bil dostopen našim dijakom in bi upošteval izvirno sibirsko snov.
Poudariti je treba tudi naslednjo okoliščino. Znani učbeniki zgodovinske geologije različno razlagajo razvoj Zemlje in neenako pozornost namenjajo vprašanjem nove globalne tektonike. Če v učbenikih E. V. Vladimirskaya et al. (1985), G. I. Nemkov et al. (1986) vprašanja tektonike litosferskih plošč skoraj niso obravnavana ali zasedajo zelo skromno mesto, potem najnovejši učbenik V. E. Khaina, N. V. Koronovsky in N.A. Yasamanov (1997) v celoti temelji na tem konceptu.
Po mnenju avtorjev je treba biti do hipoteze o mobilizmu kritičen, saj številnih dejanskih podatkov ni mogoče vsebovati zgolj v okviru tektonike plošč. Koncept litosferskih plošč se sooča s posebnimi težavami v zvezi s paleozoikom in predkambrijskim obdobjem zemeljske zgodovine. Glavno protislovje so globoke korenine celin, ki jim ne omogočajo prostega gibanja vzdolž astenosferske plasti, pa tudi prisotnost obročastih struktur in odsotnost velikih kopičenj sedimentnega materiala v conah subdukcije. Po našem mnenju je uporaba pulzacijske hipoteze, ki temelji na izmenjujočih se obdobjih stiskanja in širjenja Zemlje zaradi kozmičnih razlogov, upravičena. Očitno so obdobja širjenja povezana s pojavom razkolnih območij in razhajanjem celin. Po delih V. A. Obrucheva in M. A. Usova so te ideje v zadnjih letih še posebej aktivno razvijali E. E. Milanovski in njegovi podporniki; te ideje imajo v tej vadnici prednost. Koncept nove zgodovinske geologije bi očitno moral upoštevati le omejeno širjenje med utripajočim razvojem Zemlje, cikličnost in razvoj vseh geoloških procesov, vključno z razvojem organskega sveta, opazovanega na paleontološkem materialu.
Predlagani učbenik je po obsegu primerljiv z omenjenima učbenikoma in zajema vse sklope predmeta, predvidenega s programom. Ena izmed novosti v tem učbeniku je kombinacija informacij o paleogeografiji različnih obdobij fanerozoika z najznačilnejšimi razdelki, ki prikazujejo tudi razširjenost fosilnih ostankov. Za osnovo paleogeografskih rekonstrukcij so vzete dobro znane sheme N. M. Strahova, ki so jih dopolnili avtorji. Ti posplošeni diagrami so prvič predstavljeni v barvah, kar naj bi bistveno izboljšalo dojemanje predstavljenega gradiva. Poleg teh shem, ki ne upoštevajo koncepta nove globalne tektonike, vsebuje učbenik ploščotektonske rekonstrukcije starih celin, ki smo si jih izposodili iz knjige J. Monroe & R. Wicander, 1994. Tabele značilnih organizmov različnih sistemi so sestavljeni po vzoru tistih iz učbenika G. I. Nemkove in sodelavcev (1986), dopolnjeni s sibirskim gradivom in maksimalno; so blizu zbirk, ki so na voljo na Oddelku za paleontologijo in zgodovinsko geologijo Tomske državne univerze.
O vsebini učbenika smo razpravljali s sodelavci na Oddelku za paleontologijo in historično geologijo TSU. Avtorji so hvaležni izrednemu profesorju N. I. Savini za pomoč pri urejanju učbenika, profesorju TSU A. I. Rodyginu in izrednemu profesorju G. M. Tatjaninu za dragocene nasvete pri branju številnih poglavij, pa tudi izrednemu profesorju Moskovske državne univerze D. I. Panovu, ki je podala pomembne kritične pripombe, ki so omogočile vsebinsko in strukturno izboljšavo učbenika. Za pomoč pri izdaji učbenika za 300. Rudarsko-geološka služba Rusije. Zahvaljujemo se V. A. Konovalovi, T. N. Afanasyevi in E. S. Ab-durakhmanovi, ki so sodelovali pri računalniškem tipkanju, pa tudi vsem ljudem, ki so prispevali k objavi tega dela.
UVOD
Historična geologija- sintetična disciplina, ki združuje podatke iz številnih drugih geoloških ved. PredmetŠtudija zgodovinske geologije je Zemlja, natančneje, njena zgornja trdna lupina - zemeljska skorja. Tarča zgodovinska geologija - prepoznavanje procesov, ki so se zgodili v zemeljski skorji v geološkem času, pojasnjevanje vzorcev njenega razvoja, poustvarjanje z največjo popolnostjo slik razvoja biosfere v preteklih geoloških obdobjih našega planeta.
Glavni dokumenti, po katerih je rekonstruirana geološka zgodovina razvoja regije, so kamnine in v njih vsebovani fosilni organski ostanki, ki so jih geologi zbrali med terenskim delom. Na teh materialih temeljijo informacije o geoloških pojavih in dogodkih, ki so se zgodili v geološki preteklosti. Celovita študija vzorcev kamnin v laboratorijih, obnova videza živali in rastlin, njihovega načina življenja in interakcije z okoljem. Omogoča nam dešifriranje določenih geoloških dogodkov, ki so se zgodili, in rekonstrukcijo fizičnih in geografskih razmer, ki so obstajale na Zemlji. površja v preteklih geoloških obdobjih.
Historična geologija rešuje naslednje osnovne naloge:
1. Študija pojavljanja kamninskih plasti, obnova kronološkega zaporedja
Podrobnosti o njihovi izobrazbi, določitev relativne starosti. Kamnine, ki sestavljajo zemeljsko skorjo
niso nastale takoj, ampak v določenem zaporedju; in v istem časovnem obdobju
Na različnih delih zemeljskega površja so nastale različne sestave in izvori.
pasme Ta naloga je preučevanje sestave, kraja in časa nastanka kamninskih plasti ter
tudi ugotavljanje njihovih odnosov in medsebojno primerjanje (korelacijo) odloča
logična disciplina stratigrafija(iz latinskega stratum - plast in grškega grapho - pišem).
Hkrati stratigrafija v veliki meri uporablja podatke iz litologije, paleontologije,
strukturna geologija, relativna in absolutna geokronologija.
2. Analiza nastanka in razvoja življenja na Zemlji je posebna pravica paleontologija. Oddelki pa
leontologija: paleofavnistika in paleofloristika ustrezno preučite celoto
vrste in rastline, ki so živele v določenem času v različnih podnebnih razmerah, pa tudi približno
izvor in razvoj favne in flore skozi čas. Odsek paleobiogeografija naravno razkriva
prostorsko in tudi časovno razporeditev fosilnih živali in rastlin.
3. Obnova geoloških fizičnih in geografskih pogojev zemeljske površine
preteklosti, zlasti razporeditev kopnega in morja, relief kopnega in svetovnega oceana, globine, sol
temperatura, gostota, dinamika morskih bazenov, klima, biološka in geokemija
kemijske razmere so eden najtežjih problemov v zgodovinski geologiji. Ona je glavna
naloga znanosti paleogeografija, ki je v prejšnjem stoletju izšla iz zgodovinske geologije v
samostojna veja znanstvenega znanja. Paleogeografske raziskave so nemogoče
vodil brez proučevanja materialne sestave, strukturne in teksturne zgradbe sedimentnih gora
nove pasme.
4. Rekonstrukcija zgodovine tektonskih premikov. Večstarost in več lestvic
sledovi tektonskih premikov v obliki motenj v primarnem pojavu kamninskih plasti in
geološka telesa opazimo povsod na zemeljskem površju. Opredelitev časa
obravnava manifestacije, naravo, obseg in smer določenih tektonskih premikov regionalna geotektonika, in preučuje zgodovino razvoja različnih strukturnih elementov posameznih območij in celotne zemeljske skorje zgodovinska geotektonika.
5. Rekonstrukcija in razlaga zgodovine vulkanizma, plutonizma in metamorfizma. V jedru
raziskava je v določanju relativne in absolutne starosti vulkansko-sedimentnih -
magmatskih, magmatskih in metamorfnih kamnin, kot tudi vzpostavitev prvotne narave po
dnevi. Po tem se identificirajo območja vulkanske dejavnosti, območje se identificira in rekonstruira
Učinki vulkanizma in plutonizma določajo geokemične značilnosti plaščnih tokov.
To so naloge geokemija in petrologija.
6. Prepoznavanje vzorcev porazdelitve mineralov v zemeljski skorji - ta naloga
pomaga rešiti geološki del nauk o mineralih.
7. Vzpostavitev strukture in vzorcev razvoja zemeljske skorje. To je eden najpomembnejših
problemov zgodovinske geologije, ki jih ni mogoče rešiti brez uporabe znanja mnogih
discipline in področja geoznanosti. To težavo je mogoče rešiti predvsem z regionalni
naya geologija, regional in zgodovinska geotektonika, geokemija, vesoljska geologija, geofizika
zika, petrologija in druge vede.
Historična geologija na podlagi posploševanja, analize različnih dejstev in dokumentarnega gradiva poustvarja drobce razvoja zemeljske skorje in slike geološke preteklosti. To je pravzaprav njegova glavna naloga.
Historična geologija uporablja predvsem podatke o geološki zgradbi kopnega, ki zavzema le eno tretjino zemeljske površine. Hiter razvoj morske geologije v zadnjih dveh desetletjih nam je dal nove informacije o geologiji dna morij in oceanov; ti materiali pomagajo rekonstruirati le relativno nedavno zgodovino razvoja oceanske skorje. V tem primeru razkritih vzorcev je težko interpolirati na bolj oddaljene geološke cone in dobe (predkambrij, paleozoik). Obnova geološke zgodovine Zemlje v celoti z uporabo celotnega nabora tako prejšnjih kot novih metod in vzorcev je naloga raziskovalcev prihajajočega 21. stoletja.
Poznavanje historične geologije je nujno pri študiju regionalne geologije, ki obravnava geološko zgradbo posameznih območij Zemlje kot rezultat njihove geološke zgodovine. Hkrati posploševanje in analiza regionalnih geoloških podatkov omogočata rekonstrukcijo zgodovine Zemlje kot celote in ugotavljanje vzorcev njenega razvoja v preteklih geoloških obdobjih.
Historična geologija kot veda je nastala na prelomu iz 18. v 19. stoletje. Vendar pa je človeštvo že dolgo zanimalo izvor kamnin in fosilov, ki jih vsebujejo, ter načinov, na katere se je preoblikovalo zemeljsko površje. V delih znanstvenikov starega Egipta, Grčije, Rima, Indije in Kitajske o teh problemih je veliko zanimivih geoloških opažanj in zamisli, ki pa jim niso pripisovali velikega pomena vse do renesanse.
Leta 1669 je danski naravoslovec Niels Stensen (1638-1686), ki je deloval v Italiji in je bil v znanstvenih krogih znan kot Nicholas Stenon, oblikoval šest osnovnih pravil (postulatov) stratigrafije.
1. Plasti Zemlje so posledica sedimentacije v vodi.
2. Za njo je nastala plast, ki vsebuje drobce druge plasti.
3. Vsaka plast je bila odložena pozneje kot plast, na kateri leži, in prej kot tista, ki je pred njo
pokrovi.
5. Plast mora imeti nedoločen obseg in ji je mogoče slediti
katera koli dolina.
6. Plast je bila najprej odložena vodoravno; če je nagnjen, potem je doživel nekakšen upogib. Če drug sloj leži na nagnjenih slojih, se je njihov upogib zgodil pred odlaganjem tega drugega sloja.
V teh osnovnih Stenonovih določbah vidimo najprej začetek takšnih znanosti, kot sta stratigrafija in tektonika,
Sredi 18. stol. Pojavila so se dela J. Buffona in I. Kanta, v katerih so bile na podlagi kozmogoničnih idej izražene ideje o spremenljivosti in razvoju zgodovine Zemlje.
Najbolj pravilna razlaga geoloških pojavov je bila podana v delih briljantnega ruskega znanstvenika M. V. Lomonosova (1711-1765). Geološke procese je razdelil na notranje in zunanje ter notranjim vzrokom pripisal vodilno vlogo pri nastanku gora in kotanj. M. V. Lomonosov je pravzaprav prvi uporabil načelo aktualizma. Jasno je poudaril, da preučevanje sodobnih geoloških procesov omogoča razumevanje preteklosti Zemlje. Ko se je skliceval na pogoje za nastanek sedimentnih kamnin, je v svojem delu "O plasteh Zemlje" (1763) zapisal: "... te različne vrste snovi, ki ležijo ena na drugi (ki se imenujejo ploščate) kažejo, da se niso pojavile hkrati; vendar pa so skupaj doživele ... splošne in posebne spremembe. Peščene plasti so bile prej dno morja ali velike reke."
Historična geologija je nastala v drugi polovici 18. stoletja. in s stratigrafijo tvoril enotno celoto. Vendar so bile stratigrafske študije redke in razdrobljene. Velik prispevek k razvoju te znanosti je prispeval italijanski znanstvenik D. Arduino, ki je leta 1760 ustvaril prvo shemo za razdelitev kamnin po starosti. Zahvaljujoč raziskavam nemških geologov, zlasti A. Wernerja (1750-1817), je bila razvita regionalna stratigrafska shema Srednje Nemčije in na njeni podlagi rekonstruirana geološka zgodovina razvoja Evrope.
Do konca 18. stol. Nabralo se je veliko geoloških informacij, vendar še ni najdena zanesljiva metoda za določitev sinhronosti in sodobne starosti sedimentov ter posledično procesov, ki so jih povzročili. Zato zgodovinska sistematizacija zbranih informacij ni bila mogoča. Ta ključ je bila paleontološka (biostratigrafska) metoda, katere utemeljitelj je bil angleški inženir W. Smith (1769-1839). Res je, da je njegov predhodnik, francoski opat Giraud Soulavi, leta 1779 vzpostavil dosledno zaporedje kompleksov fosilnih organizmov v odseku sedimentnih plasti južne Francije in prišel do zaključka, da je kronološki vrstni red obdobij prevlade različnih kompleksov morske živali ustreza zaporedju pojavljanja in relativni starosti gorskih plasti, ki gostijo te pasme favne Praktični pomen fosilnih organizmov za delitev in korelacijo sedimentnih plasti pa je pokazal W. Smith, ki je na podlagi biostratigrafske metode sestavil prvo lestvico navpičnega zaporedja sedimentnih kamnin v Angliji.
Ustanovitelja paleontološke metode sta skupaj z W. Smithom francoska znanstvenika J. Cuvier (1769-1832) in A. Brongniard (1801-1876). S sočasnim izvajanjem geoloških raziskav, vendar neodvisno drug od drugega, so prišli do enakih ugotovitev glede zaporedja pojavljanja plasti in ostankov fosilne favne v njih, kar je omogočilo sestavo prvih stratigrafskih stolpcev , odseke in geološke karte številnih regij Anglije in Francije. Na podlagi paleontološke metode so v 19. stoletju identificirali večino danes znanih geoloških sistemov in sestavili geološke karte. Odkritje nove metode je prispevalo k hitremu razvoju zgodovinske geologije in je pomenilo začetek »stratigrafske« stopnje v razvoju te znanosti. Za 20 let 19. stol. (:1822-1841), ki ga B. S. Sokolov imenuje "herojska doba" v razvoju geologije, so bile ugotovljene skoraj vse glavne delitve splošne stratigrafske lestvice, kar je omogočilo sistematizacijo obsežnega geološkega materiala v kronološkem zaporedju. Vendar so bili ti dosežki zaznamovani s prevlado idej o katastrofizmu, božanskih dejanjih stvarjenja, ki so pojasnili spremembo kompleksov živali in rastlin v vertikalnem prerezu.
Veliki francoski znanstvenik J. Cuvier ni bil le eden od ustanoviteljev paleontološke metode, ampak tudi avtor teorije katastrof, ki je bila nekoč zelo priljubljena. Na podlagi geoloških opazovanj je pokazal, da so nekatere skupine organizmov v geološkem času izumrle, na njihovo mesto pa so prišle nove. Njegovi privrženci J. Agassiz (1807-1873), A. d'Orbigny (1802-1857), L. Elie de Beaumont (1798-1874) in drugi so začeli razlagati ne le izumrtje organizmov, ampak tudi številne druge dogodke na zemeljsko površje s katastrofami Po njihovem mnenju so bile vse spremembe v pojavu kamnin, reliefa, spremembe pokrajine ali habitatnih pogojev, pa tudi izumrtje organizmov posledica katastrofalnih pojavov različnih razsežnosti, ki so se zgodili na zemeljskem površju. Kasneje , teorijo katastrof so ostro kritizirali izjemni znanstveniki 19. stoletja, J. Lamarck (1744-1829), Charles Lyell (1797-1875), Charles Darwin (1809-1882).Francoski naravoslovec J. Lamarck je ustvaril nauk o razvoju organskega sveta in ga prvič razglasil za univerzalni zakon žive narave.Angleški geolog Charles Lyell je v svojem delu "Osnove geologije" trdil, da se velike spremembe na Zemlji niso zgodile kot posledica uničujočih katastrof, ampak ampak kot posledica počasnih, dolgotrajnih geoloških procesov Poznavanje zgodovine Zemlje Charles Lyell je predlagal, da se začne s preučevanjem sodobnih geoloških procesov, saj verjame, da so "ključ do poznavanja geoloških procesov preteklosti." To stališče Charlesa Lyella so kasneje poimenovali »princip aktualizma«.
Uničujoč udarec katastrofizmu je bil zadan s pojavom Charlesa Darwina O izvoru vrst s pomočjo naravne selekcije (1859). Njegovi sklepi o pomenu naravne selekcije v razvoju organskega sveta so okrepili vlogo fosilnih organskih ostankov kot dokumentov zgodovine življenja in kot podlage za kronološko delitev kamninskih plasti. Ideje Charlesa Darwina o nepopolnosti geološkega in paleontološkega zapisa so imele velik pomen tudi za razvoj historične geologije. Pojav del Charlesa Darwina je bil v veliko podporo naukom evolucionistov, saj so dokazali, da se organski svet preoblikuje s počasnimi evolucijskimi spremembami.
Po mnenju V. M. Podobine in G. M. Tatyanina (Evolution.., 1997) je v zgodovini Zemlje pod vplivom pretežno kozmičnih in tektonskih dejavnikov opaziti postopno zapletanje biote s periodičnimi motnjami njenega ravnovesja in enakomernega razvoja. Od časa J. Cuvierja so raziskovalci vedno znova ugotavljali, kako so se nekateri organizmi v določenih intervalih v ekosistemih umaknili drugim, naprednejšim oblikam. Vendar pa je razvoj takšnih idej na znanstveni podlagi postal mogoč šele v 20. stoletju, s kopičenjem informacij o organskem svetu preteklih geoloških obdobij. Geokronološki dejavnik (geološki čas) v tem primeru postane eden vodilnih. Diskontinuirana narava stalnega razvoja biote je sestavni del globalnega procesa evolucije organizmov in je določena, kot so pokazale študije številnih znanstvenikov, z revolucijo Zemlje skupaj z Osončjem okoli središča Galaksije. , prehod različnih sektorjev galaktične orbite in drugi "kozmični" razlogi, njihova interakcija z notranjo energijo Zemlje.
V kompleksno organiziranih oblikah s spolno diferenciacijo je opaziti cikličen razvoj (nastanek, razvoj in izumrtje), takšni organizmi pa so bolj dovzetni za izumrtje med naravnimi nesrečami. Progresivna (mainstream) evolucija je po mnenju V. M. Podobine in G. M. Tatyanina (1997) očitno poleg naravne selekcije po Charlesu Darwinu posledica vpliva tako imenovanih "katalizatorjev" (aktivne cone, razpoke itd.). .d.), kar je prispevalo k pospešenemu mutacijskemu procesu in hitremu razvoju organizmov, ki so v ta območja prišli med selitvijo.
Preučevanje fanerozojskih foraminifer, pa tudi ob upoštevanju razvoja drugih organizmov glede na objavljena dela, V. M. Podobina in G. M. Tatyanin nakazujeta, da so na razvoj biote vplivali naslednji glavni dejavniki:
1. Kozmični (kroženje Zemlje skupaj z Osončjem okoli središča Galaksije,
sprememba sončnega sevanja, padec asteroidov, meteoritov, sprememba ekscentričnosti
Zemljin orbitalni sistem, Zemljina rotacijska os itd.).
2. Tektonske (orogeneza, razpoke, nastanek globokomorskih jarkov, ugrezanje,
dvigi itd.).
3. Geokronološki (geološki čas).
Naslednja dva dejavnika sta med seboj povezana s prvima dvema dejavnikoma:
4. Paleogeografski (preureditve ekosistemov: abiotske in biotske spremembe
nia, odnos organizmov).
5. Temperatura (klimatsko in vertikalno coniranje: temperatura pada proti
polov in z globino, povišanje temperature na določenih mestih, povezano z endogenim
procesi).
6. Migracijski dejavnik (velikega pomena v mezozoiku in še posebej kenozoiku).
V geološkem času je bil vpliv teh dejavnikov na razvoj organizmov neenakomeren. Kot je navedeno, je v prvi in naslednjih fazah razvoja biote prevladovalo delovanje prvega in posledično drugega dejavnika, nato pa se je začel vpliv geokronoloških in drugih dejavnikov. Šesti dejavnik je postal še posebej opazen s pojavom aktivno ali pasivno gibajočih se nektonskih, planktonskih in nekaterih bentoških organizmov kot posledica nastanka bolj raznolikih klimatskih in drugih okolij, kar je povzročilo pospešen razvoj nekaterih skupin teh organizmov.
Hitrost evolucije predstavnikov biote torej ni ostala konstantna. Na podlagi preučevanja nekaterih redov foraminifer so glede na hitrost evolucije identificirali tri glavne skupine, ki jih lahko zasledimo med drugimi organskimi oblikami:
1) pospešena evolucija (plankton, nekton in delno mobilni bentos); 2) zmerna evolucija (premični bentos); 3) počasna evolucija (počasi premikajoči se in sesilni bentos). Znotraj vsake skupine pa lahko glede na hitrost evolucije ločimo podrejene podskupine, ki se razlikujejo po določenih značilnostih.
Eno od katastrofalnih izumrtij organizmov na meji krede in paleogena je prizadelo, kot je znano, najbolj specializirane oblike, ki so bile večinoma v tretji razvojni fazi (izumrtju). To so predvsem globotruncani (foraminifere), amoniti, belemniti, dinozavri itd. Po hitrosti evolucije sodijo v prvo skupino. Večina organizmov druge in predvsem tretje skupine je ta mejnik prestala brez opaznih sprememb.
Hkrati z razvojem historične geologije ob koncu 18. st. Pojavila se je ideja o obstoju bolj raznolike geološke znanosti, ki se je začela imenovati "geognozija". Po vsebini je geognozija ustrezala geoznanosti, saj je preučevala stanje vseh znanih lupin Zemlje. Kot je ugotovil G. P. Leonov (1980), je do začetka 19. st. Določeni sta bili dve bistveno različni smeri proučevanja Zemlje: geološka in geognostična. Geološka smer je svojo pozornost usmerila v proučevanje zgornje sedimentne plasti zemeljske skorje, njeno zgradbo in razvoj pa obravnavala predvsem z zgodovinskega vidika; geognostična - s svojimi raziskavami je zajela ves planet in v predmete preučevanja vključila ne le zemeljsko skorjo, temveč tudi vse druge lupine Zemlje. To pa je prisililo geologe, da Zemljo niso obravnavali le z zgodovinskega vidika, temveč so svojo pozornost usmerili v ugotavljanje sestave geosfer, nastanek in razvoj geoloških procesov. Zato se je zgodovinska smer raziskovanja sčasoma začela umikati v ozadje.
Do sredine 19. stol. Sem sodijo prvi poskusi rekonstrukcije fizičnih in geografskih razmer posameznih geoloških obdobij tako za velike površine kopnega (G. A. Trautschold, J. Dana, V. O. Kovalevsky) kot za celotno zemeljsko oblo (J. Marcoux). Ta dela so zaznamovala »pa-
leogeografska" stopnja v razvoju zgodovinske geologije. Za nastanek paleogeografije je bil velik pomen, ki ga je leta 1838 A. Gressley (1814-1865) uvedel koncept faciesa, katerega bistvo je, da lahko kamnine iste starosti imajo različne sestave, strukture. » obliko in teksturo, ki odražajo pogoje njihovega nastanka.
Leta 1859 se je v Severni Ameriki pojavila ideja o geosinklinali (J. Hall), konec 19. stoletja pa je izjemni ruski geolog A. P. Karpinsky v svojih delih razkril vzorce geološkega razvoja evropskega dela Rusije. , je postavil temelje za doktrino platform Ideja o geosinklinalih in platformah kot najpomembnejših elementih strukture zemeljske skorje se je oblikovala v obliki koherentne teorije v delu francoskega znanstvenika E. Haugea "Geosinklinale in celinska območja" (1900) in je postala najpomembnejša posplošitev geološke zgodovine zemeljske skorje.
Ruska geološka znanost dolguje široko širjenje in razvoj teh idej A. A. Borisyaku, ki je po E. Ogu začel obravnavati zgodovinsko geologijo kot zgodovino razvoja geosinklinal in platform. Ideje A. A. Borisyaka so osnova številnih področij sodobne zgodovinske geologije. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je učenec A. A. Borisyaka, D. V. Nalivkin, postavil temelje za nauk o faciesih; Nekoliko kasneje se je v delih R. F. Heckerja, B. P. Markovskega in drugih raziskovalcev začela oblikovati "paleoekološka" smer v preučevanju odnosov med organizmi in okoljem v preteklosti.
Kmalu po delu E. Oga je nemški geofizik A. Wegener v najbolj popolni obliki oblikoval hipotezo o premikanju celin (hipotezo o mobilizmu). Po obdobju pozabe, ki se je začela v 60. letih 20. stoletja, je bila ta ideja oživljena na novi dejanski podlagi kot hipoteza neomobilizma (nova globalna tektonika ali tektonika litosferskih plošč). K razvoju tega koncepta so veliko prispevali A. Holmes, G. Hess, R. Dietz, F. Wayne, D. Matthews, D. Wilson, Z. Le Pi+shon in številni drugi raziskovalci.
Dvajseta in štirideseta leta so bila čas širokega razvoja regionalnih geoloških raziskav, na podlagi katerih so nastala velika splošna poročila na ozemlju Evrope (S.N. Bubnov), Sibirije (V.A. Obruchev), ZSSR (A.D. Arkhangelsky). Izvedbo teh del so olajšale ideje o fazah zlaganja, ki jih je predstavil izjemni nemški tektonist G. Stille. Na podlagi posplošitve ogromnega dejanskega gradiva o stratigrafiji, paleogeografiji, magmatizmu in tektoniki so glavni vzorci geološkega razvoja Zemlje oblikovani v tujih (L. Kober, G. Stille) in domačih (A.D. Arkhangelsky, D.V. Nalivkishch N.M. Strakhov, N.S. Shatsky in drugi) znanstveniki.
Če konec XIX - 60-ih let XX stoletja. lahko identificiramo kot "tektonsko" stopnjo v razvoju zgodovinske geologije, potem je za sodobno stopnjo značilna sinteza prečiščenih podatkov o geologiji celin, analiza vedno večjega toka informacij o geologiji celin. oceanskega dna, si prizadeva ustvariti popolno sliko geološke zgodovine Zemlje, prepoznati vzorce te zgodovine in razložiti njihovo vzročno povezavo. Hkrati se znanost ne zanaša le na stare, nenehno izboljšujoče raziskovalne metode, ampak tudi na nove metode: absolutno geokronologijo, geokemijsko, geofizikalno, paleomagnetno, globoko in ultragloboko vrtanje.
Ob znanstvenih raziskavah je že v začetku 20. st. Vodilni profesorji so začeli poučevati predmete zgodovinske geologije na visokošolskih ustanovah - sprva v Sankt Peterburgu, nato v drugih mestih Rusije.
Na prvi stopnji poučevanja so bili uporabljeni prevedeni učbeniki, na primer dvodelna "Zgodovina Zemlje" M. Neymayrja (1897-1898), ki jo je uredil A. A. Inostrantsev. Kasneje so se pojavili učbeniki, ki so jih napisali ruski znanstveniki. Na cesarski univerzi v Sankt Peterburgu je profesor A. A. Inostrantsev (1903, zvezek II) najprej predaval o zgodovinski geologiji. Skupaj z opisom geoloških odsekov drugih držav sveta je A.A. Tujci
Podane so geološke značilnosti posameznih regij Rusije. Posebej podrobno podaja kvartarni sistem, katerega preučevanju do takrat ni bilo posvečeno dovolj pozornosti.
V letih 1910-1911 Na Rudarskem inštitutu v Sankt Peterburgu je F. N. Černišev predaval o zgodovinski geologiji, ki je upošteval njegove dolgoletne raziskave posameznih regij Rusije.
Kot je bilo že omenjeno, ideje A. A. Borisyaka temeljijo na paleogeografskih rekonstrukcijah in s tem povezanimi doslednimi spremembami fiziografskih nastavitev. Kasneje je doktrina faciesov, ki jo je razvil D. V. Nalivkin, prispevala tudi k razvoju zgodovinskih geoloških raziskav in obogatitvi univerzitetnega tečaja zgodovinske geologije. D. V. Nalivkin je poleg tega leta 1932 v potek zgodovinske geologije uvedel informacije o magmatizmu in mineralih. V 40. letih prejšnjega stoletja je B. S. Sokolov predaval na Leningrajski državni univerzi in dopolnil značilnosti obdobij s paleogeografskimi značilnostmi celin. Hkrati so izšli učbeniki zgodovinske geologije G. F. Mirchinok, A. N. Mazarovich, M. K. Korovin in drugi.Dvodelna izdaja "Osnove zgodovinske geologije" N. M. Strahova (1948) je bila glavni učbenik približno trideset let v tem času. stopnje, njene paleogeografske sheme pa niso izgubile pomena do danes.
"Osnove zgodovine Zemlje ali Uvod v zgodovinsko geologijo" ameriškega raziskovalca W. Stokesa (W. Stokes, 1960) daje idejo o enotni zgodovini zemeljske skorje in njenega organskega sveta, ki temelji na povezovanje lokalnih dogodkov tako v prostoru kot v času.
Eden od temeljnih je učbenik G. P. Leonova (1980), v katerem je zgodovinska geologija obravnavana kot veja znanosti, ki osvetljuje vzorce razvoja zemeljske skorje in Zemlje kot celote.
Pomemben dogodek v raziskavah zgodovinske geologije je bila mednarodna znanstvena in metodološka konferenca, ki jo je organiziral Oddelek za zgodovinsko in dinamično geologijo (vodja oddelka, prof. A. Kh. Kagarmanov) na Sanktpeterburškem rudarskem inštitutu (tehnična univerza) ( 20. in 21. aprila 1999) in posvečen 110. obletnici rojstva izjemnega znanstvenika akademika D. V. Nalivkina. Ta konferenca je prispevala k razvoju koncepta tega učbenika, ponudila priložnost za ponovni razmislek o nabranem novem teoretičnem gradivu in bistveno izboljšanje njegovega demonstracijskega dela.
V zadnjih letih so bili glavni tečaji zgodovinske geologije učbeniki, ki so jih uredili profesor A. Kh Kagarmanov (1985), profesor G. I. Nemkov (1986) in akademik V. E. Khain (1997).
Obeti za razvoj zgodovinske geologije so povezani z oblikovanjem skladne teorije o razvoju zemeljske skorje, ki povzema vse najnovejše informacije, ki so jih pred kratkim pridobili geofizika, geokemija, petrologija, paleontologija in druge vede. Treba je pravilno odražati razmerje med navpičnimi in vodoravnimi premiki zemeljske skorje. Osnova za te posplošitve morda ni več mobilizem, ki ne more razložiti nakopičenih dejstev, ki so mu v nasprotju, ampak na primer koncept pulziranja, ki temelji na idejah cikličnosti in usmerjenosti geoloških procesov, ki jih trenutno razvija akademik E. E. Milanovski. in drugi raziskovalci.
Ena najpomembnejših nalog zgodovinske geologije - ugotavljanje vzorcev porazdelitve mineralov - je zapletena zaradi poligenosti in polikroničnosti mineralizacije. Zelo zanimivi so nedavni podatki o tektoniki oblakov (superplume itd.) In odprte možnosti za izgradnjo koncepta nastajanja rud, nastajanja nafte in plina na novi osnovi.
Iskanje novih sledi življenja v predkambriju in poznem proterozoiku lahko prinese zanimive rezultate in dopolni naše razumevanje najzgodnejših stopenj razvoja biosfere in zemeljske skorje.
OSNOVNI POJMI IN METODE ZGODOVINSKE GEOLOGIJE
Za uspešno reševanje zadanih problemov mora historična geologija imeti nabor metode. Na podlagi kompleksne, sintetične narave historične geologije uporablja v svoji službi metode vseh geoloških ved, naštetih v uvodu, pa tudi metode biologije, fizike, kemije, astronomije, matematike, računalništva itd.
Razmislimo o metodah zgodovinske geologije.
Poglavje 1. Historična geologija - kot znanost
Predkambrijska paleozojska fosilna geosinklinala
Zgodovinska geologija vključuje več oddelkov. Stratigrafija preučuje sestavo, lokacijo in čas nastanka kamninskih plasti ter njihovo korelacijo. Paleogeografija preučuje podnebje, topografijo, razvoj starih morij, rek, jezer itd. v preteklih geoloških obdobjih. Geotektonika se ukvarja z določanjem časa, narave in velikosti tektonskih premikov. Petrologija rekonstruira čas in pogoje za nastanek magmatskih kamnin. Tako je zgodovinska geologija tesno povezana s skoraj vsemi področji geološkega znanja.
Eden najpomembnejših problemov geologije je problem določanja geološkega časa nastanka sedimentnih kamnin. Nastanek geoloških kamnin v fanerozoiku je spremljala vse večja biološka aktivnost, zato ima paleobiologija velik pomen v geoloških raziskavah. Za geologe je pomembna točka, da se evolucijske spremembe v organizmih in nastanek novih vrst zgodijo v določenem geološkem obdobju. Načelo končnega nasledstva predpostavlja, da so isti organizmi istočasno pogosti v oceanu. Iz tega sledi, da lahko geolog, ko je določil nabor fosilnih ostankov v kamnini, najde kamnine, ki so nastale ob istem času.
Meje evolucijskih preobrazb so meje geološkega časa nastanka sedimentnih horizontov. Čim hitrejši ali krajši je ta interval, tem večja je možnost za podrobnejšo stratigrafsko razdelitev plasti. Tako je problem določanja starosti sedimentnih plasti rešen. Druga pomembna naloga je določitev življenjskih pogojev. Zato je tako pomembno ugotoviti spremembe, ki jih je habitat povzročil organizmom, ob poznavanju katerih lahko določimo pogoje za nastanek padavin.
"Geološki steber" in njegova interpretacija s strani kreacionistov in uniformistov
Geologija ali znanost o Zemlji je znanstvena disciplina, ki so jo skeptiki najuspešneje uporabili za diskreditacijo Svetega pisma. Preučevanje strukture Zemlje, zlasti kamnin, ki tvorijo zgornji del zemeljske skorje ...
Do 19. stoletja se je tema "človek in narava" preučevala skoraj izključno v okviru filozofije. Relevantna dejstva niso bila sistematizirana. Klasifikacija oblik človekovega vpliva na naravo ni bila izvedena...
Geološka dejavnost človeka in njene posledice
"Misel ni oblika energije," je zapisal V.I. Vernadskega. "Kako lahko spremeni materialne procese?" Dejansko tehnogeneza deluje kot geološka sila, ki spravlja v gibanje velikanske mase snovi...
Geoekološki problemi stanja in delovanja ekosistema Krasnodarskega rezervoarja
Oktobra 1973 so se v časopisih Krasnodarja pojavili prvi zapisi o veličastni gradnji največjega rezervoarja na Kubanu, rezervoarja Krasnodar. Zgrajena je bila po naročilu Sveta ministrov ZSSR ...
Znanost o Zemlji kot znanost
Tloslovje je veda o prsti, njenem nastanku (genezi), naravi, skladiščenju, moči, vzorcih geografskega širjenja, odnosih z okoliškim okoljem, vlogi narave, cestah in načinih njene melioracije ...
Petrografija magmatskih in metamorfnih kamnin
Petrografija je veda o geološkem ciklu, katere namen je celovito preučevanje kamnin, vključno z njihovim izvorom. Opozoriti je treba, da bi se morala petrografija v svojem bistvu ukvarjati z vsemi vrstami kamnin ...
Tla okrožja Gatchina Leningradske regije
Večji del regije Gatchina leži na ordovicijski apnenčasti planoti. To je razmeroma dvignjena ravnina z rahlim naklonom v južni in jugovzhodni smeri, sestavljena iz ordovicijskih apnencev...
Projekt kombiniranega razvoja rude
Razvoj rudarskega nahajališča Lebedinskoye
Lebedinskoye polje je omejeno na osrednji del severovzhodnega pasu Kurske magnetne anomalije, ki poteka v južnem delu Srednjeruske vzpetine vzdolž razvodja rek Dneper (na zahodu) in Don (na vzhodu). .
Historična geologija je kompleksna veda, ki proučuje razvoj planeta in zemeljske skorje ter zaporedje geoloških dogodkov.
Raziskave v disciplinah geološkega cikla potekajo v zgodovinskem kontekstu. Vsaka od ved preučuje razvoj in zaporedje preučevanih predmetov in pojavov. Poleg tega v geologiji obstajajo številne discipline, ki se ukvarjajo s preučevanjem splošne geološke zgodovine. Sem spada zgodovinska geologija.
Zgodba
Znanje o geološki zgodovini Zemlje se je nabiralo že od pradavnine znotraj ene same geološke smeri. Vendar pa so predpogoji za nastanek historične geologije nastali šele v 19. stoletju, ko so J. Cuvier, W. Smith in A. Brongniard prišli do zaključkov o zaporedju sprememb horizontov z organskimi ostanki. To je služilo kot osnova za paleontološka metoda, enega glavnih v tej disciplini.
Njen nastanek kot samostojna znanost se je zgodil v 19. stoletju. in je vključeval dve stopnji, ločeni na podlagi uporabljenih teoretičnih načel. Tako je v prvi polovici stoletja na razvoj te discipline vplivala teorija katastrof, ki sta jo razvila A. d'Orbigny in J. Cuvier, v drugi polovici pa so jo nadomestile ideje o evolucijskem razvoju Charlesa. Darwin, J. Lamarck in Charles Lyell.
Poleg tega je v skladu z vrstnim redom oblikovanja sorodnih disciplin, ki so prevladovale v razvoju zgodovinske geologije, ta proces do sredine 20. stoletja. delimo na tri stopnje: stratigrafsko, paleogeografsko in tektonsko. V začetku stoletja se je oblikovala stratigrafija: izdelali so strukturo stratigrafske lestvice, razvili lestvico za Evropo in kronološko sistematizirali geološko gradivo. Sredi stoletja se je začelo oblikovanje paleogeografije zahvaljujoč rekonstrukciji fiziografskih pogojev J. Dana in V.O. Kovalevsky in uvedbo A. Gressley koncepta "facies". Malo kasneje se je začela pojavljati doktrina geosinklinal, do konca stoletja pa doktrina platform, ki so osnova tektonike. Nato se je začela moderna faza.
Sama zgodovinska geologija se je oblikovala v drugi polovici 19. stoletja. Hkrati so bile oblikovane glavne usmeritve raziskav.
Historična geologija je pomembno prispevala k razvoju geološkega znanja. Tako so v okviru te znanosti pojasnjeni zakonitosti razvoja geoloških procesov (nastanek celin, nastanek in preoblikovanje platform in geosinklinal, spremembe v naravi magmatizma itd.) in splošna usmeritev je bil napovedan razvoj planeta in zemeljske skorje.
Sodobna znanost
Zdaj zgodovinska geologija vključuje dve smeri:
- Študij geološke zgodovine v kontekstu tektonike, paleogeografije, stratigrafije
- Oblikovanje splošne zgodovinske in geološke slike z ugotavljanjem vzorcev in njihovih odnosov.
Tako ta znanost vključuje geokronologijo, paleotektoniko, paleogeografijo, stratigrafijo.
Trenutno študijsko področje zgodovinske geologije obsega več predmetov. Sem spadajo starost kamnin (kronološko zaporedje njihovega nastanka in položaj v odseku, pa tudi organski ostanki, zgodovina razvoja organizmov), fizične in geografske razmere (položaj kopnega in oceana, podnebje, relief v različnih delih). obdobja geološke zgodovine), tektonski položaj in magmatizem (razvoj zemeljske skorje, nastanek in razvoj dislokacij: vzpetine, gube, globeli, prelomi itd.), odnos geoloških procesov, naravna povezanost nahajališč z magmatskimi telesi, geološki kompleksi in strukture.
Tako je glavni cilj historične geologije rekonstruirati zaporedje geoloških procesov v notranjosti in na površju planeta.
Historična geologija je skupaj z drugimi geološkimi disciplinami osnova splošne geologije, ki preučuje zakonitosti razvoja Zemlje. Poleg tega ima ta znanost uporabni pomen, ki je sestavljen iz uporabe njenih podatkov za ustvarjanje znanstvene podlage za iskanje in raziskovanje mineralov z razjasnitvijo pogojev njihove geneze in zakonitosti lokacije nahajališč.
Ta disciplina je povezana z vsemi geološkimi znanostmi, saj obravnava predmetov študija na tem področju poteka v zgodovinskem kontekstu. Poleg tega zgodovinska geologija uporablja podatke, zaključke in metode iz mnogih izmed njih: stratigrafije, litologije, paleontologije, petrologije, tektonike, geokemije, regionalne geologije, paleogeografije, geofizike. Historična geologija je najbližja drugim zgodovinskim in geološkim disciplinam, kot sta stratigrafija in paleontologija. Poleg tega se prvi od njih včasih šteje za vejo zgodovinske geologije. Stratigrafija, vključno z biostratigrafijo, tvori osnovo obravnavane znanosti, ugotavlja zaporedje nastajanja kamnin in razvija geokronološki sistem, ki zagotavlja interakcijo z geokronologijo. Skozi biostratigrafijo se oblikuje povezava med zgodovinsko geologijo in paleontologijo. Rekonstrukcija fizičnih in geografskih razmer na podlagi pridobljenih podatkov se nanaša na paleogeografijo. Preučevanje razvoja zemeljske skorje in zaporedja procesov, ki se v njej dogajajo, sodi v področje tektonike. Preučevanje zgodovine procesov magmatizma, metamorfizma in vulkanizma povezuje zgodovinsko geologijo s petrografijo.
Predmet, naloge, metode
Predmet historične geologije so kamnine in organski ostanki, na podlagi katerih se ugotavlja zaporedje geoloških procesov.
Cilji te znanosti so rekonstrukcija in sistematizacija stopenj razvoja zemeljske skorje in biosfere, razjasnitev zakonitosti in gonilnih sil teh procesov. To vključuje izračun starosti kamnin, poustvarjanje tektonskih struktur in premikov, vulkanizma, metamorfizma, plutonizma ter fizičnih in geografskih pogojev preteklosti.
S stratigrafijo ugotavljamo trajanje in zaporedje geoloških procesov. Faciesne postavitve se rekonstruirajo predvsem s študijem kamnin in organskih ostankov v okviru petrologije in paleontologije. Tektonika se ukvarja z pojasnjevanjem zaporedja tektonskih premikov z uporabo neskladij, prelomov v sedimentaciji, disjunktivov in plikativnih deformacij. Za določitev zakonitosti zgradbe in razvoja zemeljske skorje se uporabljajo podatki iz geotektonike, geofizike in regionalne geologije.
Historična geologija, kot je navedeno zgoraj, uporablja metode drugih geoloških disciplin:
- Biostratigrafija(evolucijski, vodilni fosili, paleoekološki, kvantitativne korelacijske metode),
- Geološki(litološki, mineraloško-petrografski, strukturni, ekostratigrafski, ritmostratigrafski, klimatostratigrafski),
- Geofizikalni(magnetostratigrafski, seizmostratigrafski),
- Absolutna geokronologija(uran-torij-svinec, svinec, rubidij-stroncij, kalij-argon, samarij-neodim, radiokarbon, cepitvene sledi),
- Zgodovinsko-geološki(facies, formacijske analize).
Poleg zgoraj navedenih aplikativnih metod uporablja ta veda še splošne teoretične, kot sta dialektična in aktualistična.
Izobraževanje in delo
Historično geologijo preučujemo v okviru geoloških specialnosti, saj predstavlja osnovo tega področja znanja. Redko ga najdemo kot samostojno specialiteto.
Delovna sfera je določena z osredotočenostjo specialnosti in izbiro diplomanta, saj vam številne geološke specialnosti omogočajo delo v več poklicih. Večinoma takšni strokovnjaki delajo v proizvodnji ter znanstveni in izobraževalni sferi. Ljudje, specializirani posebej za zgodovinsko geologijo, delajo predvsem v znanosti in izobraževanju.
Zaključek
Historična geologija je ena glavnih disciplin geološkega cikla. Z drugimi vedami se povezuje z uporabo njihovih podatkov in metod ter oblikovanjem zgodovinske in geološke podlage za njihovo raziskovanje. Poleg tega se uporablja za iskanje depozitov. Kljub odsotnosti tovrstne stroke se znanje s tega področja uporablja v vseh vejah geologije.
Najstarejše kamnine, izpostavljene na površju celin, so nastale v arhejski dobi. Te kamnine je težko prepoznati, saj so njihovi izdanci razpršeni in jih v večini primerov prekrivajo debele plasti mlajših kamnin. Kjer so te kamnine izpostavljene, so tako metamorfizirane, da njihovega prvotnega značaja pogosto ni mogoče obnoviti. V številnih dolgih fazah denudacije so bile debele plasti teh kamnin uničene, tiste, ki so preživele, pa vsebujejo zelo malo fosilnih organizmov, zato je njihova korelacija otežena ali celo nemogoča. Zanimivo je, da so najstarejše znane arhejske kamnine verjetno močno metamorfizirane sedimentne kamnine, starejše kamnine, ki jih prekrivajo, pa so stopile in uničile številne magmatske intruzije. Zato sledi primarne zemeljske skorje še niso odkrili.
V Severni Ameriki sta dve veliki območji izdankov arhejskih kamnin. Prvi med njimi, Kanadski ščit, se nahaja v osrednji Kanadi na obeh straneh Hudsonovega zaliva. Čeprav ponekod arhejske kamnine prekrivajo mlajše, na večini ozemlja Kanadskega ščita sestavljajo površje. Najstarejše kamnine, znane na tem območju, so marmorji, skrilavci in kristalni skrilavci, prepredeni z lavo. Sprva so bili tu odloženi apnenec in skrilavci, ki so jih nato zapečatile lave. Nato so bile te kamnine izpostavljene močnim tektonskim premikom, ki so jih spremljali veliki vdori granita. Končno so sedimentne kamnine močno metamorfizirale. Po dolgem obdobju denudacije so bile te visoko metamorfizirane kamnine ponekod dvignjene na površje, vendar so splošno ozadje graniti.
Izdanke arhejskih kamnin najdemo tudi v Skalnem gorovju, kjer tvorijo grebene številnih grebenov in posameznih vrhov, kot je Pikes Peak. Mlajše kamnine je tam uničila denudacija.
V Evropi so arhejske kamnine izpostavljene v Baltskem ščitu na Norveškem, Švedskem, Finskem in v Rusiji. Predstavljajo jih graniti in visoko metamorfizirane sedimentne kamnine. Podobne izdanke arhejskih kamnin najdemo na jugu in jugovzhodu Sibirije, Kitajske, zahodne Avstralije, Afrike in severovzhodne Južne Amerike. Najstarejše sledi življenjskega delovanja bakterij in kolonij enoceličnih modrozelenih alg Collenia so odkrili v arhejskih kamninah južne Afrike (Zimbabve) in province Ontario (Kanada).
Proterozojska doba.
Na začetku proterozoika, po dolgem obdobju denudacije, je bilo kopno v veliki meri uničeno, nekateri deli celin so bili potopljeni in zalita s plitvimi morji, nekatere nižinske kotline pa so se začele zapolnjevati s celinskimi sedimenti. V Severni Ameriki so najpomembnejše izpostavljenosti proterozojskih kamnin na štirih območjih. Prvi od njih je omejen na južni del Kanadskega ščita, kjer so okoli jezera izpostavljene debele plasti skrilavcev in peščenjakov obravnavane starosti. Zgornji in severovzhodni del jezera. Huron. Te kamnine so tako morskega kot celinskega izvora. Njihova porazdelitev kaže, da se je položaj plitvih morij skozi proterozoik bistveno spreminjal. Na mnogih mestih so morski in celinski sedimenti prepleteni z debelimi plastmi lave. Ob koncu sedimentacije so se pojavili tektonski premiki zemeljske skorje, proterozojske kamnine so se gubale in nastali so veliki gorski sistemi. V vznožju vzhodno od Apalačev so številni izdanki proterozojskih kamnin. Prvotno so bili odloženi kot plasti apnenca in skrilavca, nato pa so se med orogenezo (nastajanjem gora) preobrazili v marmor, skrilavec in kristalni skrilavec. V regiji Grand Canyon debelo zaporedje proterozojskih peščenjakov, skrilavcev in apnencev neskladno prekriva arhejske kamnine. V severnem Skalnem gorovju je zaporedje proterozojskih apnencev z debelino ca. 4600 m Čeprav so na proterozojske tvorbe na teh območjih vplivali tektonski premiki in so jih nagubali in prelomili prelomi, ti premiki niso bili dovolj intenzivni in niso mogli povzročiti metamorfizma kamnin. Zato so se tam ohranile prvotne sedimentne teksture.
V Evropi so znotraj Baltskega ščita pomembni izdanki proterozojskih kamnin. Predstavljajo jih visoko metamorfizirani marmorji in skrilavci. V severozahodni Škotski debelo zaporedje proterozojskih peščenjakov prekriva arhejske granite in kristalne skrilavce. Obsežni izdanki proterozojskih kamnin se pojavljajo v zahodni Kitajski, osrednji Avstraliji, južni Afriki in osrednji Južni Ameriki. V Avstraliji so te kamnine predstavljene z debelim zaporedjem nemetamorfoziranih peščenjakov in skrilavcev, v vzhodni Braziliji in južni Venezueli pa z visoko metamorfoziranimi skrilavci in kristalnimi skrilavci.
Fosilne modrozelene alge Collenia so zelo razširjene na vseh celinah v nemetamorfoziranih apnencih proterozoika, kjer je bilo najdenih tudi nekaj drobcev lupin primitivnih mehkužcev. Vendar so ostanki živali zelo redki, kar kaže na to, da je imela večina organizmov primitivno zgradbo in še niso imeli trdih lupin, ki so ohranjene v fosilnem stanju. Čeprav so sledovi ledenih dob zabeleženi že v zgodnjih fazah Zemljine zgodovine, je obsežno poledenitev, ki je imela skoraj globalno razširjenost, opažena šele na samem koncu proterozoika.
paleozoik.
Potem ko je kopno ob koncu proterozoika doživelo dolgo obdobje denudacije, so nekatera njena ozemlja doživela ugrezanje in jih je poplavilo plitvo morje. Zaradi denudacije višinskih območij so vodni tokovi prenašali sedimentni material v geosinklinale, kjer so se kopičile več kot 12 km debele plasti paleozojskih sedimentnih kamnin. V Severni Ameriki sta na začetku paleozoika nastali dve veliki geosinklinali. Eden od njih, imenovan Apalači, se razteza od severnega Atlantskega oceana skozi jugovzhodno Kanado in naprej proti jugu do Mehiškega zaliva vzdolž osi sodobnih Apalačev. Druga geosinklinala je povezala Arktični ocean s Tihim oceanom in je potekala nekoliko vzhodneje od Aljaske proti jugu skozi vzhodno Britansko Kolumbijo in zahodno Alberto, nato skozi vzhodno Nevado, zahodno Utah in južno Kalifornijo. Tako je bila Severna Amerika razdeljena na tri dele. V nekaterih obdobjih paleozoika so bili njeni osrednji predeli delno poplavljeni, obe geosinklinali pa sta bili povezani s plitvimi morji. V drugih obdobjih je zaradi izostatičnih dvigov kopnega ali nihanj gladine Svetovnega oceana prišlo do morskih regresij, nato pa se je terigeni material, odplavljen s sosednjih višinskih območij, odložil v geosinklinale.
V paleozoiku so bile podobne razmere tudi na drugih celinah. V Evropi so ogromna morja občasno preplavila Britansko otočje, ozemlja Norveške, Nemčije, Francije, Belgije in Španije, pa tudi obsežno območje vzhodnoevropske nižine od Baltskega morja do gorovja Ural. Velike izdanke paleozojskih kamnin najdemo tudi v Sibiriji, na Kitajskem in v severni Indiji. So avtohtoni na večini območij vzhodne Avstralije, severne Afrike ter severne in osrednje Južne Amerike.
Paleozoik je razdeljen na šest neenakomerno dolgih obdobij, ki se izmenjujejo s kratkotrajnimi stopnjami izostatičnih dvigov ali morskih regresij, med katerimi ni prišlo do sedimentacije znotraj celin.
Kambrijsko obdobje
- najzgodnejše obdobje paleozoika, poimenovano po latinskem imenu za Wales (Cumbria), kjer so prvič preučevali kamnine te starosti. V Severni Ameriki sta bili v kambriju poplavljeni obe geosinklinali, v drugi polovici kambrija pa je osrednji del celine zavzemal tako nizek položaj, da sta bili obe koriti povezani s plitvim morjem in plastmi peščenjakov, skrilavcev in apnencev. nakopičeno tam. V Evropi in Aziji se je dogajala velika morska transgresija. Ti deli sveta so bili v veliki meri poplavljeni. Izjeme so bile tri velike izolirane kopenske mase (Baltski ščit, Arabski polotok in južna Indija) in številne majhne izolirane kopenske mase v južni Evropi in južni Aziji. Manjše morske transgresije so se zgodile v Avstraliji in osrednji Južni Ameriki. Za kambrij so bile značilne precej mirne tektonske razmere.
Nahajališča tega obdobja so ohranila prve številne fosile, ki kažejo na razvoj življenja na Zemlji. Čeprav kopenskih rastlin ali živali ni bilo zabeleženih, so bila plitva epikontinentalna morja in potopljene geosinklinale bogata s številnimi nevretenčarji in vodnimi rastlinami. Najbolj nenavadne in zanimive živali tistega časa so bili trilobiti (slika 11), razred izumrlih primitivnih členonožcev, ki so bili razširjeni v kambrijskih morjih. Njihove apnenčasto-hitinaste lupine so bile najdene v kamninah te starosti na vseh celinah. Poleg tega je bilo veliko vrst ramenonožcev (brahiopodov), mehkužcev in drugih nevretenčarjev. Tako so bile v kambrijskih morjih prisotne vse glavne oblike nevretenčarjev (z izjemo koral, mahovnikov in pelecipodov).
Ob koncu kambrijskega obdobja je bila večina kopnega dvignjena in prišlo je do kratkotrajne morske regresije.
Ordovicijsko obdobje
- drugo obdobje paleozojske dobe (poimenovano po keltskem ordoviškem plemenu, ki je naseljevalo ozemlje Walesa). V tem obdobju je prišlo do pogrezanja celin, zaradi česar so se geosinklinale in nižinske kotline spremenile v plitva morja. Ob koncu ordovicija pribl. 70% Severne Amerike je poplavilo morje, v katerem so se odložile debele plasti apnenca in skrilavcev. Morje je pokrivalo tudi velika območja Evrope in Azije, deloma Avstralijo in osrednje predele Južne Amerike.
Vsi kambrijski nevretenčarji so se nadaljevali z razvojem v ordoviciju. Poleg tega so se pojavile korale, pelecipodi (školjke), mahovnjaki in prvi vretenčarji. V Koloradu so v ordovicijskih peščenjakih odkrili fragmente najprimitivnejših vretenčarjev - brez čeljusti (ostrakodermi), ki niso imeli pravih čeljusti in parnih okončin, sprednji del telesa pa je bil prekrit s kostnimi ploščami, ki so tvorile zaščitno lupino.
Na podlagi paleomagnetnih študij kamnin je bilo ugotovljeno, da se je Severna Amerika skozi večji del paleozoika nahajala v ekvatorialnem območju. Fosilni organizmi in široko razširjeni apnenci iz tega časa kažejo na prevlado toplih, plitvih morij v ordoviciju. Avstralija se je nahajala blizu južnega pola, severozahodna Afrika pa se je nahajala v območju samega pola, kar potrjujejo znaki razširjene poledenitve, vtisnjeni v ordovicijske kamnine Afrike.
Ob koncu ordovicijskega obdobja je zaradi tektonskih premikov prišlo do dviga celine in regresije morja. Ponekod so avtohtone kambrijske in ordovicijske kamnine doživele proces gubanja, ki ga je spremljala rast gora. Ta starodavna stopnja orogeneze se imenuje kaledonsko gubanje.
silur.
Prvič so kamnine tega obdobja preučevali tudi v Walesu (ime obdobja izvira iz keltskega plemena Silures, ki je naseljevalo to regijo).
Po tektonskih dvigih, ki so zaznamovali konec ordovicija, se je začela faza denudacije, nato pa je na začetku silurja prišlo do pogrezanja celin in morja so poplavila nižinske predele. V Severni Ameriki se je v zgodnjem silurju območje morij znatno zmanjšalo, v srednjem silurju pa so zasedli skoraj 60% njenega ozemlja. Nastalo je debelo zaporedje morskih apnencev niagarske formacije, ki je ime dobila po Niagarskih slapovih, katerih prag tvori. V poznem silurju so se površine morij močno zmanjšale. Debele plasti, ki vsebujejo sol, so se kopičile v pasu, ki se razteza od sodobnega Michigana do osrednjega New Yorka.
V Evropi in Aziji so bila silurska morja zelo razširjena in so zasedala skoraj enaka ozemlja kot kambrijska morja. Isti izolirani masivi kot v kambriju, pa tudi pomembna območja severne Kitajske in vzhodne Sibirije so ostala nepoplavljena. V Evropi so se debele apnenčaste plasti nabrale vzdolž obrobja južne konice Baltskega ščita (trenutno jih delno potopi Baltsko morje). Majhna morja so bila pogosta v vzhodni Avstraliji, severni Afriki in osrednji Južni Ameriki.
V silurskih kamninah so bili na splošno enaki osnovni predstavniki organskega sveta kot v ordoviciju. Kopenske rastline se v silurju še niso pojavile. Med nevretenčarji so korale postale veliko bolj razširjene, zaradi njihove življenjske dejavnosti so na mnogih območjih nastali ogromni koralni grebeni. Trilobiti, tako značilni za kambrijske in ordovicijske kamnine, izgubljajo svoj dominantni pomen: postajajo vse manjši tako po količini kot po vrstah. Ob koncu silura so se pojavili številni veliki vodni členonožci, imenovani evripteridi ali raki.
Silursko obdobje v Severni Ameriki se je končalo brez večjih tektonskih premikov. Vendar pa je v zahodni Evropi v tem času nastal kaledonski pas. To gorovje se je raztezalo čez Norveško, Škotsko in Irsko. Orogeneza je potekala tudi v severni Sibiriji, zaradi česar se je njeno ozemlje tako dvignilo, da ni bilo nikoli več poplavljeno.
devonski
poimenovana po grofiji Devon v Angliji, kjer so prvič proučevali kamnine te starosti. Po denudacijskem prelomu so se nekateri predeli celin ponovno ugrezali in jih zalila plitva morja. V severni Angliji in deloma na Škotskem so mladi Kaledonidi preprečevali prodor morja. Vendar pa je njihovo uničenje povzročilo kopičenje debelih plasti terigenih peščenjakov v dolinah vznožnih rek. Ta formacija starodavnih rdečih peščenjakov je znana po dobro ohranjenih fosilnih ribah. Južno Anglijo je v tem času prekrivalo morje, v katerem so bile odložene debele plasti apnenca. Velika območja v severni Evropi so takrat preplavila morja, v katerih so se kopičile plasti glinastih skrilavcev in apnencev. Ko je Ren zarezal v te plasti na območju masiva Eifel, so nastale slikovite pečine, ki se dvigajo ob bregovih doline.
Devonska morja so pokrivala številna območja evropske Rusije, južne Sibirije in južne Kitajske. Obsežen morski bazen je poplavil osrednjo in zahodno Avstralijo. To območje ni bilo pokrito z morjem od obdobja kambrija. V Južni Ameriki se je morska transgresija razširila na nekatera osrednja in zahodna območja. Poleg tega je bilo v Amazoniji ozko sublatitudinalno korito. Devonske pasme so zelo razširjene v Severni Ameriki. Večino tega obdobja sta obstajali dve veliki geosinklinalni kotlini. V srednjem devonu se je morska transgresija razširila na ozemlje sodobne rečne doline. Mississippi, kjer se je nabrala večplastna plast apnenca.
V zgornjem devonu so v vzhodnih regijah Severne Amerike nastali debeli horizonti skrilavca in peščenjaka. Ta klastična zaporedja ustrezajo stopnji gradnje gora, ki se je začela ob koncu srednjega devona in se nadaljevala do konca tega obdobja. Gore so se raztezale vzdolž vzhodnega boka Apalaške geosinklinale (od sodobnega jugovzhoda ZDA do jugovzhodne Kanade). To območje je bilo močno dvignjeno, njegov severni del se je nagubal, nato pa so tam nastali obsežni vdori granita. Ti graniti se uporabljajo za izdelavo Belih gora v New Hampshiru, Stone Mountain v Georgii in številnih drugih gorskih struktur. Zgornji devon, tako imenovani Akadijsko gorovje so predelali procesi denudacije. Posledično se je zahodno od Apalaške geosinklinale nabralo plastovito zaporedje peščenjakov, katerih debelina ponekod presega 1500 m, široko so zastopani v območju gorovja Catskill, od tod tudi ime peščenjaki Catskill. Istočasno se je na nekaterih območjih zahodne Evrope pojavilo gorovje v manjšem obsegu. Orogeneza in tektonsko dvigovanje zemeljskega površja sta povzročila regresijo morja ob koncu devonskega obdobja.
V devonu so se zgodili nekateri pomembni dogodki v razvoju življenja na Zemlji. Prva nesporna odkritja kopenskih rastlin so bila narejena na mnogih območjih sveta. Na primer, v bližini Gilboa (New York) so našli veliko vrst praproti, vključno z velikanskimi drevesi.
Med nevretenčarji so bile razširjene spužve, korale, mahovnjaki, ramenonožci in mehkužci (slika 12). Obstajalo je več vrst trilobitov, čeprav sta se njihovo število in vrstna pestrost v primerjavi s silurjem znatno zmanjšala. Devon se pogosto imenuje "doba rib" zaradi veličastnega razcveta tega razreda vretenčarjev. Čeprav so še vedno obstajale primitivne brezčeljustne živali, so začele prevladovati naprednejše oblike. Ribe, podobne morskemu psu, so dosegle dolžino 6 m.V tem času so se pojavile pljučne ribe, pri katerih se je plavalni mehur spremenil v primitivna pljuča, kar jim je omogočilo, da nekaj časa obstajajo na kopnem, pa tudi plavuti in žarkoplavuti. ribe. V zgornjem devonu so odkrili prve sledi kopenskih živali - velike dvoživke, podobne močeradom, imenovane stegocefali. Njihove značilnosti okostja kažejo, da so se razvile iz pljučnih rib z nadaljnjim izboljšanjem pljuč in spreminjanjem plavuti v okončine.
Karbonsko obdobje.
Po nekaj premoru so se celine ponovno ugreznile in njihova nižinska območja so se spremenila v plitva morja. Tako se je začelo karbonsko obdobje, ki je ime dobilo po razširjenosti nahajališč premoga v Evropi in Severni Ameriki. V Ameriki je bila njena zgodnja faza, za katero so značilne morske razmere, prej imenovana Mississippian zaradi debele plasti apnenca, ki je nastala v sodobni dolini reke. Mississippian, zdaj pa ga pripisujejo spodnjemu karbonskemu obdobju.
V Evropi je bilo v celotnem karbonskem obdobju ozemlje Anglije, Belgije in severne Francije večinoma zalito z morjem, v katerem so nastali debeli apnenčasti horizonti. Poplavljena so bila tudi nekatera območja južne Evrope in južne Azije, kjer so se odložile debele plasti skrilavcev in peščenjakov. Nekateri od teh horizontov so celinskega izvora in vsebujejo veliko fosilnih ostankov kopenskih rastlin ter gostijo premogovne plasti. Ker so formacije spodnjega karbona v Afriki, Avstraliji in Južni Ameriki slabo zastopane, lahko domnevamo, da so se ta ozemlja nahajala pretežno v subaerskih razmerah. Poleg tega obstajajo dokazi o razširjeni celinski poledenitve tam.
V Severni Ameriki je Apalaško geosinklinalo s severa omejevalo Akadsko gorovje, z juga, iz Mehiškega zaliva, pa je vanjo prodiralo Misisipijsko morje, ki je zalilo tudi dolino Misisipija. Majhni morski bazeni so zasedli nekatera območja na zahodu celine. V regiji Mississippi Valley se je nabralo večplastno zaporedje apnenca in skrilavca. Eden od teh obzorij, ti Indijski apnenec ali spergenit je dober gradbeni material. Uporabljen je bil pri gradnji številnih vladnih zgradb v Washingtonu.
Ob koncu karbonske dobe se je gorovje v Evropi razširilo. Verige gora so se raztezale od južne Irske preko južne Anglije in severne Francije do južne Nemčije. Ta stopnja orogeneze se imenuje hercin ali variscij. V Severni Ameriki so se lokalni dvigi zgodili ob koncu misisipskega obdobja. Te tektonske premike je spremljala regresija morja, katere razvoj so pospešile tudi poledenitve južnih celin.
Na splošno je bil organski svet spodnjega karbonskega (ali misisipskega) časa enak kot v devonu. Toda poleg večje raznolikosti vrst drevesnih praproti je bila flora dopolnjena z drevesnimi mahovi in kalamiti (drevesnim členonožcem razreda preslice). Nevretenčarji so bili večinoma zastopani z enakimi oblikami kot v devonu. V misisipskih časih so morske lilije, pridnene živali, ki so po obliki podobne cvetu, postale pogostejše. Med fosilnimi vretenčarji so številne morskim psom podobne ribe in stegocefali.
Na začetku poznega karbona (pensilvanija v Severni Ameriki) so se razmere na celinah začele hitro spreminjati. Kot izhaja iz bistveno širše razširjenosti celinskih sedimentov, so morja zavzemala manjše prostore. Severozahodna Evropa je večino tega časa preživela v subaerskih razmerah. Prostrano epikontinentalno Uralsko morje se je široko raztezalo čez severno in osrednjo Rusijo, velika geosinklinala pa se je raztezala čez južno Evropo in južno Azijo (sodobne Alpe, Kavkaz in Himalaja ležijo vzdolž njegove osi). To korito, imenovano geosinklinala Tetis ali morje, je obstajalo v številnih naslednjih geoloških obdobjih.
Nižavje se je razprostiralo čez Anglijo, Belgijo in Nemčijo. Tu je zaradi majhnih nihajnih gibanj zemeljske skorje prišlo do menjave morskega in celinskega okolja. Ko se je morje umaknilo, je nastala nizko ležeča močvirnata pokrajina z gozdovi drevesnih praproti, drevesnih mahov in kalamitov. Ko so morja napredovala, so sedimenti prekrili gozdove in strnili lesne ostanke, ki so se spremenili v šoto in nato v premog. V poznem karbonu se je pokrovna poledenitev razširila po celinah južne poloble. V Južni Ameriki je bila zaradi morske transgresije, ki je prodirala z zahoda, poplavljena večina ozemlja sodobne Bolivije in Peruja.
V zgodnjem pensilvanskem času v Severni Ameriki se je Apalaška geosinklinala zaprla, izgubila stik s Svetovnim oceanom in terigeni peščenjaki so se kopičili v vzhodnih in osrednjih regijah ZDA. V sredini in koncu tega obdobja so v notranjosti Severne Amerike (pa tudi v Zahodni Evropi) prevladovale nižine. Tu so se plitva morja občasno umaknila močvirjem, ki so kopičila debele usedline šote, ki so se kasneje spremenila v velike bazene premoga, ki se raztezajo od Pensilvanije do vzhodnega Kansasa. Dele zahodne Severne Amerike je večji del tega obdobja poplavilo morje. Tam so se odlagale plasti apnenca, skrilavca in peščenjaka.
Široka razširjenost subaerialnega okolja je močno prispevala k razvoju kopenskih rastlin in živali. Velikanski gozdovi drevesnih praproti in plavastih mahov so prekrivali prostrane močvirnate nižine. Ti gozdovi so bili bogati z žuželkami in pajkovci. Ena vrsta žuželk, največja v geološki zgodovini, je bila podobna sodobnemu kačjem pastiru, vendar je imela razpon kril cca. 75 cm Stegocefali so dosegli bistveno večjo vrstno raznolikost. Nekateri so v dolžino presegli 3 m.Samo v Severni Ameriki je bilo v močvirskih sedimentih pensilvanskega obdobja odkritih več kot 90 vrst teh velikanskih dvoživk, ki so bile podobne močeradnikom. V teh istih skalah so našli ostanke starodavnih plazilcev. Vendar pa je zaradi fragmentarnosti najdb težko dobiti popolno sliko o morfologiji teh živali. Te primitivne oblike so bile verjetno podobne aligatorjem.
Permsko obdobje.
Spremembe naravnih razmer, ki so se začele v poznem karbonu, so postale še bolj izrazite v permskem obdobju, s katerim se je končalo paleozojsko obdobje. Njegovo ime izhaja iz regije Perm v Rusiji. Na začetku tega obdobja je morje zasedlo Uralsko geosinklinalo - korito, ki je sledilo udaru sodobnega Uralskega gorovja. Plitvo morje je občasno prekrivalo dele Anglije, severne Francije in južne Nemčije, kjer so se kopičile plastne plasti morskih in celinskih sedimentov - peščenjakov, apnencev, skrilavcev in kamene soli. Večji del obdobja je obstajalo morje Tethys, na območju severne Indije in sodobne Himalaje pa je nastalo debelo zaporedje apnencev. Debele permske usedline so prisotne v vzhodni in osrednji Avstraliji ter na otokih južne in jugovzhodne Azije. Razširjeni so v Braziliji, Boliviji in Argentini ter v južni Afriki.
Številne permske formacije v severni Indiji, Avstraliji, Afriki in Južni Ameriki so celinskega izvora. Predstavljajo jih strnjeni ledeniški nanosi, pa tudi razširjeni fluvioledeniški peski. V srednji in južni Afriki te kamnine začenjajo debelo zaporedje celinskih sedimentov, znanih kot serija Karoo.
V Severni Ameriki so permska morja zasedla manjšo površino v primerjavi s prejšnjimi obdobji paleozoika. Glavna transgresija se je razširila iz zahodnega Mehiškega zaliva proti severu skozi Mehiko in v južno-osrednje ZDA. Središče tega epikontinentalnega morja je bilo znotraj sodobne zvezne države Nova Mehika, kjer je nastalo debelo zaporedje kapitanskih apnencev. Zahvaljujoč delovanju podzemne vode so ti apnenci pridobili satasto strukturo, še posebej izrazito v znamenitih Carlsbad Caverns (Nova Mehika, ZDA). Dlje vzhodno so bili obalni facies rdečega skrilavca odloženi v Kansasu in Oklahomi. Ob koncu perma, ko se je površina, ki jo zaseda morje, znatno zmanjšala, so nastale debele plasti, ki vsebujejo sol in sadro.
Ob koncu paleozoika, deloma v karbonu in deloma v permu, se je na številnih območjih začela orogeneza. Debele plasti sedimentnih kamnin Apalaške geosinklinale so bile nagubane in prelomljene zaradi prelomov. Posledično so nastale Apalaške gore. Ta stopnja gradnje gora v Evropi in Aziji se imenuje hercinska ali variška, v Severni Ameriki pa apalaška.
Flora permskega obdobja je bila enaka kot v drugi polovici karbona. Vendar so bile rastline manjše in manj številčne. To kaže, da je permsko podnebje postalo hladnejše in bolj suho. Nevretenčarji perma so bili podedovani iz prejšnjega obdobja. Velik preskok se je zgodil v evoluciji vretenčarjev (slika 13). Na vseh celinah celinski sedimenti permske starosti vsebujejo številne ostanke plazilcev, ki dosežejo dolžino 3 m. Vse te prednike mezozojskih dinozavrov je odlikovala primitivna zgradba in so izgledali kot kuščarji ali aligatorji, včasih pa so imeli nenavadne lastnosti, npr. , visoka plavut v obliki jadra, ki sega od vratu do repa vzdolž hrbta, pri Dimetrodonu. Stegocefali so bili še vedno številni.
Ob koncu permskega obdobja je gorovje, ki se je pokazalo na številnih območjih sveta v ozadju splošnega dviga celin, povzročilo tako pomembne spremembe v okolju, da so številni značilni predstavniki paleozojske favne začeli izumirati. . Permsko obdobje je bilo zadnja faza obstoja številnih nevretenčarjev, zlasti trilobitov.
mezozojska doba,
razdeljen na tri obdobja, se je od paleozoika razlikoval po prevladi celinskih okolij nad morskimi, pa tudi po sestavi flore in favne. Kopenske rastline, številne skupine nevretenčarjev, predvsem pa vretenčarji so se prilagodili novim okoljem in doživeli pomembne spremembe.
trias
odpira mezozojsko dobo. Njegovo ime izhaja iz grščine. trias (trojstvo) v povezavi z jasno tričleno zgradbo sedimentnih plasti tega obdobja v severni Nemčiji. V dnu sekvence ležijo rdeči peščenjaki, v sredini apnenci, na vrhu pa rdeči peščenjaki in skrilavci. V triasu so velika območja Evrope in Azije zasedla jezera in plitva morja. Epikontinentalno morje je pokrivalo zahodno Evropo, njegovo obalo pa lahko zasledimo do Anglije. V tem morskem bazenu so se kopičili zgoraj omenjeni stratotipski sedimenti. Peščenjaki, ki se pojavljajo v spodnjem in zgornjem delu zaporedja, so deloma celinskega izvora. Drugi triasni morski bazen je prodrl na ozemlje severne Rusije in se razširil proti jugu vzdolž Uralskega korita. Ogromno morje Tetis je tedaj pokrivalo približno enako ozemlje kot v času poznega karbona in perma. V tem morju se je nabrala debela plast dolomitnega apnenca, ki sestavlja Dolomite severne Italije. V južni osrednji Afriki je večina zgornjega zaporedja celinske serije Karoo triasne starosti. Ti horizonti so znani po številčnosti fosilnih ostankov plazilcev. Ob koncu triasa so na ozemlju Kolumbije, Venezuele in Argentine nastali pokrovi melja in peska celinskega izvora. Plazilci, najdeni v teh plasteh, kažejo presenetljive podobnosti s favno serije Karoo v južni Afriki.
V Severni Ameriki triasne kamnine niso tako razširjene kot v Evropi in Aziji. Produkti uničenja Apalačev - rdeči celinski pesek in glina - so se kopičili v depresijah vzhodno od teh gora in doživeli pogrezanje. Te usedline, prepredene s horizonti lave in vdori plošč, so prelomljene in padajo proti vzhodu. V Newarškem bazenu v New Jerseyju in dolini reke Connecticut ustrezajo kamninski podlagi serije Newark. Plitva morja so zasedla nekatera zahodna območja Severne Amerike, kjer so se kopičili apnenci in skrilavci. Kontinentalni peščenjaki in triasni skrilavci se pojavljajo ob straneh Velikega kanjona (Arizona).
Organski svet v triasu je bil bistveno drugačen kot v permu. Za ta čas je značilno obilo velikih iglavcev, katerih ostanke pogosto najdemo v triasnih celinskih nanosih. Skrilavci formacije Chinle v severni Arizoni so obremenjeni s fosiliziranimi drevesnimi debli. Preperevanje skrilavca jih je razgalilo in zdaj tvorijo kamniti gozd. Cikade (ali cikadofiti), rastline s tankimi ali sodastimi debli in razrezanimi listi, ki visijo z vrha, kot pri palmah, so postale zelo razširjene. Nekatere vrste cikasov obstajajo tudi v sodobnih tropskih območjih. Od nevretenčarjev so bili najpogostejši mehkužci, med katerimi so prevladovali amoniti (slika 14), ki so imeli nejasno podobnost s sodobnimi navtilusi (ali čolni) in večkomorno lupino. Bilo je veliko vrst školjk. V evoluciji vretenčarjev je prišlo do pomembnega napredka. Čeprav so bili stegocefali še precej pogosti, so začeli prevladovati plazilci, med katerimi so se pojavile številne nenavadne skupine (na primer fitozavri, katerih oblika telesa je bila podobna sodobnim krokodilom, čeljusti pa so bile ozke in dolge z ostrimi stožčastimi zobmi). V triasu so se prvič pojavili pravi dinozavri, ki so bili evolucijsko naprednejši od svojih primitivnih prednikov. Njihove okončine so bile usmerjene navzdol in ne navzven (kot pri krokodilih), kar jim je omogočalo, da se premikajo kot sesalci in podpirajo svoje telo nad tlemi. Dinozavri so hodili po zadnjih nogah in ohranjali ravnotežje s pomočjo dolgega repa (kot kenguru), odlikovali pa so se po majhni rasti - od 30 cm do 2,5 m, nekateri plazilci pa so se prilagodili življenju v morskem okolju, na primer ihtiozavri, katerih telo je spominjalo na morskega psa, okončine pa so se spremenile v nekaj med plavutmi in plavutmi, ter pleziozavri, katerih trup je postal sploščen, vrat podaljšan, okončine pa spremenjene v plavuti. Obe skupini živali sta postali številčnejši v kasnejših fazah mezozoika.
Jursko obdobje
je dobil ime po gorovju Jura (v severozahodni Švici), ki ga sestavljajo večplastne plasti apnenca, skrilavcev in peščenjakov. Ena največjih morskih transgresij v zahodni Evropi se je zgodila v juri. Ogromno epikontinentalno morje se je razprostiralo nad večino Anglije, Francije, Nemčije in prodrlo v nekatere zahodne regije evropske Rusije. V Nemčiji so številni izdanki zgornjejurskih lagunskih drobnozrnatih apnencev, v katerih so bili odkriti nenavadni fosili. Na Bavarskem, v znamenitem mestu Solenhofen, so našli ostanke krilatih plazilcev in obeh znanih vrst prvih ptic.
Morje Tethys se je raztezalo od Atlantika preko južnega dela Iberskega polotoka vzdolž Sredozemskega morja ter skozi južno in jugovzhodno Azijo do Tihega oceana. Večina severne Azije se je v tem obdobju nahajala nad morsko gladino, čeprav so epikontinentalna morja prodirala v Sibirijo s severa. Kontinentalni sedimenti jurske starosti so znani v južni Sibiriji in na severu Kitajske.
Majhna epikontinentalna morja so zasedla omejena območja vzdolž obale zahodne Avstralije. V notranjosti Avstralije so izdanki jurskih celinskih sedimentov. Večina Afrike v jurskem obdobju se je nahajala nad morsko gladino. Izjema je bilo njegovo severno obrobje, ki ga je zalilo morje Tetis. V Južni Ameriki je podolgovato ozko morje napolnilo geosinklinalo, ki se nahaja približno na mestu sodobnih Andov.
V Severni Ameriki so jurska morja zasedla zelo omejena območja na zahodu celine. Debele plasti celinskih peščenjakov in pokrivnih skrilavcev so se kopičile v regiji planote Colorado, zlasti severno in vzhodno od Velikega kanjona. Peščenjaki so nastali iz peska, ki je sestavljal pokrajine puščavskih sipin v kotlinah. Zaradi vremenskih procesov so peščenjaki dobili nenavadne oblike (kot so slikoviti koničasti vrhovi v narodnem parku Zion ali nacionalni spomenik Rainbow Bridge, ki je lok, ki se dviga 94 m nad dnom kanjona z razponom 85 m; te zanimivosti so ki se nahaja v Utahu). Nahajališča Morrison Shale so znana po odkritju 69 vrst fosilov dinozavrov. Drobni sedimenti na tem območju so se verjetno kopičili v močvirnih nižinskih razmerah.
Flora jurskega obdobja je bila na splošno podobna tisti, ki je obstajala v triasu. V flori so prevladovale cikaste in iglaste vrste dreves. Prvič so se pojavili ginki - golosemenke, širokolistne lesnate rastline z jeseni odpadlimi listi (verjetno povezava med golosemenkami in kritosemenkami). Edina vrsta te družine, Ginkgo biloba, je preživela do danes in velja za najstarejšega predstavnika dreves, resnično živega fosila.
Jurska favna nevretenčarjev je zelo podobna triasni. Vendar so korale, ki gradijo grebene, postale vse številnejše, morski ježki in mehkužci pa so postali razširjeni. Pojavilo se je veliko školjk, sorodnih sodobnim ostrigam. Amonitov je bilo še vedno veliko.
Vretenčarje so predstavljali predvsem plazilci, saj so stegocefali izumrli ob koncu triasa. Dinozavri so dosegli vrhunec svojega razvoja. Rastlinojede oblike, kot sta Apatosaurus in Diplodocus, so se začele premikati na štirih okončinah; mnogi so imeli dolge vratove in repe. Te živali so pridobile velikanske velikosti (dolžine do 27 m), nekatere pa so tehtale do 40 ton.Nekateri predstavniki manjših rastlinojedih dinozavrov, kot so stegozavri, so razvili zaščitno lupino, sestavljeno iz plošč in bodic. Mesojedi dinozavri, zlasti alozavri, so razvili velike glave z močnimi čeljustmi in ostrimi zobmi; dosegli so dolžino 11 m in se premikali na dveh okončinah. Tudi druge skupine plazilcev so bile zelo številne. Pleziozavri in ihtiozavri so živeli v jurskih morjih. Prvič so se pojavili leteči plazilci - pterozavri, ki so kot netopirji razvili membranska krila, njihova masa pa se je zmanjšala zaradi cevastih kosti.
Pojav ptic v juri je pomembna stopnja v razvoju živalskega sveta. V lagunskih apnencih Solenhofna so odkrili dve ptičji okostji in odtise perja. Vendar so imele te primitivne ptice še vedno veliko skupnih lastnosti s plazilci, vključno z ostrimi, stožčastimi zobmi in dolgimi repi.
Jursko obdobje se je končalo z intenzivnim gubanjem, kar je povzročilo nastanek gorovja Sierra Nevada v zahodnih ZDA, ki se je razširilo severneje v sodobno zahodno Kanado. Kasneje se je južni del tega prepognjenega pasu ponovno dvignil, kar je vnaprej določilo strukturo sodobnih gora. Na drugih celinah so bile manifestacije orogeneze v juri nepomembne.
Kredno obdobje.
V tem času so se kopičile debele plastnate plasti mehkega, slabo zbitega belega apnenca - krede, po čemer je obdobje dobilo ime. Prvič so tovrstne plasti preučevali v izdankih ob obalah ožine Pas-de-Calais blizu Dovra (Velika Britanija) in Calaisa (Francija). V drugih delih sveta sedimentom te starosti pravijo tudi kreda, čeprav tam najdemo tudi druge vrste kamnin.
V obdobju krede so morske transgresije zajele velike dele Evrope in Azije. V srednji Evropi so morja zapolnila dve sublatitudinalni geosinklinalni kotanji. Eden od njih se je nahajal v jugovzhodni Angliji, severni Nemčiji, Poljski in zahodnih regijah Rusije ter na skrajnem vzhodu dosegel submeridionalno korito Urala. Druga geosinklinala, Tethys, je ohranila svoj prejšnji udar v južni Evropi in severni Afriki ter se povezala z južnim vrhom Uralske korita. Nadalje se je morje Tetis nadaljevalo v južni Aziji in vzhodno od Indijskega ščita povezovalo z Indijskim oceanom. Z izjemo severnega in vzhodnega roba ozemlje Azije ni bilo poplavljeno z morjem skozi celotno obdobje krede, zato so tam razširjena celinska nahajališča tega časa. Debele plasti krednega apnenca so prisotne na številnih območjih zahodne Evrope. V severnih predelih Afrike, kjer je vstopilo morje Tetis, so se kopičile velike plasti peščenjakov. Pesek puščave Sahara je nastal predvsem zaradi produktov njihovega uničenja. Avstralijo so pokrivala kredna epikontinentalna morja. V Južni Ameriki je večino obdobja krede Andsko korito zalivalo morje. Na vzhodu so se na velikem območju Brazilije odložili terigeni melji in peski s številnimi ostanki dinozavrov.
V Severni Ameriki so obrobna morja zasedla obalne ravnice Atlantskega oceana in Mehiškega zaliva, kjer so se kopičili pesek, glina in kredni apnenci. Drugo obrobno morje je bilo na zahodni obali celine v Kaliforniji in je doseglo južno vznožje oživljenih gora Sierra Nevada. Vendar se je zadnja večja morska transgresija zgodila v zahodni osrednji Severni Ameriki. V tem času je nastala obsežna geosinklinalna korita Skalnega gorovja in ogromno morje se je razširilo od Mehiškega zaliva preko sodobnih Velikih nižin in Skalnega gorovja severno (zahodno od Kanadskega ščita) vse do Arktičnega oceana. Med to transgresijo se je odložilo debelo plastovito zaporedje peščenjakov, apnencev in skrilavcev.
Ob koncu krede je v Južni in Severni Ameriki ter Vzhodni Aziji prišlo do intenzivne orogeneze. V Južni Ameriki so se sedimentne kamnine, ki so se v več obdobjih nakopičile v andski geosinklinali, stisnile in prepognile, kar je povzročilo nastanek Andov. Podobno je v Severni Ameriki Skalno gorovje nastalo na mestu geosinklinale. Vulkanska aktivnost se je povečala na številnih območjih sveta. Tokovi lave so prekrili celoten južni del polotoka Hindustan (tako je nastala obsežna Dekanska planota), manjši izlivi lave pa so se zgodili v Arabiji in vzhodni Afriki. Vse celine so doživele znatne dvige, prišlo je do regresije vseh geosinklinalnih, epikontinentalnih in obrobnih morij.
Obdobje krede je zaznamovalo več velikih dogodkov v razvoju organskega sveta. Pojavile so se prve cvetoče rastline. Njihove fosilne ostanke predstavljajo listi in les vrst, od katerih mnoge rastejo še danes (na primer vrba, hrast, javor in brest). Favna nevretenčarjev iz obdobja krede je na splošno podobna jurski. Med vretenčarji je vrstna pestrost plazilcev dosegla vrhunec. Obstajale so tri glavne skupine dinozavrov. Mesojedce z dobro razvitimi masivnimi zadnjimi okončinami so predstavljali tiranozavri, ki so dosegli 14 m dolžine in 5 m višine.Razvila se je skupina dvonožnih rastlinojedih dinozavrov (ali trahodontov) s širokimi sploščenimi čeljustmi, ki spominjajo na račji kljun. Številna okostja teh živali najdemo v krednih celinskih usedlinah Severne Amerike. Tretja skupina vključuje rogate dinozavre z razvitim koščenim ščitom, ki je ščitil glavo in vrat. Tipičen predstavnik te skupine je triceratops s kratkim nosnim in dvema dolgima supraorbitalnima rogovoma.
V krednih morjih so živeli pleziozavri in ihtiozavri, pojavili so se morski kuščarji, imenovani mozazavri, s podolgovatim telesom in razmeroma majhnimi okončinami v obliki plavuti. Pterozavri (leteči kuščarji) so izgubili zobe in se v zračnem prostoru premikali bolje kot njihovi predniki iz jure. Ena vrsta pterozavra, pteranodon, je imela razpon kril do 8 m.
Znani sta dve vrsti ptic iz obdobja krede, ki sta ohranili nekatere morfološke značilnosti plazilcev, na primer stožčaste zobe, ki se nahajajo v alveolah. Eden od njih, hesperornis (ptica potapljač), se je prilagodil življenju v morju.
Čeprav so prehodne oblike, ki so bolj podobne plazilcem kot sesalcem, poznane že od triasa in jure, so bili številni ostanki pravih sesalcev najprej odkriti v celinskih sedimentih zgornje krede. Primitivni sesalci iz obdobja krede so bili majhni in so nekoliko spominjali na sodobne rovke.
Razširjeni procesi gradnje gora na Zemlji in tektonski dvigi celin ob koncu krede so povzročili tako velike spremembe v naravi in podnebju, da so številne rastline in živali izumrle. Med nevretenčarji so izginili amoniti, ki so prevladovali v mezozojskih morjih, med vretenčarji pa so izginili vsi dinozavri, ihtiozavri, pleziozavri, mozazavri in pterozavri.
kenozojska doba,
zajema zadnjih 65 milijonov let, je razdeljen na terciarno (v Rusiji je običajno razlikovati dve obdobji - paleogen in neogen) in kvartarno obdobje. Čeprav je bil slednji kratkotrajen (ocene starosti njegove spodnje meje se gibljejo od 1 do 2,8 milijona let), je imel v zgodovini Zemlje veliko vlogo, saj so z njim povezane ponavljajoče celinske poledenitve in pojav človeka.
Terciarno obdobje.
V tem času so bila številna območja Evrope, Azije in Severne Afrike pokrita s plitvimi epikontinentalnimi in globokimi geosinklinalnimi morji. Na začetku tega obdobja (v neogenu) je morje zasedlo jugovzhodno Anglijo, severozahodno Francijo in Belgijo, kjer se je nabrala debela plast peska in gline. Še vedno je obstajalo morje Tethys, ki se je raztezalo od Atlantika do Indijskega oceana. Njene vode so poplavile Iberski in Apeninski polotok, severne predele Afrike, jugozahodno Azijo in sever Hindustana. V tem bazenu so bili odloženi debeli apnenčasti horizonti. Velik del severnega Egipta je sestavljen iz numulitnih apnencev, ki so bili uporabljeni kot gradbeni material pri gradnji piramid.
V tem času je bila skoraj vsa jugovzhodna Azija zasedena z morskimi bazeni in majhno epikontinentalno morje se je raztezalo proti jugovzhodu Avstralije. Terciarni morski bazeni so pokrivali severni in južni konec Južne Amerike, epikontinentalno morje pa je prodrlo v vzhodno Kolumbijo, severno Venezuelo in južno Patagonijo. V porečju Amazonke so se nakopičile debele plasti celinskega peska in mulja.
Obrobna morja so bila na območju sodobnih obalnih nižin ob Atlantskem oceanu in Mehiškem zalivu ter vzdolž zahodne obale Severne Amerike. Debele plasti celinskih sedimentnih kamnin, ki so nastale kot posledica denudacije oživljenih Skalnih gora, so se kopičile na Velikih nižinah in v medgorskih kotlinah.
Na številnih območjih sveta se je aktivna orogeneza zgodila sredi terciarja. V Evropi so nastale Alpe, Karpati in Kavkaz. V Severni Ameriki so se med zadnjimi fazami terciarja oblikovali obalna gorovja (znotraj sodobnih zveznih držav Kalifornija in Oregon) in Kaskadno gorovje (znotraj Oregona in Washingtona).
Terciarno obdobje je zaznamoval pomemben napredek v razvoju organskega sveta. Sodobne rastline so nastale v obdobju krede. Večina terciarnih nevretenčarjev je bila neposredno podedovana od krednih oblik. Sodobne koščene ribe so postale številnejše, število in vrstna pestrost dvoživk in plazilcev pa sta se zmanjšali. V razvoju sesalcev je prišlo do preskoka. Iz primitivnih oblik, podobnih rovkam, ki so se prvič pojavile v obdobju krede, izvirajo številne oblike, ki segajo v začetek terciarja. Najstarejši fosilni ostanki konj in slonov so bili najdeni v kamninah spodnjega terciarja. Pojavili so se zveri in parkljarji.
Vrstna pestrost živali se je zelo povečala, vendar so mnoge od njih do konca terciarja izumrle, medtem ko so se druge (kot nekateri mezozojski plazilci) vrnile k morskemu življenjskemu slogu, na primer kiti in pliskavke, katerih plavuti so preoblikovane okončine. Netopirji so lahko leteli zahvaljujoč membrani, ki je povezovala njihove dolge prste. Dinozavri, ki so izumrli ob koncu mezozoika, so se umaknili sesalcem, ki so na začetku terciarja postali prevladujoči razred živali na kopnem.
Kvartarno obdobje
delimo na eopleistocen, pleistocen in holocen. Slednje se je začelo šele pred 10.000 leti. Sodobni relief in pokrajine Zemlje so se v glavnem oblikovali v kvartarnem obdobju.
Gradnja gora, ki se je zgodila ob koncu terciarja, je vnaprej določila pomemben dvig celin in regresijo morij. Kvartarno obdobje je zaznamovalo znatno ohlajanje podnebja in razširjen razvoj poledenitve na Antarktiki, Grenlandiji, Evropi in Severni Ameriki. V Evropi je bilo središče poledenitve Baltski ščit, od koder se je ledena plošča razširila v južno Anglijo, osrednjo Nemčijo in osrednje regije vzhodne Evrope. V Sibiriji je bila pokrovna poledenitev manjša, omejena predvsem na predgorska območja. V Severni Ameriki so ledene plošče pokrivale ogromno območje, vključno z večino Kanade in severnih Združenih držav Amerike do Illinoisa. Na južni polobli je kvartarna ledena plošča značilna ne le za Antarktiko, ampak tudi za Patagonijo. Poleg tega je bila gorska poledenitev razširjena na vseh celinah.
V pleistocenu obstajajo štiri glavne stopnje okrepljene poledenitve, ki se izmenjujejo z medledenimi obdobji, med katerimi so bile naravne razmere blizu sodobnim ali celo toplejše. Zadnji ledeni pokrov v Evropi in Severni Ameriki je dosegel največji obseg pred 18–20 tisoč leti in se dokončno stopil na začetku holocena.
V kvartarju so izumrle številne terciarne oblike živali in pojavile so se nove, prilagojene hladnejšim razmeram. Posebej velja omeniti mamuta in volnatega nosoroga, ki sta v pleistocenu naseljevala severne regije. V južnejših predelih severne poloble so našli mastodone, sabljaste tigre itd.. Ko so se ledene plošče stopile, so predstavniki pleistocenske favne izumrli in njihovo mesto so prevzele sodobne živali. Primitivni ljudje, zlasti neandertalci, so verjetno obstajali že v zadnjem medglacialu, sodobni ljudje - Homo sapiens - pa so se pojavili šele v zadnji ledeni dobi pleistocena, v holocenu pa so se naselili po vsem svetu.
Literatura:
Strakhov N.M. Vrste litogeneze in njihov razvoj v zgodovini Zemlje. M., 1965
Allison A., Palmer D. Geologija. Znanost o Zemlji, ki se nenehno spreminja. M., 1984
Obstajalo je v različnih obdobjih geološke zgodovine.
tektonski položaj in narava preteklosti, razvoj zemeljske skorje, zgodovina nastanka in razvoja - vzpetine, globeli, gube, prelomi in drugi tektonski elementi.
Historična geologija je ena večjih vej geoloških ved, ki preučuje geološko preteklost Zemlje v kronološkem zaporedju. Ker je zemeljska skorja še vedno dostopna geološkim opazovanjem, se upoštevanje različnih naravnih pojavov in procesov razširi tudi na zemeljsko skorjo. Nastanek zemeljske skorje določajo različni dejavniki, med katerimi so najpomembnejši čas, fiziografske razmere in tektonika. Zato se za obnovitev zgodovine zemeljske skorje rešijo naslednje naloge:
Določanje starosti kamnin.
Obnova fizičnih in geografskih razmer zemeljskega površja preteklosti.
Rekonstrukcija tektonskih premikov in različnih tektonskih struktur
Določitev strukture in vzorcev razvoja zemeljske skorje
1. Vključuje preučevanje sestave, kraja in časa nastanka kamninskih plasti ter njihovo korelacijo. Rešuje jo veja historične geologije – stratigrafija.
2. Upošteva podnebje, relief, razvoj starih morij, rek, jezer itd. v preteklih geoloških obdobjih. Vsa ta vprašanja obravnava paleogeografija.
3. Tektonski premiki spremenijo primarno pojavljanje kamnin. Nastanejo kot posledica vodoravnih ali navpičnih premikov posameznih blokov zemeljske skorje. Geotektonika se ukvarja z določanjem časa, narave in velikosti tektonskih premikov. Tektonske premike spremlja manifestacija magmatske aktivnosti. Petrologija rekonstruira čas in pogoje za nastanek magmatskih kamnin.
4. Rešeno na podlagi analize in sinteze rezultatov reševanja prvih treh nalog.
Vse glavne naloge so med seboj tesno povezane in se rešujejo vzporedno z različnimi metodami.
Zgodovinska geologija se je kot znanost začela oblikovati na prehodu iz 18. v 19. stoletje, ko so W. Smith v Angliji ter J. Cuvier in A. Brongniard v Franciji prišli do enakih ugotovitev o zaporednem menjavanju plasti in ostanki fosilnih organizmov, ki se nahajajo v njih. Na podlagi biostratigrafske metode so bili sestavljeni prvi stratigrafski stolpci, odseki, ki odražajo vertikalno zaporedje sedimentnih kamnin. Odkritje te metode je pomenilo začetek stratigrafske stopnje v razvoju zgodovinske geologije. V prvi polovici 19. stoletja so bile vzpostavljene skoraj vse glavne delitve stratigrafske lestvice, geološko gradivo je bilo sistematizirano v kronološkem zaporedju in razvit je bil stratigrafski stolpec za vso Evropo. V tem obdobju je v geologiji prevladovala ideja katastrofizma, ki je povezovala vse spremembe, ki se dogajajo na Zemlji (spremembe v pojavu plasti, nastanek gora, izumrtje nekaterih vrst organizmov in nastanek novih itd.). .) z večjimi nesrečami.
Idejo o katastrofah nadomesti doktrina evolucije, ki vse spremembe na Zemlji obravnava kot rezultat zelo počasnih in dolgotrajnih geoloških procesov. Ustanovitelji doktrine so J. Lamarck, C. Lyell, C. Darwin.
Do sredine 19. stol. Sem sodijo prvi poskusi rekonstrukcije fizičnih in geografskih razmer za posamezne geološke dobe za velika kopenska območja. Ta dela, ki so jih izvedli znanstveniki J. Dana, V.O. Kovalevsky in drugi, so postavili temelje za paleogeografsko stopnjo v razvoju zgodovinske geologije. Veliko vlogo pri razvoju paleogeografije je igrala uvedba koncepta faciesa znanstvenika A. Gressleyja leta 1838. Njegovo bistvo je v tem, da imajo kamnine iste starosti lahko različne sestave, ki odražajo pogoje njihovega nastanka.
V drugi polovici 19. stol. Pojavlja se ideja o geosinklinalah kot razširjenih koritih, napolnjenih z debelimi plastmi sedimentnih kamnin. In do konca stoletja je A.P. Karpinsky postavlja temelje doktrine platform.
Zamisel o platformah in geosinklinalah kot glavnih elementih strukture zemeljske skorje povzroča tretjo "tektonsko" stopnjo v razvoju zgodovinske geologije. Prvič je bil opisan v delih znanstvenika E. Oga "Geosinklinale in celinska območja." V Rusiji je koncept geosinklinal uvedel F.Yu. Levinson-Lessing na začetku 20. stoletja.
Tako vidimo, da je do sredine 20. stol. zgodovinska geologija se je razvila s prevlado ene znanstvene smeri. Na današnji stopnji se zgodovinska geologija razvija v dveh smereh. Prva smer je podrobno preučevanje geološke zgodovine Zemlje na področju stratigrafije, paleogeografije in tektonike. Hkrati se izpopolnjujejo stare raziskovalne metode in uporabljajo nove, kot so: globoko in ultragloboko vrtanje, geofizikalno, paleomagnetno; zaznavanje vesolja, absolutna geokronologija itd.
Druga smer je delo za ustvarjanje celostne slike geološke zgodovine zemeljske skorje, prepoznavanje vzorcev razvoja in vzpostavitev vzročne zveze med njimi.
1. Metoda trakastih glin temelji na pojavu sprememb v sestavi sedimentov, ki se med sezonskimi podnebnimi spremembami odlagajo v mirnem vodnem bazenu. V 1 letu nastaneta 2 plasti. V jesensko-zimskem obdobju se odlaga plast glinenih kamnin, v pomladno-poletnem obdobju pa nastaja plast peščenih kamnin. Če poznamo število takšnih parov plasti, lahko ugotovimo, koliko let je trajalo, da je nastala celotna debelina.
2. Metode jedrske geokronologije
Te metode temeljijo na pojavu radioaktivnega razpada elementov. Hitrost tega razpada je stalna in ni odvisna od kakršnih koli pogojev na Zemlji. Med radioaktivnim razpadom se spreminja masa radioaktivnih izotopov in kopičijo razpadni produkti - radiogeni stabilni izotopi. Če poznate razpolovno dobo radioaktivnega izotopa, lahko določite starost minerala, ki ga vsebuje. Če želite to narediti, morate določiti razmerje med vsebnostjo radioaktivne snovi in njenim razpadnim produktom v mineralu.
V jedrski geokronologiji so glavni:
Metoda svinca - uporablja se proces razpada 235U, 238U, 232Th v izotope 207Pb in 206Pb, 208Pb. Uporabljeni minerali so monazit, ortit, cirkon in uraninit. Razpolovna doba ~4,5 milijarde let.
Kalijev-argon - pri razpadu K se izotopi 40K (11%) spremenijo v argon 40Ar, preostali del pa v izotop 40Ca. Ker je K prisoten v mineralih, ki tvorijo kamnine (glinenci, sljude, pirokseni in amfiboli), se metoda pogosto uporablja. Razpolovna doba ~1,3 milijarde. leta.
Rubidij-stroncij - izotop rubidija 87Rb se uporablja za tvorbo izotopa stroncija 87Sr (uporabljeni minerali so sljuda, ki vsebuje rubidij). Zaradi dolge razpolovne dobe (49,9 milijard let) se uporablja za najstarejše kamnine zemeljske skorje.
Radiokarbon - uporablja se v arheologiji, antropologiji in najmlajših sedimentih zemeljske skorje. Radioaktivni ogljikov izotop 14C nastane pri reakciji kozmičnih delcev z dušikom 14N in se kopiči v rastlinah. Po njihovi smrti ogljik 14C razpade, hitrost razpada pa določa čas smrti organizmov in starost gostiteljskih kamnin (razpolovna doba 5,7 tisoč let).
Slabosti vseh teh metod vključujejo:
nizka natančnost določitev (napaka 3-5% daje odstopanje 10-15 milijonov let, kar ne dovoljuje razvoja frakcijske stratifikacije).
izkrivljanje rezultatov zaradi metamorfizma, ko nastane nov mineral, podoben mineralu matične kamnine. Na primer sericit-muskovit.
Kljub temu imajo jedrske metode veliko prihodnost, saj se oprema nenehno izboljšuje, kar omogoča pridobivanje zanesljivejših rezultatov. Zahvaljujoč tem metodam je bilo ugotovljeno, da starost zemeljske skorje presega 4,6 milijarde let, medtem ko je bila pred uporabo teh metod ocenjena le na desetine in stotine milijonov let.
Relativna geokronologija določa starost kamnin in zaporedje njihovega nastanka s stratigrafskimi metodami, del geologije, ki preučuje razmerja kamnin v času in prostoru, pa se imenuje stratigrafija (iz latinščine stratum-plast + grško grapho).
biostratigrafski ali paleontološki,
ni paleontološki.
Paleontološke metode (biostratigrafija)
Metoda temelji na ugotavljanju vrstne sestave fosilnih ostankov starodavnih organizmov in ideji o evolucijskem razvoju organskega sveta, po kateri so v starodavnih nahajališčih ostanki enostavnejših organizmov, v mlajših pa kompleksnih organizmov. struktura. Ta lastnost se uporablja za določanje starosti kamnin.
Za geologe je pomembna točka, da se evolucijske spremembe v organizmih in nastanek novih vrst zgodijo v določenem časovnem obdobju. Meje evolucijskih preobrazb so meje geološkega časa kopičenja sedimentnih plasti in horizontov.
Metoda določanja relativne starosti plasti z uporabo vodilnih fosilov se imenuje metoda vodilnih fosilov. Po tej metodi so sloji, ki vsebujejo podobne vodilne oblike, enoletni. Ta metoda je postala prva paleontološka metoda za določanje starosti kamnin. Na njegovi podlagi je bila razvita stratigrafija številnih regij.
Da bi se izognili napakam, se poleg te metode uporablja metoda paleontoloških kompleksov. V tem primeru se uporablja celoten kompleks izumrlih organizmov, najdenih v proučevanih plasteh. V tem primeru je mogoče razlikovati naslednje:
1-fosilne oblike, ki so živele samo v eni plasti; 2-oblike, ki so se najprej pojavile v proučevani plasti in prehajajo v prekrivno (narisana je spodnja meja plasti); 3-oblike, ki so prešle iz spodnjega sloja in končale svoj obstoj v preučevanem sloju (preživele oblike); 4-oblike, ki so živele v spodnjem ali zgornjem sloju, vendar jih v proučevanem sloju niso našli (zgornja in spodnja meja sloja) .
Nepaleontološke metode
Glavne so razdeljene na:
litološki
strukturno-tektonski
geofizikalna
Litološke metode ločevanja plasti temeljijo na razlikah v posameznih plasteh, ki sestavljajo proučevane plasti, v barvi, materialni sestavi (minerološki in petrografski) in teksturnih značilnostih. Med plastmi in enotami v odseku so takšne, ki se v teh lastnostih močno razlikujejo. Takšne plasti in enote je zlahka prepoznati v sosednjih izdankih in jih je mogoče slediti na velike razdalje. Imenujejo se markirni horizont. Metoda delitve sedimentnih plasti na posamezne enote in plasti se imenuje metoda horizonta označevanja. Za določene regije ali starostne intervale so lahko označevalni horizont vmesni sloji apnenca, kremenčevih skrilavcev, konglomeratov itd.
Mineraloško-petrografsko metodo uporabimo, kadar ni markirnega horizonta in so sedimentne plasti po litološki sestavi dokaj enotne; takrat se za primerjavo posameznih plasti v razrezu in njihove relativne starosti opirajo na mineraloško-petrografske značilnosti posameznih plasti. Na primer, minerali, kot so rutil, granat, cirkon, so bili identificirani v več plasteh peščenjaka in njihova % vsebnost. Na podlagi količinskega razmerja teh mineralov se debelina razdeli na ločene plasti ali horizonte. Ista operacija se izvede v sosednjem odseku, nato pa se rezultati med seboj primerjajo in plasti v odseku korelirajo. Metoda je delovno intenzivna - potrebno je izbrati in analizirati veliko število vzorcev. Hkrati je metoda uporabna za majhne površine.
Strukturno-tektonska metoda - temelji na ideji o obstoju prelomov v sedimentaciji na velikih območjih zemeljske skorje. Prekinitve v sedimentaciji nastanejo, ko se območje morskega bazena, kjer se je nabiral sediment, dvigne in se tam nastajanje sedimentov za to obdobje ustavi. V poznejših geoloških obdobjih se lahko to območje spet začne pogrezati in spet postane morski bazen, v katerem se kopičijo nove sedimentne plasti. Meja med stratumoma je površina neskladnosti. S pomočjo takih površin se sedimentno zaporedje razdeli na enote in primerja v sosednjih odsekih. Šteje se, da so zaporedja med enakimi neskladnimi površinami iste starosti. V nasprotju z litološko metodo se za primerjavo velikih stratigrafskih enot v plasteh uporablja strukturno-tektonska metoda.
Poseben primer strukturno-tektonske metode je metoda ritmostratigrafije. V tem primeru je sedimentni odsek razdeljen na enote, ki so nastale v kotlini ob izmeničnem pogrezanju in dvigovanju sedimentacijske površine, ki ga spremljata napredovanje in umikanje morja. To menjavanje se je odražalo v sedimentnih plasteh kot zaporedna sprememba horizontov globokomorskih kamnin v plitvovodne in obratno. Če se taka zaporedna sprememba obzorij večkrat opazi v odseku, potem se vsak od njih loči v ritem. In glede na takšne ritme se primerjajo stratigrafski odseki znotraj enega sedimentacijskega bazena. Ta metoda se pogosto uporablja za korelacijo odsekov debelih plasti, ki vsebujejo premog.
Proces nastajanja magmatskih teles spremlja njihov vdor v sedimentne plasti kamnin. Zato je osnova za določanje njihove starosti proučevanje odnosov med magmatskimi in žilnimi telesi ter enotami sedimentnih kamnin, ki so jih sekale in katerih starost je ugotovljena.
Geofizikalne metode temeljijo na primerjavi kamnin po fizikalnih lastnostih. V svojem geološkem bistvu so geofizikalne metode blizu mineraloško-petrografski metodi, saj v tem primeru identificiramo posamezne horizonte, primerjamo njihove fizikalne parametre in z njihovo pomočjo koreliramo odseke. Geofizikalne metode niso samostojne narave, ampak se uporabljajo v kombinaciji z drugimi metodami.
Obravnavane metode absolutne in relativne geokronologije so omogočile določitev starosti in zaporedja nastanka kamnin, pa tudi ugotavljanje periodičnosti geoloških pojavov in prepoznavanje stopenj v dolgi zgodovini Zemlje. V vsaki fazi so se kamninske plasti kopičile zaporedno in to kopičenje je potekalo v določenem časovnem obdobju. Zato vsaka geokronološka klasifikacija vsebuje dvojne informacije in združuje dve lestvici - stratigrafsko in geokronološko. Stratigrafska lestvica odraža zaporedje kopičenja plasti, geokronološka lestvica pa časovno obdobje, ki ustreza temu procesu.
Na podlagi velikega števila podatkov iz različnih regij in celin je bila izdelana mednarodna geokronološka lestvica, skupna zemeljski skorji, ki odraža zaporedje časovnih delitev, v katerih so nastajali določeni kompleksi sedimentov, in razvoj organskega sveta.
V stratigrafiji se enote obravnavajo od velikih do majhnih:
eonotema - skupina - sistem - oddelek - nivo. Dopisujejo se
eon - doba - obdobje - epoha - stoletje
