Файл: Смішко Р. М. Геологія з основами геоморфології.pdf

назви Уральських гір. Кембрійський період зафіксував стару назву півострова Уельс, ордовицький і силурійський зберегли назви племен, які заселяли відповідні території Англії. Девонський період відомий за назвою графства Девоншир в Англії; пермський – за Пермською губернією в Росії. Юрський вивчений у Юрських горах Швейцарії. Винятками є карбоновий, або кам’яновугільний, та крейдовий періоди, які в давніших стратиграфічних шкалах отримали назви за характером порід, що є в їхньому складі (кам’яне вугілля і крейда). Тріасовий період отримав назву за трьома відділами, на які була поділено систему. Пермський період називали тоді діасом, оскільки він мав два відділи.

Цікавим є походження назв періодівув кайнозойській ері. В найдавнішій стратиграфічній шкалі історію Землі розділли на чотири системи: первинну, вторинну (мезозой), третинну і четвертинну. Пізніше дві перші назви відпали, а третинну було поділено на дві – палеогенову і неогенову.

Індекси періодів позначають за першими буквами назв у латинській транскрипції.

Для зручності відчитування шарів на геологічній карті кожна система має свій затверджений колір.

Дрібнішими відперіоду одиницями в стратиграфічній шкалі є епохи (відділи); їх у системі є два або три з відповідними назвами: рання, середня та пізня (нижній, середній та верхній відділи), індекси яких позначають як індекси періодів з відповідним уписуванням цифр праворуч внизу (наприклад К2 – верхня крейда).

Ще дрібнішими одиницями геохронологічної та стратиграфічної шкал є вік і ярус. Їхня тривалість складає 2–10 млн. років. Назви їм дають переважно географічні.

Геохронологічна шкала – загальний інструмент класифікації, зіставлення та розмежування всіх геологічних явищ і процесів, через що вона утримує відповідний порядок у ввизначенні послідовності історії геологічних процесів.

Головні геохронологічні підрозділи та їх характеристики

Архейський еон. Серед відкладів архею відомі магматичні особливо широко представлені метаморфічні породи. В породах цього віку трапляються біогенні рештки мікроскопічних розмірів – це водорості і бактерії. Найдавніші з них мають вік 3,2 млрд. років ці знахідки відомі з Південної Африки.

Протерозойський еон. Тут звиявлено осадові утворення вже нижчого ступеня метаморфізму, в тому числі вапняки, сформовані водоростями, вуглецьвмсні та залізисті породи, що свідчить про широкий розвиток бактерій, синьозелених водоростей та інших найпростіших організмів.

Верхня частина протерозою, рифей, визначені як час, коли водоростеві колонії набули значного поширення, а у верхах рифею виявлено й інші органічні рештки.

Відклади венду залягають на всіх попередніх зі значною перервою. За інтенсивністю та характером органічного життя вони вже ближче до фанерозою, ніж до протерозою. Метаморфізм тут набагато слабший або його зовсім нема. Простежується значна різноманітність осадових порід. В органічному світі з’явилися радіолярії, медузи, губоки, кільчасті черви, членистоногі. Більшість цих організмів ще не мала твердого панцира чи внутрішнього кістяка, тому вони представлені відбитками м’яких тканин. На багатьох континентах знайдено тиліти, що свідчить про значне континентальне тогочасне зледеніння. В регіонах з гарячим кліматом у лагунних відкладах виявлено гіпси та солі.

Фанерозойський еон почався настанням палеозойської ери. Кембрійський період розділений на три епохи. На відміну від венду,

його характеризує поява кістякових організмів: археоцеат, трилобітів,

26

брахіопод, губок та ін. На підставі цих знахідок з’явилася змога розділяти і відповідно зіставляти кембрійські відклади різних регіонів. Виявлені і зміни магнітного поля Землі, що зумовили чергування прямого й оберненого залишкового намагнічення в породах.

Ордовицький період, як і кембрійський, розділений на три епохи. Упродовж цього часу континенти зазнали значних опускань, і моря займали набагато більші площі, ніж в інші періоди фанерозою. Різко переважала морська фауна і флора. Найбільшого розквіту зазнали трилобіти і граптоліти.

Силурійський період продовжив розвиток ордовицького з деяким зменшенням площ морів. Більшість органічних груп ордовику продовжували існувти. Вперше з’явилися хребетні організми й набули значного розвитку криноідеї – морські лілії.

У девонському періоді збільшилася площа суші, море відступило, залишаючи значні лагуни, де відбувалося нагромадження солей та формувалися червоноколірні континентальні відклади, що свідчить про сухість клімату. Такі зміни зумовили суттєві перетворення і в органічному світі. На суші з’явилася трав’яниста рослинність – псилофіти, примітивні папороті, плаунові, перші насіннєві рослини, кущі й навіть дерева, з яких утворилися невеликі поклади кам’яного вугілля (близько 2% світових запасів). Морська фауна суттєво не змінилася, однак зменшилася кількість трилобітів і граптолітів. Дуже характерною є поява і розвиток кистеперих панцирних риб, які могли дихати уже також атмосферним повітрям.

Тенденція до зменшення водних просторів простежується і в карбоновому періоді. У цей час виникли, з одного боку, гірські країни, а з іншого, –величезні низинні площі, зайняті приморськими болотами. Клімат стаєв вологішим, інтенсивно розвивалися ліси, де панвали каламіти, велетенські папороті, плаунові. Наприкінці періоду з’явилися хвойні рослини. Суттєво змінився і органічний світ: з’явилися перші амфібії, а вже з середини періоду – рептилії.

Пермський період ознаменувався різким переважанням суші, регресією морських басейнів, з чим пов’язаний значний розвиток червоноколірних і соленосних відкладів – переважно континентальних і лагуних утворень. Усі головні групи кам’яновугільної фауни і флори продовжували жити і в пермі. Широкого розвитку набули великі форамініфери – фузулініди, брахіоподи, морські лілії. Наприкінці періоду масово вимерли деякі характерні для палеозою організми, зокрема корали з групи ругоза і табулята, найдавніші види моховаток, криноідей і амфібій. З рослин вимерли кордаїти, деревоподібні папороті і плаунові. Усе це дало змогу чітко окреслити кінець палеозойської ери. Деякі вчені зокрема, Ж.Кюв’є вважали, що між пермським та тріасовим періодами відбулася якась катастрофа, яка спричинила масове вимирання палеозойських видів тварин.

Мезозойська ера.

Тріасовий період став першим у мезозойській ері. Клімат, головно, був теплим і сухим, ніби продовженням континентальних умов пермського періоду. Від середини тріасу розпочалися значні трансгресії, які досягли максимуму в пізньому тріасі. Значного розвитку досягли головоногі молюски

– амоніти, двостулкові, брахіоподи. Швидко розвивалися хребетні – рептилії, особливо динозаври; з’явились перші плазуни – плезіозаври та іхтіозаври. Розвивалися комахи і перші ссавці.

В юрському періоді переважли морські умови. Після короткотривалої регресії кінця тріасу, почалося панування водних просторів, площа яких особливо збільшилася внаслідок розкриття Атлантичного та Індійського океанів. Рівень Світового океану став близьким до сучасного. Переважали теплі кліматичні умови. Значно змінився морський тваринний світ – з’явилися нові амоніти, белемніти. Хребетні розвинулися до велетенських розмірів – це травоїдні (до 40 м у довжину) та хижі динозаври, величезні птерозаври і перші зубаті птахи. Флору представляли папороті і гінкгові. Багата

27

рослинність та особливості клімату сприяли утворенню величезних покладів вугілля, які за запасами мало чим поступаються карбоновим.

Крейдовий період був одним з найтриваліших (після кембрійського) у фанерозої. Після нетривалої регресії моря на початку періоду настла велика трансгресія разом з підняттям рівня моря. Найвищого розвитку досяглі всі головні групи юрської фауни. Дрібні форамініфери та інші планктонні групи настільки розмножились, що стали породотворними організмами для таких порід як мергелі та писальна крейда. Розвивинулися велетенські амоніти (до 3 м у діаметрі), белемніти, морські їжаки, остисті риби. Особливого розвитку досягли велетенські рептилії – динозаври, а також величезні (з розмахом крил до 8 м) літаючі ящери. З’явилися перші беззубі птахи. Цікаво, що після цього прояву гігантизму, наприкінці крейдового періоду багато груп тварин вимерли, зокрема амоніти і белемніти. В рослинному світі настали зміни: з’явилися сучасні форми, такі як дуб, бук, береза, магнолія та ін.

Кайнозойська ера розпочалась палеогеновим періодом, який у цілому був регресивним. Обриси материків стали подібними до сучасних. Швидко еволюціонвав тваринний світ. Серед найпростіших морських організмів широко розвинулися великі форамініфери – нумуліти, численні черевоногі, двостулкові молюски. На суші панували ссавці.

В неогеновому періоді відбулися інтенсивні тектонічні рухи, які різко змінили рівень моря, одночасно сформувалися найбільші гірські системи: Альпи, Апенніни, Карпати, Кавказ, велетенські хребти Гіндукушу і Гімалаїв. Утворюється Тихоокеанське вулканічне кільце. У тваринному світі вирішальну роль (власне і для виділення системи) відігравали ссавці, зокрема хоботні – слони, мастодонти; тигри, носороги, собаки, людиноподібні мавпи. Дуже розвинулись комахи та різні птахи. Рослинність була близькою до сучасної, з чітким розподілом флори на теплота холодолюбні форми.

Останній, наймолодший період, який триває і нині, – четвертинний (квартер). Цю назву запропонував Дж. Диснойєрс 1829 р. Характеризують період численні прояви материкових зледенінь у Північній півкулі, які чергувалися з тимчасовими потепліннями і таненням материкових льодовиків. Утворення материкових льодовиків сприяло і дуже значному, найнижчому положенні рівня Океану за всю історію Землі.

Органічний світ уже на початку квартеру був дуже наближений до сучасного. Серед морської фауни важливу роль для стратиграфії відігравали форамініфери (Globorotalia, Globigerina), а також слимаки, які трапляються й

увідкладах суходолу. Важливе значення мали хребетні, зокрема ссавці.

Знастанням льодовикових холодів плейстоценової епохи тваринний світ почав пристосовуватись до нових умов. З’явилися холодолюбні форми, які деякий час співіснували з теплолюбними.

Кінець плейстоцену ознаменувався потеплінням клімату в Північній півкулі, і холодолюбні тварини почали зникати. Однак тільки цей фактор не міг бути причиною їхнього цілковитого зникнення на величезних тундрових просторах. Це питання і сьогодні не розгадане.

В олігоцені з’явилися перші людиноподібні, а вже в ранньому міоцені вони зіп’ялися на ноги. З того часу почалася еволюція мозку. Першими людиноподібними, які вже мали багато людських рис, були австралопітеки, найпримітивніші представники яких з’явились на зламі пліоцену та квартеру. Їхні рештки відомі зі сходу Африки. В ранньому плейстоцені з них виділилась група Homo habilis, представники якої мали здатність застосовувати певні

знаряддя. Від них пішли уже й деякі переднеандертальські форми. Перед останнім зледенінням з них виділились людина з Неандерталю, Homo neandertalensis, а також гейдельберзька людина – Homo heidelbergensis.

Одночасно на просторах Азії та Африки близько 200 тис. років тому з’являються представники сучасної людини – Homo sapiens, котрі потяглися у Європу вслід за відступом льодовика.

28

Важливу роль у заселенні людиною Америки відіграла Берінгія – суша між Азією та північним заходом Північної Америки, яка виникла внаслідок плейстоценового зледеніння зі зниженням рівня Світового океану. Суша захопила величезні простори сучасного шельфу Берингового та Чукотського морів. Існування цієї суші сприяло також міграції фауни і флори. Через цю територію до Америки переселилась і сучасна людина. Цей міст перестав існувати приблизно 12 тис. років тому, коли танення материкових льодовиків підняло рівень океану.

Рослинний світ не зазнав істотних змін порівняно з третинним періодом (палеоген + неоген). Змінився лише територіальний склад флори.

Абсолютне літочислення покликане з’ясувати тривалість (у роках) того чи іншого періоду в історії Землі, його початок і кінець. Тобто тривалість геологічного часу виражають у звичайних астрономічних одиницях, якими є роки. Відповісти на такі питання намагалися давно і неодноразово. Були спроби визначити час утворення земної кори на підставі кількості солі, яка міститься в океані, за астрономічними даними та ін. Проте ці пояснення не враховували всіх складних процесів утворення земної кори та її послідовних перетворень, а отже, і не були достатньо обґрунтованими.

Абсолютна геохронологія визначає передусім час утворення або перетворення (метаморфізм) порід і мінералів. І вже за цим віком ученівизначають час геологічних подій. Особливо цінними такі дані є в так званих палеонтологічно німих породах – магматичних чи метаморфічних, зокрема тих, що утворилися на ранніх етапах розвитку Землі, оскільки тут методи відносної геохронології застосувати практично неможливо.

І лише використання радіологічних методів дали достатні підстави для вирішення цієї проблеми. Суть будь-якого з радіологічних методів полягає у використанні для визначення віку гірських порід і природних мінералів радіоактивних елементів, ядра яких, як відомо, є нестійкими (нестабільні ізотопи) і розпадаються із чітко визначеною для кожного елемента швидкістю, даючи початок утворенню нових елементів – продуктів їхнього радіоактивного розпаду.

Ці методи почали застосовувати лише після відкриття природної радіоактивності. Вперше про можливість визначення віку мінералів за розпадом радіоактивних ізотопів зазначив П’єр Кюрі 1902 р.

29

30