Лекція 1. ДОГЕОЛОГІЧНА ІСТОРІЯ ЗЕМЛІ.

ТЕМА 5. ЕТАПИ ЕВОЛЮЦІЇ ЗЕМЛІ

Контрольні запитання і завдання.

1. Назвіть основні завдання, які вирішує історична геологія.
2. Охарактеризуйте методи визначення відносного віку гірських порід.
3. Що таке керівні форми?
4. Вивчіть напам'ять основні підрозділи геохронологічної та стратиграфічної шкал, запам'ятайте початок і кінець геологічних ер.
5. У чому суть ізотопних методів визначення абсолютного віку гірських порід?

Лекція 1. ДОГЕОЛОГІЧНА ІСТОРІЯ ЗЕМЛІ.
Лекція 2. РАННЬОПАЛЕОЗОЙСЬКИЙ ЕТАП.
Лекція 3. ПІЗНЬОПАЛЕОЗОЙСЬКИЙ ЕТАП.
Лекція 4. МЕЗОЗОЙСЬКИЙ ЕТАП.
Лекція 5. КАЙНОЗОЙСЬКИЙ ЕТАП.

Історію Землі з моменту утворення як планети і до наших днів прийнято розділяти на два етапи (чи стадії) - догеологічний та геологічний. При цьому серед дослідників існує дві точки зору щодо такої періодизації історії планети.
Ряд вчених дотримується думки, що відлік геологічної історії Землі слід вести з моменту утворення найдавніших порід. Такі породи знайдені на Алданському щиті Сибірської платформи, Кольському півострові, на півдні Африки. їх вік, за деякими даними, складає 4,5-4,58 млрд. років (за іншими даними, вік найдавніших порід, знайдених у Австралії не перевищує 4,1-4,2 млрд. років). інша група дослідників (М.В.Муратов і ін.) вважає, що геологічна історія Землі починається з моменту сформування первісних земної кори, атмосфери і гідросфери (а, отже, і появи перших осадових порід). Це сталося на рубежі близько 4,0-3,8 млрд. років.
Таким чином, згідно із цією точкою зору(яка прийнята і в даній роботі), догеологічна стадія розвитку Землі тривала з часу сформування як самостійного космічного тіла (4,6 млрд. років) до утворення первісних геосфер майже 600 млн. років (чи дещо більше).
Якщо виходити із уявлень про первісно-холодний стан Землі, то на цьому етапі повинен був проходити внутрішній розігрів . Джерела розігріву, як уже відмічалося, могли бути різними: радіогенне тепло, гравітаційна енергія, енергія, що звільнялася при фазових переходах речовини. При цьому відбувалась диференціація надр планети на внутрішні геосфери. Академік О.П.Виноградов запропонував для пояснення перебігу цих процесів так званий принцип зонної плавки, змодельованої ним у лабораторних умовах. В експерименті був використаний циліндрик із кам'яного метеориту (хондриту), який багатократно прогрівався вздовж осі при температурі 1600 ºС.У кінцевому наслідку речовина хондрита розщепилась на дві фази - в рідку (легкоплавку) фазу виділилось базальтове скло, яке витіснилось у верхню частину циліндрика, а в твердій (тугоплавкій) фазі залишилась ультраосновна олівінова порода - дуніт.
На думку О.П.Виноградова, утворення олівінових порід верхньої мантії і базальтових магм земної кори в природних умовах можна розглядати як аналог описаного процесу зонної плавки. Згідно із подібними уявленнями, в надрах протопланети на глибинах близько 400 км могли виникати зони розплавів, де температури перевищували точку плавлення заліза. Краплі розплавленого заліза опускалися до центра планети, витісняючи більш легкий матеріал - формувалося залізне ядро Землі, що супроводжувалося, в свою чергу, виділенням гравітаційної енергії, яка йшла на подальший розігрів планети. У кінцевому результаті центральна частина Землі повністю розплавилася. В подальшому зона розплавлення поступово підіймалася вверх подібно до вогника тліючої сигарети, аж поки не відбулося майже повне проплавлення протопланети. Різниця температур між поверхнею Землі і межею ядра спричинила виникнення конвективних потоків, внаслідок яких більш легкі елементи, такі як кисень, кремній, алюміній з домішками інших елементів, виносились назовні, утворювали силікатні сполуки і накопичувались на поверхні, формуючи тонку кірку базальтового складу (внаслідок панування на поверхні температур космічного простору відбувалось швидке їх остигання).
Між зовнішньою корою і ядром скупчувались більш щільні силікати, в основному силікати магнію і, частково, заліза, формуючи мантію Землі. На поверхні планети в цей час існували кільцеві структури, заповнені базальтовою лавою, вулканічні і метеоритні кратери.
Земна кора в початкову стадію свого формування була дуже тонкою, крихкою, легко проплавлялася новими порціями лави і ламалась. Тверді ділянки кори чергувались з "озерами" чи цілими "морями" базальтової лави, в яких плавали уламки порід, захоплених при виверженні. На Землі формувався рельєф, багато в чому подібний до рельєфу сучасного Місяця, у зв'язку з чим відомий російський геолог О.П.Павлов назвав цю стадію розвитку Землі "місячною". Справді, на Місяці тепер можна спостерігати сліди грандіозних вулканічних вивержень - базальтові моря, вулканічні і метеоритні кратери, кільцеві гори тощо. Подібний рельєф був створений, очевидно, і в місячну стадію розвитку Землі, однак після виникнення атмосфери і гідросфери знівелювався наступними екзогенними процесами. На Місяці ж, на думку О.П.Виноградова вже 3-3,5 млдр. років тому майже весь уран, чи значна його частина були винесені з надр на периферію, що викликало згасання вулканічної і магматичної діяльності. З іншого боку, відсутність зовнішніх геосфер, а отже і екзогенних процесів, призвела до "консервації" створеного на ранній стадії розвитку супутника рельєфу, який у подальшому змінювався лише частково під впливом бомбардування поверхні метеоритами.
Одночасно із виплавленням базальтів вулканічні виверження супроводжувались дегазацією мантії і виносом у навколоземний простір газоподібних продуктів. Останні, утримуючись силами земного тяжіння, поступово окутували Землю щільною оболонкою. Первісна атмосфера, за даними американського дослідника Г. Юрі була відновною і відрізнялась від сучасної значно меншою щільністю. У складі переважали двоокис вуглецю, азот, водяна пара, метан, аміак, синильна кислота, кислі дими (HCl, HF тощо), сірководень, інертні гази.
Процес остигання земної кори десь на рубежі близько 4 млрд. років тому просунувся настільки, що була пройдена точка кипіння води - почалась конденсація водяної пари в праатмосфері і випадання у вигляді гарячих дощів, які спочатку майже не досягали поверхні Землі, внаслідок ще досить високої температури.
Однак поступово поверхня планети охолодилась настільки, що дощі, які випадали на неї, почали насичувати приповерхневі породи і заповнювати понижені ділянки рельєфу, утворюючи первісні водойми.
Почалось формування водної оболонки Землі - гідросфери. О.П.Виноградов доводить, що у процесі зонної плавки виділилось 1.6 10²⁴ г води, що майже дорівнює сучасному об'єму гідросфери. За даними Г.Юрі первісна гідросфера містила лише 10% об'єму води нинішніх морів та океанів. З утворенням первісних водойм вступають у дію екзогенні процеси, тобто вивітрювання порід, розмив, перенос продуктів руйнування текучими водами і відкладання їх на дні ранніх морів, формування перших осадових товщ. Встановлюється взаємодія процесів внутрішньої та зовнішньої геодинаміки, яка у подальшому буде визначати еволюцію земної кори.
Таким чином, вікові межі місячної ери можна окреслити досить чітко - від початку формування земної кори до виникнення первісних атмосфери і гідросфери. Звідси бере початок геологічна історія Землі, зашифрована в осадових породах і тому вивчена на багато детальніше.