Periode geologi mana yang lebih awal dari periode lainnya. Periode Kuarter. Periode geologi baru

Dan Alam Semesta. Misalnya, hipotesis Kant-Laplace, O.Yu. Schmidt, Georges Buffon, Fred Hoyle dan lain-lain. Namun sebagian besar ilmuwan cenderung percaya bahwa Bumi berusia sekitar 5 miliar tahun.

Peristiwa geologi masa lalu dalam urutan kronologisnya diwakili oleh satu skala geokronologis internasional. Divisi utamanya adalah era: Archean, Proterozoikum, Paleozoikum, Mesozoikum. Kenozoikum. Interval waktu geologi tertua (Arkean dan Proterozoikum) disebut juga Prakambrium. Ini mencakup periode yang panjang - hampir 90% dari keseluruhan (usia absolut planet ini, menurut konsep modern, dianggap 4,7 miliar tahun).

Dalam era, periode waktu yang lebih kecil dibedakan - periode (misalnya, Paleogen, Neogen, dan Kuarter di era Kenozoikum).

Di era Archean (dari bahasa Yunani - primordial, kuno), batuan kristal (granit, gneisses, sekis) terbentuk. Selama era ini, proses pembangunan gunung yang dahsyat tidak terjadi. Kajian pada era ini memungkinkan para ahli geologi berasumsi keberadaan laut dan organisme hidup di dalamnya.

Era Proterozoikum (era awal kehidupan) ditandai dengan endapan batuan tempat ditemukannya sisa-sisa organisme hidup. Selama era ini, area paling stabil – platform – terbentuk di permukaan bumi. Platform - inti kuno ini - menjadi pusat pembentukan.

Era Paleozoikum (era kehidupan purba) dibedakan oleh beberapa tahap pembangunan gunung yang kuat. Selama era ini, pegunungan Skandinavia, Ural, Tien Shan, Altai, dan Appalachian muncul. Pada saat ini, organisme hewan dengan kerangka keras muncul. Vertebrata muncul pertama kali: ikan, amfibi, reptil. Pada Paleozoikum Tengah, vegetasi darat muncul. Pakis pohon, pakis lumut, dll berfungsi sebagai bahan pembentukan endapan batubara.

Era Mesozoikum (era paruh baya) juga ditandai dengan pelipatan yang intens. Pegunungan terbentuk di daerah yang berdekatan. Reptil (dinosaurus, proterosaur, dll.) mendominasi hewan; burung dan mamalia muncul untuk pertama kalinya. Vegetasi yang terdiri dari pakis, tumbuhan runjung, dan angiospermae muncul pada akhir zaman.

Selama era Kenozoikum (era kehidupan baru), persebaran modern benua dan lautan mulai terbentuk, dan terjadi pergerakan pembentukan gunung yang intens. Pegunungan terbentuk di tepi Samudra Pasifik, di Eropa selatan dan Asia (Himalaya, Pegunungan Cordillera, dll.). Pada awal era Kenozoikum, iklim jauh lebih hangat dibandingkan saat ini. Namun bertambahnya luas daratan akibat naiknya benua menyebabkan terjadinya pendinginan. Lapisan es yang luas muncul di utara dan. Hal ini menyebabkan perubahan signifikan pada flora dan fauna. Banyak hewan yang punah. Tumbuhan dan hewan yang mendekati modern muncul. Di penghujung zaman ini, manusia muncul dan mulai menghuni daratan secara intensif.

Tiga miliar tahun pertama perkembangan Bumi mengarah pada terbentuknya daratan. Menurut para ilmuwan, mula-mula ada satu benua di bumi, yang kemudian terpecah menjadi dua, kemudian terjadi pembelahan lagi, dan akibatnya terbentuklah lima benua saat ini.

Miliaran tahun terakhir sejarah bumi dikaitkan dengan pembentukan daerah lipatan. Pada saat yang sama, dalam sejarah geologi miliaran tahun terakhir, beberapa siklus tektonik (zaman) dibedakan: Baikal (akhir Proterozoikum), Caledonian (Paleozoikum awal), Hercynian (Paleozoikum akhir), Mesozoikum (Mesozoikum), Kenozoikum atau siklus Alpen (dari 100 juta tahun hingga sekarang).
Sebagai hasil dari semua proses di atas, Bumi memperoleh struktur modernnya.

Waktu geologis dan metode penentuannya

Dalam studi tentang Bumi sebagai objek kosmik yang unik, gagasan evolusinya menempati tempat sentral, oleh karena itu parameter kuantitatif-evolusi yang penting adalah waktu geologis. Kali ini dipelajari oleh ilmu khusus yang disebut Geokronologi– kronologi geologi. Geokronologi Mungkin mutlak dan relatif.

Catatan 1

Mutlak geokronologi berkaitan dengan penentuan usia absolut batuan, yang dinyatakan dalam satuan waktu dan, biasanya, dalam jutaan tahun.

Penentuan umur ini didasarkan pada laju peluruhan isotop unsur radioaktif. Kecepatan ini bernilai konstan dan tidak bergantung pada intensitas proses fisika dan kimia. Penentuan umur didasarkan pada metode fisika nuklir. Mineral yang mengandung unsur radioaktif, ketika membentuk kisi kristal, membentuk sistem tertutup. Dalam sistem ini terjadi akumulasi produk peluruhan radioaktif. Oleh karena itu, umur suatu mineral dapat ditentukan jika laju proses tersebut diketahui. Waktu paruh radium, misalnya, adalah $1590$ tahun, dan peluruhan sempurna unsur tersebut akan terjadi dalam waktu $10$ kali lebih lama dari waktu paruhnya. Geokronologi nuklir memiliki metode terdepan - timbal, kalium-argon, rubidium-strontium dan radiokarbon.

Metode geokronologi nuklir memungkinkan untuk menentukan usia planet, serta durasi zaman dan periode. Pengukuran waktu radiologi diusulkan P. Curie dan E. Rutherford pada awal abad $XX$.

Geokronologi relatif beroperasi dengan konsep-konsep seperti “usia dini, usia paruh baya, usia akhir”. Ada beberapa metode yang dikembangkan untuk menentukan umur relatif batuan. Mereka digabungkan menjadi dua kelompok - paleontologis dan non-paleontologis.

Pertama memainkan peran utama karena keserbagunaannya dan penggunaannya secara luas. Pengecualiannya adalah tidak adanya sisa-sisa organik di bebatuan. Dengan menggunakan metode paleontologi, sisa-sisa organisme purba yang telah punah dipelajari. Setiap lapisan batuan dicirikan oleh kompleks sisa-sisa organiknya masing-masing. Di setiap lapisan muda akan terdapat lebih banyak sisa tumbuhan dan hewan yang terorganisir dengan baik. Semakin tinggi lapisannya, semakin muda umurnya. Pola serupa juga dilakukan oleh orang Inggris W.Smith. Dia memiliki peta geologi pertama Inggris, yang membagi batuan berdasarkan usia.

Metode non-paleontologi penentuan usia relatif batuan digunakan jika batuan tersebut kekurangan sisa-sisa organik. Maka akan lebih efektif metode stratigrafi, litologi, tektonik, geofisika. Dengan menggunakan metode stratigrafi, dimungkinkan untuk menentukan urutan lapisan lapisan selama kejadian normalnya, yaitu. strata yang mendasarinya akan lebih kuno.

Catatan 3

Urutan pembentukan batuan menentukan relatif geokronologi, dan umurnya dalam satuan waktu sudah ditentukan mutlak geokronologi. Tugas waktu geologis adalah menentukan urutan kronologis peristiwa geologi.

Tabel geokronologis

Untuk menentukan umur batuan dan mempelajarinya, para ilmuwan menggunakan berbagai metode, dan untuk tujuan ini telah disusun skala khusus. Waktu geologis pada skala ini dibagi menjadi interval waktu, yang masing-masing sesuai dengan tahap tertentu dalam pembentukan kerak bumi dan perkembangan organisme hidup. Skala itu diberi nama tabel geokronologis, yang meliputi divisi berikut: eon, era, periode, zaman, abad, waktu. Setiap unit geokronologi dicirikan oleh kompleks sedimennya sendiri, yang disebut stratigrafi: eonotema, grup, sistem, departemen, tingkatan, zona. Grup, misalnya, adalah unit stratigrafi, dan unit geokronologis sementara yang bersangkutan mewakilinya zaman. Berdasarkan hal ini, ada dua skala - stratigrafi dan geokronologis. Skala pertama digunakan ketika berbicara tentang sedimen, karena pada suatu periode waktu tertentu beberapa peristiwa geologi terjadi di Bumi. Skala kedua diperlukan untuk menentukan waktu relatif. Sejak diadopsi, isi skala telah berubah dan disempurnakan.

Satuan stratigrafi terbesar saat ini adalah eonotema - Archean, Proterozoikum, Fanerozoikum. Pada skala geokronologis, mereka berhubungan dengan zona dengan durasi yang bervariasi. Menurut waktu keberadaannya di Bumi, mereka dibedakan Eonotema Archean dan Proterozoikum, mencakup hampir $80$% sepanjang waktu. Ribuan tahun Fanerozoikum dalam waktu yang jauh lebih pendek dibandingkan kalpa-kalpa sebelumnya dan hanya mencakup $570$ juta tahun. Inotem ini dibagi menjadi tiga kelompok utama - Paleozoikum, Mesozoikum, Kenozoikum.

Nama-nama eonothem dan kelompoknya berasal dari bahasa Yunani:

• Archeos artinya yang paling kuno;
• Protheros – utama;
• Paleos – kuno;
• Mesos – rata-rata;
• Kainos baru.

Dari kata " zoiko s”, yang artinya vital, kata “ zoy" Berdasarkan hal tersebut dibedakan era kehidupan di planet ini, misalnya era Mesozoikum yang berarti era kehidupan rata-rata.

Era dan periode

Menurut tabel geokronologi, sejarah bumi dibagi menjadi lima era geologi: Archean, Proterozoikum, Paleozoikum, Mesozoikum, Kenozoikum. Pada gilirannya, era dibagi menjadi periode. Jumlahnya jauh lebih banyak - $12$. Durasi periode bervariasi dari $20$-$100$ juta tahun. Yang terakhir ini menunjukkan ketidaklengkapannya Periode Kuarter era Kenozoikum, durasinya hanya $1,8$ juta tahun.

zaman Arkean. Masa ini dimulai setelah terbentuknya kerak bumi di planet ini. Pada saat ini, terdapat pegunungan di Bumi dan proses erosi dan sedimentasi telah ikut berperan. Zaman Arkean berlangsung sekitar $2$ miliar tahun. Era ini merupakan era yang paling lama durasinya, dimana aktivitas vulkanik tersebar luas di bumi, terjadi pengangkatan yang dalam, yang mengakibatkan terbentuknya pegunungan. Sebagian besar fosil hancur akibat pengaruh suhu tinggi, tekanan, dan pergerakan massa, namun hanya sedikit data tentang waktu tersebut yang disimpan. Pada batuan zaman Archean, karbon murni ditemukan dalam bentuk tersebar. Para ilmuwan percaya bahwa ini adalah sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang dimodifikasi. Jika jumlah grafit mencerminkan jumlah materi hidup, maka di zaman Archean terdapat banyak sekali.

zaman Proterozoikum. Ini adalah era kedua dalam durasinya, yang mencakup $1$ miliar tahun. Sepanjang era tersebut, sejumlah besar sedimen diendapkan dan terjadi satu glasiasi yang signifikan. Lapisan es terbentang dari garis khatulistiwa hingga garis lintang $20$. Fosil yang ditemukan di bebatuan masa ini merupakan bukti keberadaan kehidupan dan perkembangan evolusinya. Spikula spons, sisa-sisa ubur-ubur, jamur, alga, arthropoda, dll ditemukan di sedimen Proterozoikum.

Paleozoikum. Menonjol di era ini enam periode:

• Kambrium;
• Ordovisium,
• Silur;
• Devonian;
• Karbon atau batubara;
• Perm atau Perm.

Durasi Paleozoikum adalah $370$ juta tahun. Selama masa ini, perwakilan dari semua jenis dan kelas hewan muncul. Hanya ada burung dan mamalia yang hilang.

zaman Mesozoikum. Era terbagi menjadi tiga periode:

• Trias;

Era ini dimulai sekitar $230$ juta tahun yang lalu dan berlangsung selama $167$ juta tahun. Selama dua periode pertama - Trias dan Jurassic– sebagian besar wilayah benua berada di atas permukaan laut. Iklim pada zaman Trias kering dan hangat, dan pada zaman Jurassic menjadi lebih hangat, tetapi sudah lembab. Di negara bagian Arizona ada hutan batu terkenal yang telah ada sejak saat itu Trias periode. Benar, yang tersisa dari pohon-pohon besar itu hanyalah batang, batang kayu, dan tunggul. Pada akhir zaman Mesozoikum, atau lebih tepatnya pada zaman Kapur, terjadi kemajuan laut secara bertahap di benua-benua. Benua Amerika Utara tenggelam pada akhir Zaman Kapur dan akibatnya perairan Teluk Meksiko terhubung dengan perairan cekungan Arktik. Daratan terbagi menjadi dua bagian. Akhir Zaman Kapur ditandai dengan pengangkatan yang besar, yang disebut Orogeni Alpen. Saat ini muncul Pegunungan Rocky, Pegunungan Alpen, Himalaya, dan Andes. Aktivitas vulkanik yang intens dimulai di Amerika Utara bagian barat.

Zaman Kenozoikum. Ini adalah era baru yang belum berakhir dan masih berlangsung.

Era ini dibagi menjadi tiga periode:

• Paleogen;
• Neogen;
• Kuarter.

Kuarter Periode ini memiliki sejumlah ciri unik. Ini adalah masa pembentukan akhir muka bumi modern dan zaman es. New Guinea dan Australia merdeka, bergerak lebih dekat ke Asia. Antartika tetap pada tempatnya. Dua benua Amerika bersatu. Dari ketiga periode zaman tersebut, yang paling menarik adalah kuaterner periode atau antropogenik. Ini berlanjut hingga hari ini, dan diisolasi pada $1829 oleh seorang ahli geologi Belgia J.Denoyer. Serangan dingin digantikan oleh mantra pemanasan, tetapi fitur terpentingnya adalah penampilan manusia.

Manusia modern hidup pada periode Kuarter di era Kenozoikum.

Ahli geologi harus berurusan dengan lapisan batuan yang terakumulasi selama sejarah geologi panjang planet ini. Perlu diketahui batuan penyusun daerah penelitian mana yang lebih muda dan mana yang lebih tua, dalam urutan pembentukannya, pada interval sejarah geologi mana waktu pembentukannya, dan juga untuk dapat membandingkan umur batuan tersebut. lapisan batuan yang berjauhan satu sama lain.

Ilmu yang mempelajari tentang urutan pembentukan dan umur batuan disebut geokronologi. Terdapat perbedaan antara metode geokronologi relatif dan absolut.

Geokronologi relatif

Metode geokronologi relatif merupakan metode penentuan umur relatif suatu batuan, yang hanya mencatat urutan pembentukan batuan relatif satu sama lain.

Metode-metode ini didasarkan pada beberapa prinsip sederhana. Pada tahun 1669, Nicolo Steno merumuskan prinsip superposisi yang menyatakan bahwa bahwa pada lapisan yang tidak terganggu, setiap lapisan di atasnya lebih muda dari lapisan di bawahnya. Harap dicatat bahwa definisi tersebut menekankan penerapan prinsip hanya dalam kondisi tidak terganggu.

Cara menentukan urutan pembentukan lapisan berdasarkan prinsip Steno sering disebut stratigrafi. Stratigrafi adalah salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang urutan pembentukan dan pembagian batuan sedimen, sedimen vulkanogenik, dan metamorf penyusun kerak bumi.

Prinsip terpenting berikutnya, yang dikenal sebagai prinsip persimpangan, dirumuskan oleh James Hutton. Prinsip ini menyatakan bahwa benda apa pun yang melintasi ketebalan lapisan tersebut lebih muda dari lapisan ini.

Prinsip penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah itu waktu transformasi atau deformasi batuan lebih muda dari umur pembentukan batuan tersebut.

Mari kita pertimbangkan penggunaan prinsip-prinsip ini dengan menggunakan contoh strata batuan sedimen yang diterobos oleh beberapa benda beku yang membelah.

Urutan kejadiannya adalah sebagai berikut. Mula-mula terjadi penumpukan strata sedimen lapisan bawah (1), kemudian berturut-turut terjadi penumpukan lapisan di atasnya (2, 3, 4, 5), yang masing-masing lebih muda dari lapisan di bawahnya. Akumulasi batuan sedimen pada sebagian besar kasus terjadi dalam bentuk lapisan-lapisan yang letaknya mendatar, begitulah letak lapisan-lapisan yang terbentuk (1-5). Kemudian, lapisan-lapisan ini mengalami deformasi (6), dan badan batuan beku 7 diterobos ke dalamnya. Kemudian, lagi-lagi secara horizontal, akumulasi lapisan di atasnya yang menutupi badan magmatik yang diterobos dimulai. Selain itu, mengingat lapisan yang dihasilkan terletak pada permukaan horizontal yang rata, jelas bahwa akumulasinya didahului oleh perataan wilayah - erosi (8). Setelah wilayah tersebut terkikis, lapisan berikutnya (9) terakumulasi. Formasi termuda adalah badan magma 10.
Kami menekankan bahwa, ketika mempertimbangkan sejarah perkembangan geologis wilayah tersebut, yang bagiannya ditunjukkan pada gambar, kami hanya menggunakan waktu relatif, hanya menentukan urutan pembentukan benda.

Kelompok besar metode geokronologi relatif lainnya adalahmetode biostratigrafi . Metode-metode ini didasarkan pada penelitian fosil - sisa-sisa fosil organisme yang terdapat pada lapisan batuan: pada lapisan batuan yang umurnya berbeda-beda terdapat berbagai kompleks sisa organisme yang menjadi ciri perkembangan flora dan fauna pada suatu zaman geologi tertentu. Metode tersebut didasarkan pada prinsip yang dirumuskan oleh William Smith: sedimen pada umur yang sama mengandung sisa-sisa fosil organisme yang sama atau serupa. Asas ini dilengkapi dengan ketentuan penting lainnya yang menyatakan bahwa fosil flora dan fauna saling menggantikan dalam urutan tertentu. Dengan demikian, semua metode biostratigrafi didasarkan pada asumsi kesinambungan dan ireversibilitas perubahan di dunia organik - hukum evolusi Charles Darwin. Setiap segmen waktu geologi dicirikan oleh perwakilan flora dan fauna tertentu. Penentuan umur suatu lapisan batuan dilakukan dengan membandingkan fosil-fosil yang ditemukan di dalamnya dengan data keberadaan organisme tersebut dalam sejarah geologi. Sebagai analogi kasar tentang esensi metode ini, kita dapat mengutip metode yang terkenal untuk menentukan usia dalam arkeologi: jika hanya perkakas batu yang ditemukan selama penggalian, maka budaya tersebut termasuk Zaman Batu, keberadaan perkakas perunggu memberi alasan. karena dikaitkan dengan Zaman Perunggu, dll.

Di antara metode biostratigrafi, metode panduan bentuk telah lama menjadi metode yang paling penting. Bentuk pemandu adalah sisa-sisa organisme punah yang memenuhi kriteria sebagai berikut:

• organisme ini ada untuk waktu yang singkat,
• tersebar di wilayah yang luas,
• bagian fosilnya ditemukan dan mudah diidentifikasi.

Dalam menentukan umur, di antara fosil-fosil yang ditemukan pada lapisan yang diteliti, dipilih yang paling berkarakteristik, kemudian dibandingkan dengan atlas bentuk pemandu, yang menggambarkan interval waktu mana yang merupakan ciri-ciri bentuk tertentu. Atlas pertama dibuat pada pertengahan abad ke-19 oleh ahli paleontologi G. Bronn.

Saat ini, hal utama dalam biostratigrafi adalah metode analisis kompleks organik. Saat menggunakan metode ini, kesimpulan tentang usia relatif didasarkan pada informasi tentang keseluruhan kompleks fosil, dan bukan pada penemuan satu bentuk utama, sehingga meningkatkan akurasi secara signifikan.

Dalam penelitian geologi, tugasnya tidak hanya membagi strata berdasarkan umur dan mengklasifikasikannya pada interval mana pun dalam sejarah geologi, tetapi juga membandingkan - korelasi– urutan usia yang sama yang berjauhan satu sama lain. Metode paling sederhana untuk mengidentifikasi strata sezaman adalah dengan menelusuri lapisan-lapisan di area tersebut dari satu singkapan ke singkapan lainnya. Jelasnya, metode ini hanya efektif dalam kondisi paparan yang baik. Yang lebih universal adalah metode biostratigrafi yang membandingkan sifat sisa-sisa organik di bagian yang jauh - lapisan-lapisan pada umur yang sama memiliki kompleks fosil yang sama. Metode ini memungkinkan adanya korelasi bagian regional dan global.

Model prinsip penggunaan fosil untuk menghubungkan bagian-bagian yang jauh ditunjukkan pada gambar.

Lapisan yang mengandung kompleks fosil yang sama bersifat sezaman

Geokronologi mutlak

Metode geokronologi absolut memungkinkan untuk menentukan usia objek dan peristiwa geologi dalam satuan waktu. Di antara metode-metode ini, yang paling umum adalah metode geokronologi isotop, yang didasarkan pada penghitungan waktu peluruhan isotop radioaktif yang terkandung dalam mineral (atau, misalnya, pada sisa-sisa kayu atau tulang hewan yang menjadi fosil).

Inti dari metode ini adalah sebagai berikut. Beberapa mineral mengandung isotop radioaktif. Sejak mineral tersebut terbentuk, proses peluruhan radioaktif isotop terjadi di dalamnya, disertai dengan akumulasi produk peluruhan. Peluruhan isotop radioaktif terjadi secara spontan, dengan laju konstan, tidak bergantung pada faktor eksternal; jumlah isotop radioaktif berkurang sesuai dengan hukum eksponensial. Dengan mempertimbangkan keteguhan laju peluruhan, untuk menentukan umur cukup dengan menentukan jumlah isotop radioaktif yang tersisa dalam mineral dan jumlah isotop stabil yang terbentuk selama peluruhannya. Ketergantungan ini dijelaskan persamaan utama geokronologi:

Untuk menentukan umur, banyak digunakan isotop radioaktif: 238 U, 235 U, 40 K, 87 Rb, 147 Sm, dll. Nama-nama metode isotop-geokronologi biasanya dibentuk dari nama isotop radioaktif dan hasil akhir peluruhannya. : uranium-timbal, kalium-argon dan sebagainya. Hasil penentuan umur benda geologi dinyatakan dalam 106 dan 109 tahun, atau dalam nilai Satuan Sistem Internasional (SI): Ma dan Ga. Singkatan ini masing-masing berarti “juta. tahun" dan "miliar tahun" ( dari lat. Mega anna – jutaan tahun, Giga anna – miliar tahun).

Mari kita pertimbangkan penentuan umur dengan metode rubidium-strontium isochronous. Akibat peluruhan isotop radioaktif 87 Rb, terbentuk produk peluruhan non-radioaktif - 87 Sr, konstanta peluruhannya adalah 1,42 * 10 -11 tahun -1. Penggunaan metode isokron melibatkan analisis beberapa sampel yang diambil dari objek geologi yang sama, yang meningkatkan akurasi penentuan umur dan memungkinkan penghitungan komposisi isotop strontium awal (digunakan untuk menentukan kondisi pembentukan batuan).

Dalam penelitian di laboratorium ditentukan kandungan 87 Rb dan 87 Sr, sedangkan kandungan 87 Sr adalah penjumlahan dari strontium yang awalnya terkandung dalam mineral (87 Sr) 0 dan strontium yang muncul selama peluruhan radioaktif. 87 Rb selama umur mineral:

Dalam praktiknya, yang diukur bukanlah kandungan isotop-isotop tersebut, melainkan rasionya terhadap isotop stabil 86Sr, yang memberikan hasil yang lebih akurat. Akibatnya, persamaan tersebut mengambil bentuk

Persamaan yang dihasilkan memiliki dua hal yang tidak diketahui: waktu t dan rasio awal isotop strontium. Untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan analisis beberapa sampel, hasilnya diplot sebagai titik-titik pada grafik pada koordinat 87 Sr/ 86 Sr – 87 Rb/ 86 Sr. Dalam hal sampel yang dipilih dengan benar, semua titik terletak pada garis lurus yang sama - isokron (karenanya, mereka memiliki usia yang sama). Usia sampel yang dianalisis dihitung dari sudut kemiringan isokron, dan rasio strontium awal ditentukan dari perpotongan sumbu isokron 87 Sr/86 Sr.

Jika titik-titik pada grafik tidak berada pada garis yang sama, kita dapat berbicara tentang pemilihan sampel yang salah. Untuk menghindari hal ini, kondisi utama berikut harus diperhatikan:

• sampel harus diambil dari objek geologi yang sama (yaitu, umurnya jelas-jelas sama);
• di II batuan berikut seharusnya tidak menunjukkan tanda-tanda transformasi yang dapat menyebabkan redistribusi isotop;
• sampel harus memiliki komposisi isotop strontium yang sama pada saat terjadinya (penggunaan batuan yang berbeda dalam pembuatan satu isokron tidak dapat diterima).

Tanpa memikirkan metode penentuan usia dengan metode lain, kami hanya akan memperhatikan ciri-ciri beberapa di antaranya.

Saat ini dianggap paling akurat samarium - metode neodymium, diadopsi sebagai standar yang digunakan untuk membandingkan data dari metode lain. Ini terkait dengan fakta bahwa, karena karakteristik geokimia, unsur-unsur ini paling tidak rentan terhadap pengaruh proses yang terjadi, seringkali secara signifikan tentang mendistorsi atau membatalkan hasil penentuan usia. Metode ini didasarkan pada peluruhan isotop 147 Sm dengan terbentuknya 144 Nd sebagai produk peluruhan akhir.

Metode kalium-argon didasarkan pada peluruhan isotop radioaktif 40 K. Metode ini telah lama digunakan secara luas untuk menentukan umur semua jenis genetik batuan. Ini paling efektif dalam menentukan waktu pembentukan batuan sedimen dan mineral, seperti glaukonit. Ketika diterapkan pada batuan beku dan terutama batuan metamorf yang dipengaruhi oleh perubahan yang terjadi, metode ini sering kali memberikan tanggal “peremajaan” karena hilangnya mobile argon.

Metode radiokarbon didasarkan pada peluruhan isotop 14 C yang terbentuk di lapisan atas atmosfer akibat paparan radiasi kosmik terhadap gas atmosfer (nitrogen, argon, oksigen). Selanjutnya, 14 C, seperti isotop karbon non-radioaktif, membentuk karbon dioksida CO 2, dan dalam komposisinya terlibat dalam fotosintesis, sehingga berakhir di tumbuhan dan, selanjutnya, diteruskan ke hewan dalam rantai makanan. 14 C masuk ke hidrosfer sebagai hasil pertukaran CO 2 antara atmosfer dan Lautan Dunia, kemudian berakhir di tulang dan cangkang karbonat penghuni perairan. Pencampuran massa udara yang intens di atmosfer dan partisipasi aktif karbon dalam siklus global unsur-unsur kimia menyebabkan pemerataan konsentrasi 14 C di atmosfer, hidrosfer, dan biosfer. Untuk organisme hidup, keadaan kesetimbangan dicapai pada aktivitas spesifik 14 C sebesar 13,56 ± 0,07 peluruhan per menit per 1 gram karbon. Jika tubuh mati, pasokan 14C terhenti; akibat peluruhan radioaktif (transisi ke non-radioaktif 14 N), aktivitas spesifik 14 C menurun. Dengan mengukur nilai aktivitas dalam sampel dan membandingkannya dengan nilai aktivitas spesifik pada jaringan hidup, maka mudah untuk menghitung waktu berhentinya aktivitas vital organisme dengan menggunakan rumus

///////////////

Penanggalan radiokarbon memungkinkan kita untuk menentukan umur sampel yang mengandung karbon (tulang, gigi, cangkang, kayu, batu bara, dll) hingga berumur 70 ribu tahun. Hal ini menentukan penggunaannya dalam geologi Kuarter dan, khususnya, dalam arkeologi.

Untuk menyimpulkan pertimbangan metode geologi isotop, perlu dicatat bahwa, meskipun memperoleh penanggalan “mutlak”, yang dinyatakan dalam tahun, kita sedang berhadapan dengan usia model– hasil yang diperoleh pasti mengandung beberapa kesalahan dan, terlebih lagi, lamanya tahun astronomi telah berubah seiring berjalannya sejarah geologi yang panjang.

Kelompok metode geokronologi absolut lainnya disajikan metode musiman dan iklim. Contoh dari metode tersebut adalah kronologi perang– metode geokronologi absolut, berdasarkan penghitungan lapisan tahunan pada endapan “pita” danau periglasial. Untuk danau periglasial, endapan khasnya adalah apa yang disebut "tanah liat pita" - sedimen berlapis jelas yang terdiri dari sejumlah besar pita paralel. Setiap pita merupakan hasil siklus sedimentasi tahunan di danau-danau yang membeku hampir sepanjang tahun. Itu selalu terdiri dari dua lapisan. Lapisan atas - musim dingin - diwakili oleh tanah liat berwarna gelap (karena pengayaan dengan bahan organik), terbentuk di bawah lapisan es; yang lebih rendah - musim panas - terdiri dari sedimen berbutir kasar dan berwarna terang (terutama pasir halus atau sedimen berlumpur), terbentuk karena material yang dibawa ke danau oleh air glasial yang mencair. Setiap pasang tiupan tersebut setara dengan 1 tahun.

Studi tentang ritme lempung pita memungkinkan tidak hanya untuk menentukan usia absolut, tetapi juga untuk mengkorelasikan bagian-bagian yang terletak berdekatan satu sama lain, membandingkan ketebalan lapisannya.

Perhitungan lapisan tahunan di sedimen danau garam didasarkan pada prinsip serupa, di mana di musim panas, karena peningkatan penguapan, terjadi pengendapan garam secara aktif.

Kerugian dari metode iklim musiman termasuk kurangnya universalitas.

Periodisasi sejarah geologi. Skala stratigrafi dan geokronologis

Beroperasi dengan kategori waktu relatif, diperlukan skala periodisasi sejarah yang universal. Jadi, dalam kaitannya dengan sejarah umat manusia, kita menggunakan ungkapan “sebelum zaman kita”, “di zaman Renaisans”, “di abad ke-20”, dan seterusnya, yang menghubungkan peristiwa atau objek budaya material apa pun dengan jangka waktu tertentu. Pendekatan serupa telah diadopsi dalam geologi; Skala Geokronologi Internasional dan Skala Stratigrafi Internasional telah dikembangkan untuk tujuan ini.

Informasi utama tentang sejarah geologi Bumi dibawa oleh lapisan batuan, di mana, seperti pada halaman kronik batu, perubahan yang terjadi di planet ini dan evolusi dunia organik tercetak (yang terakhir adalah “terkesan” dalam kompleks fosil yang terkandung dalam lapisan-lapisan dari berbagai usia). Lapisan batuan yang menempati posisi tertentu dalam urutan umum strata dan dibedakan berdasarkan ciri-ciri bawaannya (lebih sering - kompleks fosil) adalah satuan stratigrafi. Batuan yang membentuk unit stratigrafi terbentuk selama interval waktu geologis tertentu, dan oleh karena itu, mencerminkan evolusi kerak bumi dan dunia organik selama periode waktu tersebut.

- skala yang menunjukkan urutan dan subordinasi satuan stratigrafi yang menyusun kerak bumi dan mencerminkan tahapan perkembangan sejarah yang telah dilalui bumi. Objek skala stratigrafi adalah lapisan batuan. Dasar skala stratigrafi modern dikembangkan pada paruh pertama abad ke-19 dan diadopsi pada tahun 1881 pada sesi II Kongres Geologi Internasional di Bologna. Kemudian skala stratigrafi dilengkapi dengan skala geokronologis.

Skala geokronologis– skala waktu geologi relatif, yang menunjukkan urutan dan subordinasi tahapan utama sejarah geologi bumi dan perkembangan kehidupan di dalamnya. Objek skala geokronologis adalah waktu geologis.

Skala waktu geologis (atau skala geokronometri) adalah rangkaian tanggal berurutan dari batas bawah satuan stratigrafi umum, dinyatakan dalam satuan waktu (biasanya jutaan tahun) dan dihitung menggunakan metode penanggalan absolut.

Objek peta geokronologis adalah pembagian geokronologis - interval waktu geologis di mana batuan yang membentuk pembagian stratigrafi tertentu terbentuk.

Semua satuan stratigrafi sesuai dengan satuan skala geokronologis.

Selain itu, hampir semua unit stratigrafi peringkat sistem eonotem memiliki nama internasional yang diterima secara umum dan seragam.

Satuan stratigrafi terbesar adalah akrotema dan eonotema. Acrotem Archean dan Proterozoikum digabungkan dengan nama "Prakambrium" (yaitu, lapisan batuan yang terakumulasi sebelum periode Kambrium - periode pertama Fanerozoikum) atau "kriptozoikum". Batas antara periode Prakambrium dan Fanerozoikum adalah munculnya sisa-sisa organisme kerangka di lapisan batuan. Pada masa Prakambrium, sisa-sisa organik jarang ditemukan karena jaringan lunak cepat rusak sebelum dapat dikuburkan. Istilah “cryptozoic” sendiri dibentuk dengan menggabungkan akar kata "crypto" - tersembunyi Dan "zoe" - kehidupan. Saat membagi strata Prakambrium menjadi unit stratigrafi pecahan, peran paling penting dimainkan oleh metode geokronologi isotop, karena sisa-sisa organik jarang atau tidak ada, sulit ditentukan dan, yang paling penting, tidak mengalami evolusi yang cepat (mikrofaunal tipe yang sama kompleks tetap tidak berubah selama periode waktu yang lama, yang tidak memungkinkan ketebalan diseksi menurut fitur ini).

Eonotema termasuk eratema. Eratema, atau kelompok- endapan terbentuk selama zaman; Durasi era pada Fanerozoikum adalah ratusan juta tahun pertama. Eratem mencerminkan tahapan utama dalam perkembangan Bumi dan dunia organik. Batasan antar erathem berhubungan dengan titik balik dalam sejarah perkembangan dunia organik. Dalam Fanerozoikum, tiga eratem dibedakan: Paleozoikum, Mesozoikum, dan Kenozoikum.

Eratem, pada gilirannya, memasukkan sistem dalam komposisinya. Sistem adalah endapan yang terbentuk selama periode; Durasi periodenya adalah puluhan juta tahun. Satu sistem berbeda dengan sistem lainnya dalam kompleks fauna dan flora pada tingkat superfamili, famili, dan genera. Dalam Fanerozoikum, 12 sistem dibedakan: Kambrium, Ordovisium, Silur, Devonian, Karbon (Carboniferous), Permian, Trias, Jurassic, Kapur, Paleogen, Neogen, dan Kuarter (Antropogen). Nama sebagian besar sistem berasal dari nama geografis wilayah tempat sistem tersebut pertama kali dipasang. Untuk setiap sistem pada peta geologi diadopsi warna tertentu yang bersifat internasional, dan indeks dibentuk oleh huruf awal nama latin sistem tersebut.

Departemen- bagian dari sistem yang sesuai dengan simpanan yang terbentuk selama satu zaman; Durasi zaman biasanya puluhan juta tahun pertama. Perbedaan antar departemen diwujudkan dalam perbedaan fauna dan flora pada tingkat genus atau kelompok. Nama departemen diberikan menurut posisinya dalam sistem: bawah, tengah, atas, atau hanya bawah dan atas; era masing-masing disebut awal, tengah, akhir.

Departemen ini dibagi menjadi beberapa tingkatan. Tingkat- endapan terbentuk selama abad; Durasi berabad-abad adalah beberapa juta tahun.

Seiring dengan pembagian utama skala stratigrafi dan geokronologis, pembagian regional dan lokal juga digunakan.

Ke unit stratigrafi regional termasuk cakrawala dan dada.

Cakrawala- pembagian regional utama skala stratigrafi, menyatukan sedimen pada umur yang sama, yang dicirikan oleh serangkaian ciri litologi dan paleontologi tertentu. Cakrawala diberi nama geografis yang sesuai dengan tempat di mana mereka terwakili dan dipelajari dengan baik. Setara geokronologisnya adalah waktu. Misalnya, cakrawala Khaprovsky, yang umum di pantai Teluk Taganrog di Laut Azov, sesuai dengan ketebalan pasir sungai yang terbentuk pada akhir periode Neogen. Stratotipe (bagian paling representatif dari cakrawala stratigrafi, yang merupakan standarnya) dari cakrawala ini terletak di stasiun. Khapra. Mari kita tambahkan bahwa istilah "cakrawala", yang digunakan tanpa nama geografis, dipahami sebagai lapisan atau kumpulan lapisan yang dibedakan berdasarkan ciri-ciri apa pun (paleontologi atau litologi), yaitu sebutan untuk penggunaan bebas.

Lona adalah bagian dari cakrawala yang dibedakan berdasarkan kompleksnya ciri-ciri fauna dan flora suatu wilayah tertentu, dan mencerminkan fase tertentu perkembangan dunia organik suatu wilayah tertentu. Nama rahim diberikan oleh spesies indeks. Persamaan geokronologis dari rahim adalah waktu.

Satuan stratigrafi lokal adalah lapisan batuan yang dibedakan berdasarkan sejumlah karakteristik, terutama berdasarkan komposisi litologi atau petrografi.

Kompleks- unit stratigrafi lokal terbesar. Kompleks ini memiliki ketebalan yang sangat besar, komposisi batuan yang kompleks yang terbentuk selama beberapa tahap besar dalam pengembangan wilayah tersebut. Kompleks tersebut diberi nama geografis berdasarkan ciri-ciri lokasi perkembangannya. Paling sering, kompleks diidentifikasi selama diseksi strata metamorf.

Seri mencakup lapisan batuan yang cukup tebal dan komposisinya kompleks yang memiliki beberapa ciri umum: kondisi pembentukan yang serupa, dominasi jenis batuan tertentu, tingkat deformasi dan metamorfisme yang serupa, dll. Rangkaian ini biasanya berhubungan dengan satu siklus besar perkembangan wilayah.

Unit utama dari satuan stratigrafi lokal mewakili adalah pengiring. Rombongan mewakili rangkaian batuan yang terbentuk dalam keadaan fisik-geografis tertentu dan menempati posisi stratigrafi tertentu pada bagian tersebut. Ciri-ciri utama formasi ini adalah adanya ciri-ciri litologi yang stabil di seluruh wilayah sebarannya dan batas-batas yang jelas. Formasi ini mendapatkan namanya dari lokasi geografis stratotipe.

Batas-batas satuan stratigrafi lokal seringkali tidak bertepatan dengan batas-batas satuan skala stratigrafi tunggal.

Saat bekerja sebagai ahli geologi, Anda sering kali harus menggunakan unit stratigrafi tambahan- ketebalan, anggota, lapisan, endapan, dll., biasanya dinamai berdasarkan ciri batuan, warna, ciri litologi atau sisa organik yang khas (strata batugamping, lapisan dengan Matra fabriana, dll.).

Komite Stratigrafi Internasional (ISC) memutuskan pada akhir tahun 2000 - pertimbangkan waktu sejak kuartal kedua tahun 2001 sebagai periode geologi baru dalam era Kenozoikum. Dalam hal ini, editor kami sudah mulai menerima pertanyaan:

Mengapa hal ini perlu?

Mengapa periode Kuarter begitu singkat - hanya 1-2 juta tahun (menurut berbagai perkiraan), sedangkan periode sebelumnya berlangsung puluhan juta tahun?

Periode apa yang disebut dan ditunjuk? (Yang sudah membaca tentang usulan nama periode mohon penjelasannya.)

Mengapa tepatnya dari kuartal kedua, dan bukan dari awal tahun tertentu?

Mari kita coba menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.

DALAM DAN. Vernadsky percaya bahwa aktivitas manusia menjadi faktor geologi yang kuat, sebanding dengan faktor alam. Validitas hal ini menjadi sangat jelas menjelang akhir abad ke-20. Pergerakan massa batuan yang sangat besar selama operasi penambangan dan intervensi buatan dalam rezim geokimia dan hidrogeologi kerak bumi memerlukan pertimbangan yang ketat terhadap semua dampak ini. Oleh karena itu, MSC memutuskan untuk mencatat keadaan kerak bumi pada suatu saat agar, sejak saat itu, mencatat perubahan-perubahannya akibat dampak teknogenik. Masuk akal untuk menjadikan momen ini sebagai awal tahun 2000 atau 2001, tetapi pada awal tahun 2000 mereka tidak punya waktu untuk membentuk gambaran yang jelas tentang keadaan lapisan tanah di planet ini secara keseluruhan, dan pada bulan September 2000 hal itu berubah. ternyata dokumentasi yang diperlukan belum tepat waktu untuk awal tahun 2001. Jadi awal kuartal kedua telah ditetapkan.

Menganalisis tabel geokronologi, Anda segera melihat bahwa durasi era dan periode secara bertahap berkurang seiring dengan semakin dekatnya kita saat ini. Mereka menulis tentang percepatan umum proses geologi, tetapi kemungkinan besar hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kita mengetahui lebih banyak tentang periode geologi selanjutnya, lebih banyak jejak yang tersisa, sehingga periodisasi dapat dilakukan dengan lebih detail. Adapun belakangan ini, campur tangan manusia memang telah mempercepat banyak proses.

Sebelumnya, dalam geologi, batuan beku dan metamorf dianggap primer, batuan sedimen dianggap sekunder. Ketika pada pertengahan abad ke-18. batuan sedimen yang lebih muda diisolasi, disebut tersier, termasuk Paleogen dan Neogen, yang sejak setengah abad yang lalu membentuk satu sistem tersier, yang terbentuk pada periode Tersier dengan nama yang sama. Pada tahun 1829, sedimen “termuda” diidentifikasi dan disebut Kuarter; Oleh karena itu, periode Kuarter juga diidentifikasi; nama keduanya adalah Antroposen, dalam bahasa Yunani melahirkan seseorang. Oleh karena itu, MSC tidak berlama-lama menderita dengan nama periode baru: tanpa basa-basi lagi, periode tersebut dinamakan lima kali lipat, atau teknologi(namun konotasinya sedikit berbeda di sini: bukan “melahirkan teknologi”, melainkan “lahir dari teknologi”). Periode Kuarter ditandai dengan simbol Q (Latin perempat- keempat). Mereka ingin menyebut yang berlipat lima dengan analogi quintus(kelima), tetapi mereka menyadarinya tepat pada waktunya: mereka harus melambangkannya dengan huruf Q yang sama, hanya saja, mungkin, dicoret, seperti P yang dicoret adalah Paleogen (agar tidak tertukar dengan Permian), the C yang dicoret adalah Kambrium (berlawanan dengan Karbon); Siapa pun yang pernah mengetik karakter ini di mesin tik, atau khususnya di komputer, pasti tahu betapa merepotkannya hal itu. Mereka memutuskan untuk tidak menggunakan bahasa Latin, tetapi bahasa Inggris atau Jerman sebagai dasar dan menetapkan periode F ( lima atau fu..nf), untungnya, ada preseden: periode Kapur ditandai dengan huruf K dari bahasa Jerman Kreide- kapur.

Kini semua negara bagian diwajibkan untuk menyerahkan laporan kepada MSC setiap 5 tahun mengenai volume pekerjaan penambangan yang dilakukan, tentang komposisi batuan, dalam jumlah berapa dan dari mana mereka dipindahkan, dan di mana mereka membentuk lapisan lima kali lipat. atau teknogenik, deposito. Dalam terminologi Rusia, hal inilah yang terjadi - teknogenik. Sedimen dan bentuk lahan yang dibentuk oleh manusia disebut antropogenik, dan sedimen serta bentuk yang terbentuk melalui proses apa pun selama periode Kuarter, atau Antropogenik, disebut antropogenik. Oleh karena itu, batuan yang terbentuk secara alami pada periode lima kali lipat, tanpa campur tangan manusia, juga dapat disebut teknogenik.

Singkatnya, keputusan yang sangat serius telah dibuat. Waktu akan menunjukkan seberapa efektif hasilnya.

Kemunculan Bumi dan tahap awal pembentukannya

Salah satu tugas penting ilmu pengetahuan alam modern di bidang ilmu kebumian adalah mengembalikan sejarah perkembangannya. Menurut konsep kosmogonik modern, Bumi terbentuk dari materi gas dan debu yang tersebar di tata surya protosolar. Salah satu varian kemunculan Bumi yang paling mungkin adalah sebagai berikut. Pertama, Matahari dan nebula sirkumsolar yang berputar dan pipih terbentuk dari awan gas dan debu antarbintang di bawah pengaruh, misalnya, ledakan supernova di dekatnya. Selanjutnya, evolusi Matahari dan nebula sirkumsolar terjadi dengan perpindahan momentum sudut dari Matahari ke planet-planet melalui metode elektromagnetik atau turbulen-konvektif. Selanjutnya, “plasma berdebu” mengembun menjadi cincin yang mengelilingi Matahari, dan bahan dari cincin tersebut membentuk apa yang disebut planetesimal, yang mengembun menjadi planet. Setelah itu, proses serupa terulang di sekitar planet, yang mengarah pada pembentukan satelit. Proses ini diyakini memakan waktu sekitar 100 juta tahun.

Diasumsikan bahwa selanjutnya, sebagai akibat dari diferensiasi materi bumi di bawah pengaruh medan gravitasi dan pemanasan radioaktif, cangkang bumi, yang berbeda dalam komposisi kimia, keadaan agregasi dan sifat fisik, muncul dan berkembang - geosfer bumi . Bahan yang lebih berat membentuk inti, kemungkinan terdiri dari besi yang dicampur dengan nikel dan belerang. Beberapa elemen yang lebih ringan tetap berada di dalam mantel. Menurut salah satu hipotesis, mantel terdiri dari oksida sederhana aluminium, besi, titanium, silikon, dll. Komposisi kerak bumi telah dibahas secara rinci di § 8.2. Ini terdiri dari silikat yang lebih ringan. Gas dan uap air yang lebih ringan pun membentuk atmosfer utama.

Seperti telah disebutkan, diasumsikan bahwa Bumi lahir dari sekelompok partikel padat dingin yang jatuh dari nebula gas-debu dan saling menempel di bawah pengaruh gaya tarik-menarik. Seiring pertumbuhan planet, ia memanas akibat tumbukan partikel-partikel ini, yang mencapai beberapa ratus kilometer, seperti asteroid modern, dan pelepasan panas tidak hanya oleh unsur-unsur radioaktif alami yang sekarang kita kenal di kerak bumi, tetapi juga oleh lebih banyak lagi. dari 10 isotop radioaktif AI, Be, yang telah punah sejak saat itu Cl, dll. Akibatnya, pencairan zat secara menyeluruh (di dalam inti) atau sebagian (di dalam mantel) dapat terjadi. Pada masa awal keberadaannya, hingga kurang lebih 3,8 miliar tahun, Bumi dan planet kebumian lainnya, serta Bulan, mengalami pemboman hebat oleh meteorit kecil dan besar. Konsekuensi dari pemboman ini dan tabrakan planetesimal sebelumnya dapat berupa pelepasan zat-zat yang mudah menguap dan awal pembentukan atmosfer sekunder, karena atmosfer primer, yang terdiri dari gas-gas yang ditangkap selama pembentukan Bumi, kemungkinan besar dengan cepat menghilang di atmosfer terluar. ruang angkasa. Beberapa saat kemudian, hidrosfer mulai terbentuk. Atmosfer dan hidrosfer yang terbentuk terisi kembali selama proses degassing mantel selama aktivitas gunung berapi.

Jatuhnya meteorit besar menciptakan kawah yang luas dan dalam, serupa dengan yang saat ini diamati di Bulan, Mars, dan Merkurius, yang jejaknya belum terhapus oleh perubahan selanjutnya. Kawah dapat memicu keluarnya magma dengan pembentukan medan basal yang serupa dengan yang menutupi “laut” bulan. Mungkin dengan cara inilah kerak bumi utama terbentuk, namun tidak terawetkan di permukaan modernnya, kecuali pecahan-pecahan yang relatif kecil di kerak tipe benua yang “lebih muda”.

Kerak ini, yang sudah mengandung granit dan gneis, meskipun kandungan silika dan potasiumnya lebih rendah dibandingkan granit “normal”, muncul sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu dan kita ketahui dari singkapan di dalam perisai kristal di hampir semua benua. . Metode pembentukan kerak benua tertua sebagian besar masih belum jelas. Dalam komposisi kerak ini, yang di mana-mana bermetamorfosis dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi, ditemukan batuan yang ciri teksturnya menunjukkan akumulasi di lingkungan perairan, yaitu. di era yang jauh ini hidrosfer sudah ada. Kemunculan kerak pertama, mirip dengan kerak modern, memerlukan pasokan silika, aluminium, dan alkali dalam jumlah besar dari mantel, sementara magmatisme mantel sekarang menciptakan volume batuan yang sangat terbatas yang diperkaya dengan unsur-unsur ini. Dipercaya bahwa 3,5 miliar tahun yang lalu, kerak gneiss abu-abu, dinamai berdasarkan jenis batuan utama penyusunnya, tersebar luas di seluruh wilayah benua modern. Di negara kita misalnya dikenal di Semenanjung Kola dan di Siberia, khususnya di daerah aliran sungai. Aldan.

Prinsip periodisasi sejarah geologi bumi

Peristiwa selanjutnya dalam waktu geologis sering kali ditentukan berdasarkan geokronologi relatif, kategori “kuno”, “muda”. Misalnya, suatu era lebih tua dari era lainnya. Segmen individu dari sejarah geologi disebut (dalam urutan durasi yang berkurang) zona, era, periode, zaman, abad. Identifikasi mereka didasarkan pada fakta bahwa peristiwa geologis tercetak di batuan, dan batuan sedimen dan vulkanogenik terletak di lapisan kerak bumi. Pada tahun 1669, N. Stenoi menetapkan hukum urutan perlapisan, yang menyatakan bahwa lapisan di bawah batuan sedimen lebih tua daripada lapisan di atasnya, yaitu. terbentuk di hadapan mereka. Berkat ini, menjadi mungkin untuk menentukan urutan relatif pembentukan lapisan, dan juga peristiwa geologi yang terkait dengannya.

Yang utama dalam geokronologi relatif adalah metode biostratigrafi, atau paleontologis, yang menentukan umur relatif dan urutan kemunculan batuan. Metode ini dikemukakan oleh W. Smith pada awal abad ke-19, kemudian dikembangkan oleh J. Cuvier dan A. Brongniard. Faktanya adalah di sebagian besar batuan sedimen Anda dapat menemukan sisa-sisa organisme hewan atau tumbuhan. JB Lamarck dan Charles Darwin menemukan bahwa organisme hewan dan tumbuhan sepanjang sejarah geologi secara bertahap membaik dalam perjuangan untuk bertahan hidup, beradaptasi dengan perubahan kondisi kehidupan. Beberapa organisme hewan dan tumbuhan mati pada tahap tertentu perkembangan bumi, dan digantikan oleh organisme lain yang lebih maju. Jadi, dari sisa-sisa nenek moyang yang hidup sebelumnya dan lebih primitif yang ditemukan di beberapa lapisan, kita dapat menilai umur lapisan ini yang relatif lebih kuno.

Metode lain pembagian batuan geokronologis, yang sangat penting untuk pembagian formasi batuan beku di dasar laut, didasarkan pada sifat kerentanan magnetik batuan dan mineral yang terbentuk di medan magnet bumi. Dengan perubahan orientasi batuan relatif terhadap medan magnet atau medan itu sendiri, sebagian dari magnetisasi “bawaan” dipertahankan, dan perubahan polaritas tercermin dalam perubahan orientasi magnetisasi sisa batuan. Saat ini, skala perubahan era tersebut telah ditetapkan.

Geokronologi absolut - studi tentang pengukuran waktu geologis yang dinyatakan dalam satuan astronomi absolut biasa(tahun) - menentukan waktu terjadinya, penyelesaian dan lamanya semua peristiwa geologi, terutama waktu pembentukan atau transformasi (metamorfisme) batuan dan mineral, karena umur peristiwa geologi ditentukan oleh umurnya. Metode utama di sini adalah menganalisis perbandingan zat radioaktif dan produk peluruhannya pada batuan yang terbentuk pada era yang berbeda.

Batuan tertua saat ini terdapat di Greenland Barat (berusia 3,8 miliar tahun). Usia terpanjang (4,1 - 4,2 miliar tahun) diperoleh dari zirkon dari Australia Barat, namun zirkon di sini terdapat dalam keadaan diendapkan kembali pada batupasir Mesozoikum. Mempertimbangkan gagasan tentang pembentukan simultan semua planet di Tata Surya dan Bulan serta usia meteorit paling kuno (4,5-4,6 miliar tahun) dan batuan bulan kuno (4,0-4,5 miliar tahun), usia meteorit Bumi diperkirakan berumur 4,6 miliar tahun

Pada tahun 1881, pada Kongres Geologi Internasional II di Bologna (Italia), pembagian utama gabungan stratigrafi (untuk memisahkan batuan sedimen berlapis) dan skala geokronologis disetujui. Menurut skala ini, sejarah bumi dibagi menjadi empat era sesuai dengan tahapan perkembangan dunia organik: 1) Archean, atau Archeozoic - era kehidupan purba; 2) Paleozoikum - era kehidupan purba; 3) Mesozoikum - era kehidupan paruh baya; 4) Kenozoikum - era kehidupan baru. Pada tahun 1887, era Proterozoikum dibedakan dari era Archean - era kehidupan primer. Kemudian skalanya ditingkatkan. Salah satu varian skala geokronologis modern disajikan pada Tabel. 8.1. Era Arkean dibagi menjadi dua bagian: awal (lebih tua dari 3500 juta tahun) dan Arkean akhir; Proterozoikum - juga menjadi dua: Proterozoikum awal dan akhir; yang terakhir membedakan periode Riphean (namanya berasal dari nama kuno Pegunungan Ural) dan periode Vendian. Zona Fanerozoikum terbagi menjadi era Paleozoikum, Mesozoikum, dan Kenozoikum dan terdiri dari 12 periode.

Tabel 8.1. Skala geokronologis

Tahapan utama evolusi kerak bumi

Mari kita perhatikan secara singkat tahapan-tahapan utama evolusi kerak bumi sebagai substrat lembam di mana keanekaragaman alam sekitarnya berkembang.

DI DALAMapxee Kerak yang masih cukup tipis dan plastis, di bawah pengaruh peregangan, mengalami banyak diskontinuitas di mana magma basaltik kembali mengalir ke permukaan, mengisi palung yang panjangnya ratusan kilometer dan lebarnya puluhan kilometer, yang dikenal sebagai sabuk batu hijau (nama ini berasal dari sabuk tersebut). metamorfisme suhu rendah sekis hijau yang dominan pada batuan basaltik). Selain basal, di antara lava di bagian bawah, bagian paling kuat dari sabuk ini, terdapat lava dengan kandungan magnesium tinggi, yang menunjukkan tingkat pencairan sebagian materi mantel yang sangat tinggi, yang menunjukkan aliran panas yang tinggi, jauh lebih tinggi daripada Hari ini. Perkembangan sabuk batu hijau terdiri dari perubahan jenis vulkanisme menuju peningkatan kandungan silikon dioksida (SiO 2), deformasi kompresi dan metamorfisme pemenuhan sedimen-vulkanogenik, dan terakhir, akumulasi sedimen klastik, menunjukkan terbentuknya daerah pegunungan.

Setelah perubahan beberapa generasi sabuk batu hijau, tahap Archean dalam evolusi kerak bumi berakhir 3,0 -2,5 miliar tahun yang lalu dengan pembentukan masif granit normal dengan dominasi K 2 O atas Na 2 O. Granitisasi, juga karena metamorfisme regional yang di beberapa tempat mencapai tingkat tertinggi menyebabkan terbentuknya kerak benua yang matang di sebagian besar wilayah benua modern. Namun kerak bumi ini juga ternyata kurang stabil: pada awal era Proterozoikum ia mengalami fragmentasi. Pada saat ini, jaringan patahan dan retakan planet muncul, diisi dengan tanggul (badan geologi berbentuk lempeng). Salah satunya, Great Dyke di Zimbabwe, memiliki panjang lebih dari 500 km dan lebar hingga 10 km. Selain itu, rifting muncul untuk pertama kalinya sehingga menimbulkan zona penurunan permukaan tanah, sedimentasi yang kuat, dan vulkanisme. Evolusi mereka mengarah pada penciptaan pada akhirnya Proterozoikum awal(2,0-1,7 miliar tahun lalu) sistem lipatan yang kembali menyatukan pecahan kerak benua Archean, yang difasilitasi oleh era baru pembentukan granit yang kuat.

Akibatnya, pada akhir Proterozoikum Awal (pergantian 1,7 miliar tahun yang lalu), kerak benua yang matang sudah ada di 60-80% wilayah sebaran modernnya. Selain itu, beberapa ilmuwan percaya bahwa pada pergantian ini seluruh kerak benua merupakan satu kesatuan - superbenua Megagaea (bumi besar), yang di sisi lain dunia ditentang oleh lautan - pendahulu Samudra Pasifik modern - Megathalassa ( laut besar). Lautan ini kurang dalam dibandingkan lautan modern, karena pertumbuhan volume hidrosfer akibat degassing mantel selama aktivitas vulkanik terus berlanjut sepanjang sejarah Bumi berikutnya, meskipun lebih lambat. Ada kemungkinan bahwa prototipe Megathalassa muncul lebih awal, di akhir zaman Archean.

Di Catarchean dan Archean awal, jejak kehidupan pertama muncul - bakteri dan alga, dan di Archean akhir, struktur berkapur alga - stromatolit - menyebar. Pada zaman Arkean Akhir, perubahan radikal dalam komposisi atmosfer dimulai, dan pada masa Proterozoikum Awal berakhir: di bawah pengaruh aktivitas tumbuhan, oksigen bebas muncul di dalamnya, sedangkan atmosfer Catarchean dan Arkean Awal terdiri dari uap air, CO 2 , CO, CH 4, N, NH 3 dan H 2 S dengan campuran HC1, HF dan gas inert.

Pada Proterozoikum Akhir(1,7-0,6 miliar tahun yang lalu) Megagaia mulai terpecah secara bertahap, dan proses ini meningkat tajam pada akhir Proterozoikum. Jejaknya merupakan sistem keretakan benua yang terkubur di dasar lapisan sedimen platform kuno. Hasil terpentingnya adalah pembentukan sabuk bergerak antarbenua yang luas - Atlantik Utara, Mediterania, Ural-Okhotsk, yang memisahkan benua Amerika Utara, Eropa Timur, Asia Timur dan fragmen terbesar Megagaea - benua super selatan Gondwana. Bagian tengah sabuk ini berkembang pada kerak samudera yang baru terbentuk selama proses rifting, yaitu. sabuknya mewakili cekungan laut. Kedalamannya secara bertahap meningkat seiring dengan pertumbuhan hidrosfer. Pada saat yang sama, sabuk bergerak berkembang di sepanjang pinggiran Samudra Pasifik, yang kedalamannya juga meningkat. Kondisi iklim menjadi lebih kontras, sebagaimana dibuktikan dengan munculnya, terutama pada akhir Proterozoikum, endapan glasial (tillite, morain purba, dan sedimen fluvio-glasial).

Tahap Paleozoikum Evolusi kerak bumi ditandai dengan perkembangan intensif sabuk bergerak - batas antarbenua dan benua (yang terakhir berada di pinggiran Samudra Pasifik). Sabuk ini dibagi menjadi laut marginal dan busur pulau, strata sedimen-vulkanogeniknya mengalami gaya dorong lipat yang kompleks dan kemudian deformasi sesar normal, granit diintrusi ke dalamnya dan sistem pegunungan terlipat terbentuk atas dasar ini. Proses ini tidak merata. Ini membedakan sejumlah zaman tektonik yang intens dan magmatisme granit: Baikal - di akhir Proterozoikum, Salair (dari punggung bukit Salair di Siberia Tengah) - di akhir Kambrium, Takovsky (dari Pegunungan Takovsky di AS bagian timur ) - di akhir Ordovisium, Kaledonia ( dari nama Romawi kuno untuk Skotlandia) - di akhir Silur, Acadian (Acadia adalah nama kuno negara bagian timur laut AS) - di tengah Devonian, Sudeten - di akhir Zaman Karbon Awal, Saale (dari Sungai Saale di Jerman) - di tengah Permian Awal. Tiga era tektonik pertama Paleozoikum sering digabungkan menjadi era tektogenesis Kaledonia, tiga era terakhir - menjadi era Hercynian atau Variscan. Pada masing-masing zaman tektonik yang terdaftar, bagian-bagian tertentu dari sabuk bergerak berubah menjadi struktur pegunungan yang terlipat, dan setelah kehancuran (penggundulan) menjadi bagian dari fondasi platform muda. Namun beberapa di antaranya sebagian mengalami aktivasi pada era pembangunan gunung berikutnya.

Pada akhir Paleozoikum, sabuk bergerak antarbenua tertutup sepenuhnya dan diisi dengan sistem terlipat. Akibat melenyapnya sabuk Atlantik Utara, benua Amerika Utara menyatu dengan benua Eropa Timur, dan benua Eropa Timur (setelah selesainya pengembangan sabuk Ural-Okhotsk) dengan benua Siberia, dan benua Siberia dengan yang Cina-Korea. Akibatnya, superbenua Laurasia terbentuk, dan kematian bagian barat sabuk Mediterania menyebabkan penyatuannya dengan superbenua selatan - Gondwana - menjadi satu blok benua - Pangaea. Pada akhir Paleozoikum - awal Mesozoikum, bagian timur sabuk Mediterania berubah menjadi teluk besar di Samudra Pasifik, di sepanjang pinggirannya juga terdapat struktur pegunungan yang terlipat.

Dengan latar belakang perubahan struktur dan topografi bumi tersebut, perkembangan kehidupan terus berlanjut. Hewan pertama muncul pada akhir Proterozoikum, dan pada awal Fanerozoikum, hampir semua jenis invertebrata ada, tetapi mereka masih tidak memiliki cangkang atau cangkang, yang telah dikenal sejak Kambrium. Pada zaman Silur (atau sudah pada zaman Ordovisium), tumbuh-tumbuhan mulai muncul di daratan, dan pada akhir zaman Devonian, terdapat hutan, yang paling tersebar luas pada periode Karbon. Ikan muncul di Silurian, amfibi - di Karbon.

Era Mesozoikum dan Kenozoikum - tahap besar terakhir dalam perkembangan struktur kerak bumi, yang ditandai dengan terbentuknya lautan modern dan terpisahnya benua modern. Pada tahap awal Trias, Pangaea masih ada, namun pada awal periode Jurassic kembali terpecah menjadi Laurasia dan Gondwana akibat munculnya garis lintang Samudera Tethys yang membentang dari Amerika Tengah hingga Indochina dan Indonesia, dan pada bagian barat dan timur berhubungan dengan Samudera Pasifik (Gambar 8.6); lautan ini termasuk Atlantik Tengah. Dari sini, pada akhir Jurassic, proses penyebaran benua menyebar ke utara, menciptakan Atlantik Utara selama Kapur dan Paleogen awal, dan mulai dari Paleogen - cekungan Eurasia di Samudra Arktik (cekungan Amerasia muncul lebih awal sebagai bagian dari Samudera Pasifik). Akibatnya Amerika Utara terpisah dari Eurasia. Pada periode Jurassic Akhir, pembentukan Samudra Hindia dimulai, dan sejak awal periode Kapur, Atlantik Selatan mulai terbuka dari selatan. Hal ini menandai dimulainya keruntuhan Gondwana, yang berdiri sebagai satu kesatuan sepanjang Paleozoikum. Pada akhir Zaman Kapur, Atlantik Utara bergabung dengan Atlantik Selatan, memisahkan Afrika dari Amerika Selatan. Pada saat yang sama, Australia terpisah dari Antartika, dan pada akhir Paleogen, Antartika terpisah dari Amerika Selatan.

Jadi, pada akhir Paleogen, semua lautan modern terbentuk, semua benua modern menjadi terisolasi, dan penampakan Bumi memperoleh bentuk yang pada dasarnya mirip dengan yang sekarang. Namun, belum ada sistem pegunungan modern.

Pembangunan gunung yang intensif dimulai pada akhir Paleogen (40 juta tahun yang lalu), yang mencapai puncaknya pada 5 juta tahun terakhir. Tahap pembentukan struktur pegunungan penutup lipatan muda dan pembentukan pegunungan blok melengkung yang dihidupkan kembali diidentifikasi sebagai neotektonik. Faktanya, tahap neotektonik merupakan subtahap dari tahap perkembangan bumi Mesozoikum-Kenozoikum, karena pada tahap inilah ciri-ciri utama relief bumi modern mulai terbentuk, dimulai dengan sebaran lautan dan benua.

Pada tahap ini pembentukan ciri-ciri utama fauna dan flora modern telah selesai. Era Mesozoikum adalah era reptilia, mamalia menjadi dominan pada zaman Kenozoikum, dan manusia muncul pada akhir Pliosen. Pada akhir Kapur Awal, angiospermae muncul dan daratan memperoleh tutupan rumput. Pada akhir Neogen dan Antroposen, garis lintang tinggi di kedua belahan bumi ditutupi oleh glasiasi benua yang kuat, yang peninggalannya adalah lapisan es Antartika dan Greenland. Ini adalah glasiasi besar ketiga pada zaman Fanerozoikum: yang pertama terjadi pada zaman Ordovisium Akhir, yang kedua pada akhir zaman Karbon - awal zaman Permian; keduanya didistribusikan di Gondwana.

PERTANYAAN UNTUK PENGENDALIAN DIRI

Apa itu spheroid, ellipsoid, dan geoid? Apa parameter ellipsoid yang diadopsi di negara kita? Mengapa itu diperlukan?

Bagaimana struktur internal bumi? Atas dasar apa kesimpulan dibuat tentang strukturnya?

Apa parameter fisik utama bumi dan bagaimana perubahannya seiring dengan kedalaman?

Bagaimana komposisi kimia dan mineralogi bumi? Atas dasar apa kesimpulan dibuat tentang komposisi kimia seluruh bumi dan kerak bumi?

Apa jenis utama kerak bumi yang saat ini dibedakan?

Apa itu hidrosfer? Bagaimana siklus air di alam? Apa proses utama yang terjadi di hidrosfer dan unsur-unsurnya?

Apa itu atmosfer? Apa strukturnya? Proses apa yang terjadi dalam batas-batasnya? Apa itu cuaca dan iklim?

Definisikan proses endogen. Proses endogen apa yang Anda ketahui? Jelaskan secara singkat.

Apa inti dari lempeng tektonik? Apa ketentuan utamanya?

10. Mendefinisikan proses eksogen. Apa inti utama dari proses ini? Proses endogen apa yang Anda ketahui? Jelaskan secara singkat.

11. Bagaimana proses endogen dan eksogen berinteraksi? Apa hasil interaksi dari proses-proses ini? Apa inti dari teori V. Davis dan V. Penk?

Apa gagasan modern tentang asal usul bumi? Bagaimana awal pembentukannya sebagai planet?

Apa dasar periodisasi sejarah geologi bumi?

14. Bagaimana kerak bumi berkembang pada masa lalu geologis bumi? Apa saja tahapan utama perkembangan kerak bumi?

LITERATUR

Allison A., Palmer D. Geologi. Ilmu tentang Bumi yang selalu berubah. M., 1984.

Budyko M.I. Iklim di masa lalu dan masa depan. L., 1980.

Vernadsky V.I. Pemikiran ilmiah sebagai fenomena planet. M., 1991.

Gavrilov V.P. Perjalanan ke masa lalu Bumi. M., 1987.

Kamus Geologi. T.1, 2.M., 1978.

GorodnitskyA. M., Zonenshain L.P., Mirlin E.G. Rekonstruksi posisi benua pada zaman Fanerozoikum. M., 1978.

7. Davydov L.K., Dmitrieva A.A., Konkina N.G. Hidrologi umum. L., 1973.

Geomorfologi Dinamis /Ed. G.S. Ananyeva, Yu.G. Simonova, A.I. Spiridonova. M., 1992.

Davis W.M. Esai geomorfologi. M., 1962.

10. Bumi. Pengantar geologi umum. M., 1974.

11. Klimatologi / Ed. O.A. Drozdova, N.V. Kobysheva. L., 1989.

Koronovsky N.V., Yakusheva A.F. Dasar-dasar Geologi. M., 1991.

Leontyev O.K., Rychagov G.I. Geomorfologi umum. M., 1988.

Lvovich M.I. Air dan kehidupan. M., 1986.

Makkaveev N.I., Chalov P.S. Proses saluran. M., 1986.

Mikhailov V.N., Dobrovolsky A.D. Hidrologi umum. M., 1991.

Monin A.S. Pengantar teori iklim. L., 1982.

Monin A.S. Sejarah Bumi. M., 1977.

Neklyukova N.P., Dushina I.V., Rakovskaya E.M. dan sebagainya. Geografi. M., 2001.

Nemkov G.I. dan sebagainya. Geologi sejarah. M., 1974.

Pemandangan yang bermasalah. M., 1981.

Geologi umum dan lapangan / Ed. SEBUAH. Pavlova. L., 1991.

Penk V. Analisis morfologi. M., 1961.

Perelman A.I. Geokimia.

M., 1989. Poltaraus B.V., Kisloe A.B.

Klimatologi. M., 1986.

26. Masalah Geomorfologi Teoritis / Ed. LG Nikiforova, Yu.G. Simonova. M., 1999. Saukov A.A.

Geokimia. M., 1977.

Sorokhtin O.G., Ushakov S.A. Evolusi global Bumi. M., 1991.

Ushakov S.A., Yasamanov N.A. Pergeseran benua dan iklim bumi. M., 1984.

Khain V.E., Lomte M.G. Geotektonik dengan dasar-dasar geodinamika. M., 1995.

Khain V.E., Ryabuhin A.G. Sejarah dan metodologi ilmu geologi. M., 1997.

Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologi dan klimatologi. M., 1994.

Fungsi ekologi litosfer / Ed. V.T. Trofimova. M., 2000.

Yakusheva A.F., Khain V.E., Slavin V.I. Geologi umum. M., 1988.