Историческая геология Презентацию выполнила: Камалова Регина, 302

Содержание: Тема I. Геохронология Тема II. Принципы исторической геологии Тема III. Развитие исторической геологии Тема IV. Современная геология. Геология прошлых лет Тема V. Сферы Земли Тема VI. Материки. Древние и современные.

Геохронология В развитии геохронологии выделяются два весьма различающихся способа подхода к решению задачи, широко используемых до настоящего времени: 1. Методы определения относительного возраста геологических образований; 2. Методы абсолютной геохронологии. Рис.1 Геохронологическая шкала, изображённая в виде спирали

Относительный возраст горных пород Палеонтологический метод Научный геохронологический метод, определяющий последовательность и дату этапов развития земной коры и органического мира, возник в конце XVIII в., когда английский геолог Смит в 1799 г. обнаружил, что в слоях одинакового возраста всегда содержатся ископаемые одних и тех же видов. Он также показал, что остатки древних животных и растений размещены (с увеличением глубины) в одном и том же порядке, хотя расстояния между местами, где они обнаружены, очень большие.

Абсолютный возраст горных пород Термин «абсолютный» считается устаревшим. Название метода условное, приведено только как антоним заголовку предыдущего раздела. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология, прикладная геохронология, изотопная геохронология, например геохронология по данным абсолютного возраста, радиометрическое датирование и др. Все эти синонимы не определяют сущность геохронологии, а косвенно отражают только методы проведения исследований. В основе метода лежит явление самопроизвольного радиоактивного распада, который по Резерфорду и Содди (1903 г.) протекает по закону, описывающему ход мономолекулярной реакции. В результате из материнского радиоактивного изотопа j R образуется радиогенный изотоп дочернего элемента i D где i D r современная измеренные концентрация дочернего радиогенного изотопа, j R o современные измеренные концентрации материнского изотопа. λ r постоянная распада атома j R.

Масштабные диаграммы геохронологической шкалы Представлены три хронограммы, отражающие разные этапы истории земли в различном масштабе. 1. Верхняя диаграмма охватывает всю историю земли; 2. Вторая фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни; 3. Нижняя кайнозой, период времени после вымирания динозавров.

Принципы исторической геологии Основные принципы геологии Геология наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.

Принцип неполноты геологической летописи Чарльз Дарвин установил самый главный принцип - принцип неполноты геологической летописи (вся совокупность горных пород, доступных для изучения человеком на Земле). Геологическая летопись является неполной, и многие исторические этапы развития планеты не зафиксированы в виде горных пород.

Принцип Гресли Принцип фациальной дифференциации одновозрастных осадочных толщ. Толщи одного и того же возраста могут отличаться по облику, в зависимости от условий, в которых они формировались. В одно и то же время формируется целый фациальный ряд осадков.

Принцип Н. А. Головкинского В основе принципа лежит положение о разновременности обра- зования литологически однородных слоев, установленное впервые Н.А. Головкинским (1868) в результате изучения пермской формации Камско-Волжского бассейна. Как вывод из своих исследований Н.А.Головкинский указал на необходимость различения понятий о хронологическом, стратигра-фическом, петрографическом и палеонтологическом горизонтах.

Интрузивные взаимоотношения Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.

Секущие взаимоотношения Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они.

Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.

Принцип актуализма Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее ключ к прошлому». Рис.2 Ископаемая русловая гряда

Принцип актуализма Теория актуализма (или униформизма) есть принцип равнозначности процессов и утверждает, что геологические процессы, которые мы можем наблюдать в настоящее время являются такими же, которые происходили и в отдалённые по времени геологические эпохи. Если, к примеру, в ископаемых слоях обнаруживаются окаменевшие русловые гряды, которые схожи с теми, что образуются в настоящее время или в недалёком прошлом (рецентные), то это означает, что появились они вследствие одинаковых геологических процессов. Эти идеи были впервые изложены в 1795 году шотландским геологом Джеймсом Хаттоном в его работе «Теория Земли» и позднее развиты Чарлзом Лайелем в главном труде учёного «Принципы геологии» (1830 год).

Принцип суперпозиции Принцип суперпозиции заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют в порядке их образования, породы залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу древнее.

Принцип финальной сукцессии Принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы при условии сходных процессов формирования горных пород.

Развитие исторической геологии

Дилювианизм I. Конец 17 века - делаются попытки обобщить далеко ещё не достаточные знания в некоторую общую теорию Земли, при полном отсутствии удовлетворительной для этого методической основы. Большинство учёных конца 17 - начала 18 веков придерживалось представления о существовании в истории Земли всемирного потопа, в результате которого образовались осадочные породы и содержащиеся в них окаменелости.. Эти воззрения, получившие название дилювианизма, разделяли английские естествоиспытатели Р. Гук (1688), Дж. Рей (1692), Дж. Вудворд (1695), швейцарский учёный И. Я. Шёйкцер (1708) и др.

II. Вторая половина XVIII века – разработка элементарных приёмов наблюдения и накопления фактического материала. Исследования сводились главным образом к описанию свойств и условий залегания горных пород. Но уже тогда появлялись попытки объяснить генезис горных пород и вникнуть в суть процессов, происходящих как на поверхности Земли, так и в её недрах.

III. Середина XVIII века - века появляются геологические карты (точнее, литолого- петрографические), сначала небольших участков, а затем и крупных территорий. На этих картах показывался состав горных пород, но не указывался возраст. В России первой "геогностической" картой была карта Восточного Забайкалья, составленная в Д. Лебедевым и М. Ивановым.

IV. Конец XVIII – начало XIX века - Рождение геологии как науки. Устанавливается возможность разделять слои земной коры по возрасту на основании сохранившихся в них остатков древней фауны и флоры. Позднее это позволило обобщить и систематизировать разрозненные ранее минералогические и палеонтологические данные, сделало возможным построение геохронологической шкалы и создание геологических реконструкций.

Абраам Готлоб Вернер ошибочно полагал, что первичные горные породы (базальт) образованы действием вод первобытного океана, тогда как вулканическая активность приписывалась им горению каменного угля. Впервые применил иерархическую стратиграфическую классификацию.

английский учёный У. Смит составил "шкалу осадочных образований Англии« составил первую геологическую карту Англии.

Эволюционное учение Чарльза Дарвина - дало прочную методологическую базу для детального расчленения по возрасту осадочной оболочки Земли путём изучения филогенетических изменений отдельных групп ископаемых животных и растений. Установил самый главный принцип – принцип неполноты геологической летописи.

Вторая половина XIX века: Американский геолог Дж. Дана выделил архейскую группу отложений, первоначально охватывавшую весь докембрий Швейцарский геолог А. Грессли впервые предложил все породы, образовавшиеся в одинаковых условиях, объединять под названием "фации". Учение о фациях разрабатывалось русским геологом Н. А. Головкинским. появляются первые представления о существовании особо подвижных поясов земной коры - геосинклиналей Французский геолог М. Бертран и австрийский геолог Э. Зюсс для территории Европы выделили разновозрастные эпохи складчатости (каледонская, герцинская и альпийская). XX век - развивается геология дна морей и океанов, производится геологическая съемка.

Современная геология. Геология прошлых лет Геология, как наука прошла большой серьёзный путь в своём развитии. До XVIII века геология являлась отделом минералогии (пассивное описание минералов и пород), или физической географии. Основной задачей этой науки считалось разъяснение вопроса по происхождению земли. Геология, как наука в понимании, близком к современному, оформилась в конце XVIII века, когда разрозненный запас геологических сведений был систематизирован в России М. Ломоносовым, в Германии А. Вернером и другими. Термин «геология» был введен в 1657 г. ученым Эмольтом.

Геология как самостоятельная ветвь естествознания начала складываться во 2-й половине 18 века, когда под влиянием нарождающейся крупной промышленности стали быстро расти потребности общества в ископаемом минеральном сырье и в связи с этим возрос интерес к изучению недр. Этот период истории геологии характеризовался разработкой элементарных приёмов наблюдения и накопления фактического материала. Исследования сводились главным образом к описанию свойств и условий залегания горных пород. Но уже тогда появлялись попытки объяснить генезис горных пород и вникнуть в суть процессов, происходящих как на поверхности Земли, так и в её недрах.

ДВА ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В последнее десятилетие определились два главных направления исследований в науках о Земле - глубинная геодинамика и ранняя история Земли. В задачу глубинной геодинамики входит изучение физических и химических процессов, протекающих в недрах Земли ниже уровня 400 км, т.е. границы собственно верхней мантии, образующей вместе с корой тектоносферу - основную область проявления тектоники плит. Для решения этой задачи в настояшее время применяются три метода: сейсмическая томография, экспериментальная минералогия и математическое моделирование.

Схема глобальной тектоники (по С. Маруяма и др., 1994). Выделяются три главные геосферы с различно протекающими в них процессами: ядро, нижняя мантия и верхняя мантия с корой, объединяемая в тектоносферу. Стрелками показано движение вещества.

Модель основного тепломассопереноса в современной Земле (по С. Маруяма и др., 1994)

1.Поиски и освоение невидимых с поверхности ("слепых", или "скрытых") месторождений 2.Изучение земной коры и верхней мантии геофизическими методами 3.Изучение метаморфических и магматических образований, их состава, строения и условий образования 4.Бурение сверхглубоких скважин 5.Исследование докембрийских толщ с позиций стратиграфии, тектоники, минералогии, петрографии и размещения в них полезных ископаемых 6.Изучение геологии дна морей и океанов (71% всей поверхности Земли) 7.Детальное изучение подземного тепла как возможного энергетического ресурса будущего 8.Исследование эволюции внутренних и внешних геологических процессов, определяющих закономерности распространения минеральных ресурсов. 9.Сравнительное изучение Земли и других планет Основные задачи геологии

Сферы Земли Атмосфера Гидросфера Биосфера Литосфера

Атмосфера Атмосферавнешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняяна высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).

Гидросфера Гидросфера занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности от 3 до 32 °С, плотность около 1. Солнечный свет проникает на глубину 200 м, а ультрафиолетовые лучи на глубину до 800 м.

Биосфера Биосфера, или сфера жизни, сливается с атмосферой, гидросферой и литосферой. Ее верхняя граница достигает верхних слоев тропосферы, нижняя проходит по дну океанских впадин. Биосфера подразделяется на сферу растений (свыше видов) и сферу животных (свыше видов).

Литосфера Литосферакаменная оболочка Земли толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды2200 м, Азии960 м, Африки 750 м, Северной Америки 720 м, Южной Америки 590 м, Европы 340 м, Австралии 340 м.

Материки. Древние и современные. Кембрийский период: На месте Северной Америки и Гренландии - материк Лавренция. Южнее - Бразильский материк. Африканский материк включал Африку, Мадагаскар и Аравию. Севернее располагался Русский материк. К востоку от Русского материка располагался Сибирский материк Ангарида.

Материки. Древние и современные. Ордовикский период В начале палеозоя ( млн лет назад) в Северном полушарии из древних платформ Русской, Сибирской, Китайской и Северо- Американской сложился единый материк Лавразия. Южный материк Гондвана (Индостанская, Африканская, Южно-Американская, Антарктическая платформы, а также Аравия и Австралия) Лавразия отделялась от Гондваны морем (геосинклиналью) Тетис.