Галактические циклы в истории геосферы и биосферы Гаршин И.К. Новороссийск, 2013 igor@garshin.ru. - презентация

1 Галактические циклы в истории геосферы и биосферы Гаршин И.К. Новороссийск, 2013

2 Космические причины ключевых геологических событий Давно замечено, что периодические процессы и ключевые события истории Земли часто имеют космические причины. Миланкович [2] связал изменения климата в межледниковьях последнего миллиона лет с колебаниями оси и орбиты Земли. Другие ученые обнаружили связь различных геологических мегациклов с периодом обращения Солнечной системы [1, 14] вокруг центра Галактики (галактическим годом), предложив этому свои объяснения [5]. В настоящей работе предпринято цикло стратиграфическое исследование геохронологической шкалы и геологических циклов для выявления возможных взаимосвязей и их причин. Главным результатом работы стала шкала геологического времени, основанная на циклах Уилсона и Бертрана, синхронизированных с галактическими годами.

3 Кратность геологических периодов Для упрощения было принято, что галактический год (далее – гала цикл) равен примерно 200 млн. лет. Большинство эонов, эр и докембюрийских периодов оказались кратны этой величине: – мезозой – 185 млн. лет (около 1 гала цикла); – палеозой с эдиакарием – 385 млн. лет (около 2 гала циклов); – неопротерозой без эдиакария – 365 млн. лет (почти 2 гала цикла); – мезопротерозой – 600 млн. лет (3 гала цикла); – палеопротерозой – 900 млн. лет (4–5 гала циклов); – неоархей – 300 млн. лет (2–3 гала цикла); – мезоархей – 400 млн. лет (2 гала цикла); – палеоархей – 400 млн. лет (2 гала цикла); – эоархей – 400 млн. лет (2 гала цикла); – катархей млн. лет (3 гала цикла). Геологическая история ряда планет также согласуется с галактическими годами.

4 Геохронология планет земной группы Земля ЛунаМеркуюрий Марс Гал. года Эоны Эры Нач.Пер.Нач.Эры Нач.Эпохи Нач. Фанерозой с эдиакарием (635) 635 Коперни- ковский (1100) 1100 Койперская (1000) 1000 Амазо- нии- ская ( ) ,23, 21,22 Проте- розой (1958) Неопроте- розой без эдиакария , 20 Мезопро- терозой 1600 Эратосфе- невский (2100) 3200 Мансурская (~2000) ,17,18 Палеопро- терозой ,13, 14,15 Архей (1500) Неоархей , 11 Мезоархей , 9 Палео- архей 3600 Имбюрийский (650): Позднеимбр. / Архимед.(3800) Раннеимбр./ Апенни-нская (3850) 3200 Поздняя калорская (~800) 3800 Геспе- юрий- ская ( ) 37006, 7 Эоархей 3800 Ноачи- андская (400) Нектарский/Пто- лемеевский (70) 3920 Калорская (60) Толстовская(40)

5 Геохронология планет (продолжение) Земля ЛунаМеркуюрий МарсГал. года Эоны Эр ы Нач.Пер.Нач.Эры Нач.Эпохи Нач. Катархей (600) 4600 Донектарский парховский(613): Эра 9 гр. басс. ( ). Криптийск. ( ) 4533 Дотолст овская ( ) 4500 Доноа- чиандская (400-00) , 2, 3

6 Кратность геологических процессов Кроме того, были проанализированы следующие геологические процессы и события: распад и образование материков (геодинамический цикл Уилсона); смены эпох горообразования (цикл Бертрана); наступление и окончание ледниковых эпох; колебания уровня Мирового океана; расцвет и вымирание биологических видов; падение очень крупных метеоритов; ритмы осадконакопления, нефтеобразования и другие. Выяснилось, что все эти ритмы кратны галактическому году.

7 Тектоника древних континентов (супер континентальный цикл Уилсона) Разные авторы [10, 15, 16, 17] предлагают различный состав сверх материков, но у всех, в среднем, длительность супер континентального цикла – около 800 млн. лет. Причём, в полуцикле (примерно через 400 млн. лет) образуются непродолжительные сверх материки: В.Е. Хаин, Н.А.Божко О.Г.Сорохтин, С.А. Ушаков В.Е. Хаин, Н.А.Ясаманов Н.А. Божко Современная концепция Габду -ллин Авторская концепция 1 Пангея 230±10 Пангея 435– Пангея 360– Пангея 300– Паннотия Мезогея Пангея Мезогея 1000±70 Палеогея 1080– Родиния 1050– Палеогея 1100– *1375 Эогея Пангея Мегагея 1800±100 Мегагея 1725– Колумбия 1800– Мегагея 1900– Протогея *2125Протогея Пангея Моногея 2600± Кенорленд 2800– Моногея 2700– Прогея 3015– Ур 3000 Прогея Археогея 3660–3445 *3400 Ваальбара 3600–2800 Археогея 3500– *3795 Дейтерогея *4190 Матригея 4300

8 Тектономагматические эпохи (циклы Бертрана) В истории Земли выделяются около 20 тектономагматических эпох [7],: альпийская: 50–0 млн. лет – через 210 млн. лет после начала герцинской; киммеюрийская: 90–50 млн. лет; герцинская: 260–90 млн. лет – через 390 млн. лет после начала кадомской; каледонская: 410–260 млн. лет; салаирская: 520–410 млн. лет; кадомская : млн. лет – через 210 млн. лет от начала делийской; делийская: 860–650 млн. лет – через 230 млн. лет от начала гренвильской; байкальская: 930–860 млн. лет; гренвильская: 1090–930 млн. лет – через 400 млн. лет от нач. лаксфордской; эльсонская: 1,21–1,09 млрд. лет; готская: 1360–1210 млн. лет; лаксфордская: 1,49–1,36 млрд. лет – через 180 млн. лет после начала курганской; гаронская: 1,67–1,49 млрд. лет – через 160 млн. лет начала гудзонской; гудзонская: 1,83–1,67 млрд. л. – через 400 млн. лет от начала карельской

9 Тектономагматические эпохи (продолжение) балтийская: 1,98–1,83 млрд. лет; карельская: 2,23–1,98 млрд. лет – через 270 млн. лет после начала альгонкской; альгонкская: 2,5–2,23 млрд. лет – через 200 млн. лет после начала беломорской; беломорская: 2,7–2,5 млрд. лет – через 350 млн. лет после начала кольской; кольская: 3,05–2,7 млрд. лет – через 450 млн. лет после начала белозёрской; белозерская: 3,5–3,05 млрд. лет. Всего за 3,45 млрд. лет произошло 19 циклов тектогенеза (кроме альпийского - он только начался) – в среднем, 1 за 182 млн. лет. Краткий киммеюрийский тектогенез является, вероятно, продолжением герцинского – в сумме 210 млн. лет. Длительность 2 самых древних эпох (кольская – 350, белозёрская – 450 млн. лет) составляет около 2 галактических лет. Возможно, каждая из них, на самом деле, состояла из 2 эпох. Итак, периодичность тектогенеза примерно равна галактическому году или кратна ему

10 Древние оледенения на Земле За последнии 1 млрд. лет на Земле было 6 пиков похолодании и 5 межледниковый [3, , 17]. Т.е., в среднем, оледенения повторялись каждые 200 млн. лет.

11 Криоэры и термоэры (продолжение) Ледниковые эпохи группируются в ледниковые эры (гляциоэры, или крио эры), между которыми наступают тёплые эпохи – термоэры: Лавразийская – началась 30 млн. лет назад. Термоэра - около 200 млн. лет. Гондвандская с ордовикским - около 200 млн. лет. Термоэра - около 200 млн. лет. Африкандская – чуть больше 400 млн. лет. Интервал 1,7 млрд. лет (крио эры неизвестны). Канадская – 2 по 200 млн. лет. Т.о., гляциоэры имеют длительность 200–400 млн. лет а термоэры – 150–250 млн. лет – каждая около 200 млн. лет (или кратна этому).

12 Трансгрессии и регрессии Мирового океана Как правило [4], в термоэры уровень моря повышается, в крио эры – понижается: Видно, что за 800 млн. лет было 4 трансгрессии – в среднем, раз в 200 млн. лет.

13 Биологические катастрофы (фанерозой) За последние 500 млн. лет произошло 6 крупных био катастроф [6,9,10,18] Заметим, что меловая био катастрофа произошла через 196 млн. лет после пермской. Пермская – через 186 млн. лет после ордовикской. Ордовикская – примерно через 200 млн. лет после вендской (если она пришлась на середину варангского оледенения).

14 Биологические катастрофы (докембюрий) Из докембюрийских известны не менее 4 значительных био кризисов в протерозое [12]: Они появляются как спады строматолитов – цианобактериальных матов. От вендской катастрофы до 3-го спада строматолитов –приблизительно 200 млн. лет. Между спадами строматолитов – 700–900 млн. лет. Вывод: среднии интервал между кризисами биоценоза – около 200 млн. лет (или кратен этому).

15 Падения сверхбольших метеоритов Из анализа времени образования 24 крупнейших метеоритных кратеров [6, 14] видно, что Земля испытывает не только эпизодические столкновения с крупными болидами, но и их "сеюрийные нападения" (0,78; 34–37; 65–70; 251; 470; 1900–2000; 2400–2500; 3240 млн. лет назад). Результатами таких массированных атак являются, как правило: 1)биотические кризисы (30, 65, 210, 251, 364, 450, 2400 млн. лет назад); 2)резкие похолодания (34, 460, 2500) 3)или тектонические события (49, 251, 1980, 3240 млн. лет назад).

16 События на границах гала циклов Распределив все проанализированные циклы и события по геологическим эрам, обнаружилось, что на границах гала циклов происходили катастрофные события в истории Земли: обширные оледенения (30% совпадении по известным данным) и/или падение крупных болидов (минимум 40% совпадении). Болиды могли быть внесолнечныого происхождения, а их удары нередко носили сеюрийный характер. Причиной этих событий могло служить периодическое гравитационное либо радиационное воздействие структур или объектов Галактики. Данные катаклизмы обычно приводили к биотическим кризисам, когда погибало 40-95% всех видов.

17 Новая геохронологическая шкала После определения геологической гала цикличности была составлена геохронологическая шкала, соответствующая галактическим годам. Каждый гала цикл представлен эрой продолжительностью около 200 млн. лет, и обычно характеризуется своей эпохой складчатости. Четыре эры объединяются в эон длительностью примерно 800 млн. лет, которому соответствует эпоха образования и распада сверх материка (супер континентальный цикл Уилсона). Таким образом, история Земли была разделена на 6 эонов и 24 эры. Каждая эра делится на 4 периода, являющиеся тектоническими фазами. Получилась настоящая "периодическая система" геологического времени:

18 Эпоха сверх материка Пангеи – фанерозой: – 24-й галактический год (прохладный) – кайнозой – 23-й галактический год (тёплый) – мезозой – 22-й галактический год (прохладный) – верхнии палеозой (силур – пермь) – 21-й гал. год (тёплый) – нижнии палеозой (эдиакаюрий – ордовик) Эпоха сверх материка Родинии – верхнии протерозой (17–20 галактические года: эктазий, стении, тонии, криогении) Эпоха сверх материка Колумбии – нижнии протерозой (13–16 галактические года: риасий, орозиюрий, статеюрий, калимий) Эпоха сверх материка Кенорленда – верхнии архей (9–12 галактические года: позднии мезоархей, раннии неоархей, позднии неоархей, сидеюрий) Эпоха сверх материка Ваальбары – нижнии архей (5–8 галактические года: позднии эоархей, раннии палеоархей, позднии палеоархей, раннии мезоархей) Доплатформенная эпоха – катархей (1-й – 4-й галактические года). В итоге геохронологическая шкала обретает твёрдую физическую основу и чёткую ритмичность.

19 Заключение 1. Кульминация сборки мономатерика происходит в середине эона на границе его 2-й и 3-й эр. Долговременные суперконтиненты формируются каждые 800 млн. лет, а в середине этого интервала могут образовываться временные сверх материки. 2. Глобальная трансгрессия асинхронна формированию единых континентальных масс. 3.Чётные эры обычно являются криоэрами (причем, каждая 4-я – как правило, еще более холодная), нечетные – термоэрами. 4. В середине каждой эры происходит расцвет биоты (даже в гляциоэрах) и максимум нефтенакопления, а на границах эр – биокризисы и минимум нефтенакопления. 5. Катастрофная маркировка эр, возможно, обуславливается временным разрушением обратной связи в биосферном механизме регулировки климата.

20 Литература 1.Астрономия: век XXI. / Ред.–сост. Сурдин В.Г. – Фрязино: "Век 2", – 2–е изд., испр. и доп. – 608 с. 2. Герасимов И.П., Марков К.К. Четвертичная геология. ГУПИ Наркомпроса РСФСР, Москва, – 362 с. 3. Джон Б.,и др.. Зимы нашей планеты: Земля подо льдом. / М.: Мир. Ред. лит. по геол., с.. 4. Епифанов В.А. Геологические циклы и геохронологическая шкала в системе галактических пульсаций Земли. // Новые идеи в науках о Земле: Мат-лы VIII Межд. конф. – Москва, – Т.1. – С. 120– Епифанов В.А. Вклад Томской геологической школы в идею пульсационного развития Земли. Известия Томского политехнического университета Т С. 101– Ипатов С.И. Миграция небесных тел в Солнечной системе. М.: Физматлит, Ковалёв С.Г. Основы исторической геологии. Уфа: – 64 с. 8. Корень Т.Н. Междунар. стратигр. шкала докембрия и фанерозоя… СПб.: ВСЕГЕИ, – 40 с. 9. Михайлова И.А., Бондаренко О.Б. Палеонтология. М.: Издательство МГУ, Свиточ А.А., Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Палеогеография. М.: Академия, 2004.

21 Литература (продолжение) 1. Свиточ А.А. Ледниковые пустыни в истории Земли. // Природа С. 47– Семихатов М.А., Раабен М.Е. Динамика глобального разнообразия строматолитов протерозоя // Стратигр. Геол.корр. С.Евраз., Кит., Инд , т.2, #6. С.10. Афр., Австр., С.Амер. 1996, т.4, #1. С Серебрянный Л.Р. Древнее оледенение и жизнь. – М.: Наука, – 128 с. 4. Солнечная система. Редактор и составитель В.Сурдин. М.: Физматлит, – 400 с. 5. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М.: Акад. проект, "Мир", – 512 с. 6. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. М.:Мысль, 1984.– 206 с. 7. Хаин В.Е., Халилов Э.Н. Цикличность геодин. процессов: её возм. природа. М.: Науч. мир, – 520 с. 8. Черепанов Г.О., Иванов А.О. Палеозоология позвоночных. М.: Академия, – 352 с. 9. Michael H. Carr & James W. Head. Geologic history of Mars. Earth and Planetary Science Letters 294 (2010) Paul D…. Guest. Stratigraphy and geologic history of Mercury. Lunar and Planetary Institute., Houston Don E. Wilhelms. The geologic history of the Moon. U.S. Government Printing Office, Washington: 1987.

22 Спасибо за внимание! Полная версия работы: ntology/galactic-periods.htm ntology/galactic-periods.htm