Главная / Освещение

Геологическое летоисчисление и геологическая карта. Возраст Земли. Геологическое летоисчисление

Под термином геологических источников информации понимаются материальные образцы и сведения, позволяющие оценить исторические данные и составить подробный геологический план. К источникам информации относят:

Карты ископаемых – в них содержится подробная информация о локализации месторождений, существующих закономерностях и перспективных для разработки участков. Все геологические карты имеют масштаб, в зависимости от величины которого выделяют: обзорные территориальные карты, отражающие информацию о материках, государствах и пр.;

Среднемасштабные карты – фиксируют территориальные характеристики отдельных участков, например, Алтая, Кавказа и т.д.; карты малого масштаба – региональные данные или геологические сведения малых государств.

Относительное летоисчисление

В палеозое:

2. Ордовик – позвоночные;

3. Силур – наземные растения;

В мезозое:

2. Юра – первые птицы;

В кайнозое:

1. Палеоген – первые цветы;

Абсолютное летоисчисление

Годичные кольца обнаруживаются в породе, сформированной осадками. На исследуемых участках рассматриваются сезонные отложения. В летний период осадочный слой сформирован песчаником и имеет большую толщину. Зимой, когда движение породы менее интенсивное, оседает ил и глина. Возраст слоя определяется по количеству глинистых и песчаных слоев. Для получения точных данных, при использовании осадочного метода, процессу накопления породы ничего не должно мешать. В случае нарушения ритмики и прерывания процесса, данные могут быть искажены. Еще одним ограничением данного метода является период изучения, невозможно определить возраст породы старше нескольких десятков тысячелетий.

Метод радиационного датирования основан на учете скорости распада радиоизотопов внутри породы. Идея использования радиационного фона в качестве инструмента геологии была предложена П. Кюри в 1902 году. Преимуществом методики является факт постоянства скорости распада радиоактивных частиц, на которую не влияют климатические или иные факторы. По сути метод радиационного датирования состоит из множества методов, в частности: уран-свинцового, рубидий-стронциевого, калий-аргонового, свинцово-изотопного, самарий-неодимового, радиоуглеродного. В основе методики лежат естественные физические процессы, обуславливающие преобразование атмосферного азота в радиоактивный осадок с периодом распада в 5,57 тысяч лет.

Метод применяется для датировки торфа, древесины и прочих углеродосодержащих композиций. На основании методики была выявлена продолжительность каждой из существующих эр, а также определены границы периодов, входящих в их состав. Геологические источники информации Под термином геологических источников информации понимаются материальные образцы и сведения, позволяющие оценить исторические данные и составить подробный геологический план. К источникам информации относят:

Данные о залежах полезных ископаемых – их объем, локализация, условия залегания и способы добычи;
Фактический материал – пробы грунта и т.д.;
Отчеты об измерениях над геологическими объектами;
Таблицы, отчеты, графики, карты и прочий аналитический материал;
Сведения о затратах на разведку и добычу ископаемых.

Наиболее доступными источником получения рассматриваемой информации считаются геологические карты.

Геологическая карта – графический комплекс данных отражающий характеристики и строение в границах определенной зоны или в планетарном масштабе. Данные отраженные в карте имеют свои условные обозначения и наносятся при помощи специальных символов. Геологическая карта отражает информацию о возрасте, размерах, составе и условиях нахождения на поверхности Земли, выходов горной породы.

На основании геологических карт могут строиться выводы о закономерностях накопления и распространения полезных ископаемых, как на отдельно взятой территории, так и на всей планете. Информация, содержащаяся в карте, дает возможность оценить и проследить этапы формирования коры земли.

Для создания карт применяются данные, полученные во время геологоразведочных экспедиций, при анализе теоретического материала и т.д. В зависимости от назначения и содержания карт, выделяются следующие их виды:

Стратиграфические собственно-геологические карты – затрагивают период до четвертичных пород. В материалах не раскрывается информация касательно континентальных отложений, исключением может являться их значительная мощность или не изученность пород подстилающего типа. На карте символически отображается происхождение, состав, возраст, условия залегания и особенности разграничения;
Карты четвертичных отложений – отображаются, разделенные по возрасту, составу и генезису, горные породы четвертичного периода. Изучая материал можно увидеть этапы оледенения, локализацию и распространение ледниковых пород, морские регрессии и трансгрессии;
Карты литографии – отражают информацию об условиях залегания и составе поверхностных обнажений или пород расположенных ниже четвертичного уровня;
Карты геоморфологии – информируют об основных типах рельефа или отдельных элементах с учетом происхождения и возраста;
Карты тектоники – показывают формы, условия и время образования структурных компонентов коры Земли;
Гидрогеологическая карта – раскрывает информацию о составе и режимах подземных резервуаров, водоносных горизонтах, условиях залегания вод;
Инженерно-геологические карты – показывают свойства горных пород и явлений геодинамики;
Карты ископаемых – в них содержится подробная информация о локализации месторождений, существующих закономерностях и перспективных для разработки участков.

Все геологические карты имеют масштаб, в зависимости от величины которого выделяют: обзорные территориальные карты, отражающие информацию о материках, государствах и пр.; Среднемасштабные карты – фиксируют территориальные характеристики отдельных участков, например, Алтая, Кавказа и т.д.; карты малого масштаба – региональные данные или геологические сведения малых государств.

Относительное летоисчисление

Хронологическая последовательность геологических событий нашла отражение в единой, систематизированной и признанной международным сообществом геохронологической таблице или шкале. Данный материал показывает длительность периодов развития и продолжительность эр, а также их последовательность.

Согласно шкале, выделяется пять эр, это: архей – 1800 млн (бактерии, водоросли); протерозой – 2000 млн (первые многоклеточные); Палеозой – 330 млн; Мезозой – 165 млн; Кайнозой – 70 млн.

Геологической эрой определяют один из этапов жизни и развития органического мира и земной коры. Эры, начиная с палеозоя, получили разделение на периоды. Всего существует 12 периодов:

В палеозое:
1. Кембрийский –беспозвоночные обитатели моря;

2. Ордовик – позвоночные;

3. Силур – наземные растения;

4. Девон – рыбы и земноводные;
5. Карбон – земноводные, папоротники;
В мезозое:

1. Триас – первые млекопитающие;

2. Юра – первые птицы;

3. Мел – гибель крупных рептилий, доминирование птиц и млекопитающих.

В кайнозое:

1. Палеоген – первые цветы;

2. Неоген - развитие и широкое распространение цветов, млекопитающих и птиц;

3. Антропоген – зарождение и развитие человека.

Отношение разных временных единиц, при рассмотрении геологических событий, обозначается термином относительной геохронологии. В основе методики лежит литостратиграфия – стратиграфический анализ, основанный на сопоставлении слоев близких по составу и характеристикам.

Литостратиграфия – методика выделения, расчленения условных отрезков времени. Возможность прослеживать и оценивать относительную последовательность образование наложений и сопоставлять связанные события, появилась в 17-м столетии. Закон подтверждающий существование последовательности был сформулирован Николаусом Стено в 1669 году. Именно он определил взаимосвязь глубины залегания породы и ее возраста. Также был выявлен стратиграфического перерыва – нарушение последовательности напластований.

Несмотря на признанную важность закона Стено, данный принцип ограничен рядом особенностей. Принцип актуален для регионов с низкой тектонической активностью, с характерным горизонтальным образованием слоев. При смятии слоев в результате тектонических явлений и их перемешивании, данные полученные методом Стено будут неточными. В данном случае используют палеонтологические методы исследующие окаменелости и определяющие возраст породы по остаткам биологического материала. Эволюционный анализ позволяет определить относительный возраст более точно и используется в качестве основного.

Абсолютное летоисчисление

Абсолютным летоисчислением называется методика, позволяющая устанавливать возраст породы с точностью до нескольких лет.

Данный тип летоисчисления оперирует двумя разновидностями методов: осадочный радиологический.

В первом случае учитывается скорость накопления осадков, метод имеет другое название – сезонно-климатический. Все живое на Земле имеет естественные механизмы фиксации периодов жизни, яркий пример годичные кольца деревьев. Образования, зависящие от изменения климата и течения времени, позволяют определить возраст исследуемого объекта.

Для получения точных данных, при использовании осадочного метода, процессу накопления породы ничего не должно мешать. В случае нарушения ритмики и прерывания процесса, данные могут быть искажены. Еще одним ограничением данного метода является период изучения, невозможно определить возраст породы старше нескольких десятков тысячелетий.

По сути метод радиационного датирования состоит из множества методов, в частности: уран-свинцового, рубидий-стронциевого, калий-аргонового, свинцово-изотопного, самарий-неодимового, радиоуглеродного. В основе методики лежат естественные физические процессы, обуславливающие преобразование атмосферного азота в радиоактивный осадок с периодом распада в 5,57 тысяч лет.

Геологи давно заметили, что история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более длительная ее часть трудна для изучения палеонтологическими методами, так как не содержит ископаемых остатков и кроме того, довольно часто осадочные толщи сильно изменены метаморфизмом. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов количество и сохранность которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном, т. е. временем очевидной жизни. Эон -- это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим эквивалентом является эонотема.

Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто ее еще называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда было установлено абсолютное большинство геологических периодов. Все более древние отложения, залегающие под кембрийскими толщами, стали датироваться докембрием. В настоящее время вместо криптозоя выделяют два эона: архейский и протерозойский.

Широкая распространенность, богатство ископаемыми органическими остатками и относительная доступность фанерозойских отложений предопределили их более лучшую изученность. Английский геолог Дж. Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эры: палеозойскую -- эру древней жизни; мезозойскую -- эру средней жизни и кайнозойскую -- эру новой жизни. В палеозое господствовали морские беспозвоночные, рыбы, земноводные и споровые растения, в мезозое -- пресмыкающиеся и голосеменные растения, а в кайнозое -- млекопитающие и покрытосеменные растения.

Сформированные в течение геологической эры отложения называются эратемами. Более мелкими стратиграфическими единицами являются системы, отделы и ярусы. Имена системам и ярусам были даны преимущественно по названию местностей, где они были установлены и изучены, или по каким-либо характерным признакам. Так, название юрской системы произошло от Юрских гор в Швейцарии, пермской -- от г. Перми, кембрийской от древнего названия английской провинции Уэльс, меловой -- от широко распространенного писчего мела, каменноугольной -- от каменного угля и т. д.

Если стратиграфическая шкала отражает последовательность отложений и их соподчиненность, то геохронологическая -- определяет длительность и закономерную последовательность этапов исторического развития Земли. На протяжении последних 100 лет геохронологическую и стратиграфическую шкалы фанерозоя многократно пересматривали.

Однако в геологии важно знать не только относительный возраст горных пород, но и, по возможности, точное время их происхождения. Для определения возраста горных пород применяется несколько различных методов, основанных на явлении радиоактивного распада. В связи с этим возраст пород носит название радиогеохронометрического. Для его определения используют радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода. Ввиду того что нам известны скорости распада радиоактивного изотопа, легко можно определить возраст минерала, а следовательно, и породы. В настоящее время разработаны и широко применятся различные методы ядерной геохронологии: ураноторий-свинцовый, ураноторий-гелиевый, урано-ксеноновый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-ниодимовый, рений-осмиевый и радиоуглеродный. Содержание радиоактивных изотопов в горных породах и минералах определяется в специальных приборах -- мacc-спектрометрах.

Благодаря методам ядерной геохронологии, устанавливается возраст магматических и осадочных горных пород, а для метаморфических пород определяется время воздействия на них высоких температур и давления. Изотопный возраст наиболее древних пород земного шара составляет 3,8--4 млрд. лет. Близкий возраст имеют некоторые лунные породы и метеориты.

Трудность изучения архейских и протерозойских отложений предопределила их слабую стратиграфическую и геохронологическую расчлененность. Вот как выглядит в настоящее время пока далекая от совершенства и детальности шкала архея и протерозоя.

В геологии применяется также дополнительный метод возрастного расчленения и сопоставления отложе, ний. Это палеомагнитный метод, основанный на явлении сохранения в толщах горных пород магнитных свойств. Горные породы, содержащие магнитные минералы, обладают ферромагнитными (намагниченными) свойства, ми и под влиянием магнитного поля Земли приобретают естественную остаточную намагниченность. Сейчас доказано, что в течение длительной геологической истории положение магнитных полюсов неоднократно менялось. Установив остаточную намагниченность и ее направленность (т. е. вектор) и сравнивая между собой вектора, можно установить одновозрастность горных пород, что в определенной степени уточняет геохронологическую шкалу.

План лекции.

7.1. Основные этапы эволюции Земли.

7.2. Относительный возраст горных пород и методы его определения.

7.3. Понятие об абсолютном возрасте горных пород.

7.1. Основные этапы эволюции Земли

Всю историю Земли можно подразделить на два этапа: догеологический и геологический.

ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП (космический, планетарный) охватывает промежуток времени от момента возникновения Земли как планеты до начала формирования земной коры. Его история не может быть восстановлена геологическими методами, и наши знания о нем основываются на общих представлениях о развитии Земли как одной из планет Солнечной системы. Главным содержанием догеологической эволюции Земли явилось расслоение ее вещества на оболочки-геосферы, завершившиеся образованием атмосферы и гидросферы. Данный процесс протекал параллельно с прогрессивным уплотнением родоначального сгущения.

Разогрев, следовавший за уплотнением, усиленный радиоактивными процессами, способствовал и ускорял процесс расслоения вещества Земли.

Легкие газы были рассеяны в мировом пространстве. Однако некоторые газы и летучие вещества были захвачены мантией Земли и затем "выжаты" к поверхности под действием возрастающих температур и давлений. Удаление этих веществ привело к образованию атмосферы.

В составе первичной атмосферы Земли преобладали углекислый газ и пары воды, поэтому она была непроницаема для солнечных лучей. Разогрев земной поверхности происходил за счет внутренней теплоты, регенируемой в процессе сжатия, гравитационной дифференциации вещества и радиоактивного распада. За счет внутренней теплоты поддерживалась изотермическая обстановка в нижних слоях атмосферы. Поэтому не могли иметь места гидрометеорологические процессы в современном смысле.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП охватывает отрезок от начала формирования земной коры до настоящего времени, когда на планете проявляются две основные группы процессов - эндогенные и экзогенные.

С появлением экзогенных процессов поверхность Земли становится ареной развития процессов разрушения, транспортировки продуктов разрушения и формирования толщ осадочных горных пород. Единство, в котором действуют экзогенные и эндогенные процессы, делает возможным последующие превращения осадочных пород, т.е. явления метаморфизма, магмообразования, вулканизма, что постепенно и постоянно усложняет строение земной коры. В результате формируется сложнопостроенная неоднородная по составу земная кора современного облика.

Сложный процесс развития земной коры реконструируется на основе изучения сохранившихся от этого процесса геологических документов: вещество земной коры, т.е. минералов и горных пород; геологических тел, структурных форм различного порядка; остатков животных и растительных организмов, захороненных в земной коре.

Для того чтобы разобраться в сложных сочетаниях горных пород, извлечь из этого практически важные сведения, необходимо уметь определять последовательность образования слагающих земную кору геологических объектов - горных пород.

7.2. Относительный возраст горных пород и методы его определения

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ВОЗРАСТ устанавливает последовательность геологических образований, в частности горных пород, в ходе геологической истории. Среда методов определения относительного возраста выделяют геологостратиграфические и биостратиграфические. К первой группе принадлежат стратиграфический и минералого-петрографический методы.

СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД основан на изучении последовательности напластования осадочных пород. Основное его правило заключается в том, что в ненарушенных толщах горных пород перекрывающие слои всегда моложе подстилающих. Если в геологических разрезах встречаются секущие тела магматических пород, то действует правило: секущее тело моложе тех, которые оно пересекает.

Главным недостатком этого метода является то, что с его помощью затруднительно сопоставлять удаленные друг от друга разрезы горных пород, а также породы, залегание которых осложнено тектоническими нарушениями.

МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД основан на определении относительного возраста отдельных слоев горных пород по характерным особенностям их состава и строения. Этот метод параллелизации слоев применим только в близко расположенных точках, и становится ненадежным в удаленных друг от друга геологических разрезах. Установлено, что часто горные породы одинакового возраста имеют разный состав и, наоборот, одновозрастные породы могут различаться по петрографическому составу, что указывает на различие в условиях их формирования. БИОСТРАТИГРАФИЧЕСКИЕ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ основаны на изучении остатков органических форм, заключенных в осадочных породах в виде окаменелостей и отпечатков организмов, т.е. палеонтологических остатков, содержащихся в горных породах. Органическая жизнь в истории Земли развивалась постепенно - от простейших примитивных форм к более высокоорганизованным современным формам. Поэтому остатки организмов, захороненные в осадках в виде отпечатков и окаменелостей, могут служить надежным основанием для определения относительного возраста горных пород: горные породы, заключающие остатки наиболее примитивных организмов, будут древнее пород, содержащих остатки более высокоорганизованных растений и животных. Выяснено, что для пород определенного геологического возраста более характерны не отдельные окаменелости и отпечатки, а особые группы органических остатков, соответствующие ассоциациям (биоценозам) организмов, сменяющих друг друга в геологическом времени. Ведущая роль принадлежит руководящим ископаемым. Для них характерно: 1)быстрая эволюция во времени и, следовательно, ограниченное вертикальное распространение в геологических разрезах; 2)широкое распространение по площади.

Среди указанных методов важное значение имеют микропалеонтологический, основанный на изучении простейших микроорганизмов, И спорово - пыльцевой анализ, объектом изучения которого являются микроскопические растительные остатки: наружные оболочки спор и зерна цветочной пыльцы.

Часто при определении возраста возникает необходимость применения комплекса методов, но даже и в этом случае в земной коре существуют толщи, возраст которых неустановлен.

В ходе изучения истории земной коры была разработана периодизация ее истории, созданы единая для всего земного шара СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ и соответствующая ей ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА.

Стратиграфические и соответствующие им геохронологические подразделения следующие:

СТРАТИГРАФИЧЕСКИЕ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ

Эонотема Эон

Группа (эратема) Эра

Система Период

Отдел Эпоха

Стратиграфические подразделения применяются для обозначения комплексов слоев горных пород, а геохронологическая - для обозначения времени, в течение которого эти- комплексы накопились.

ЭОНОТЕМИ - наиболее крупные стратиграфические подразделения, образование которых происходило в течение нескольких геологических эр. Выделяют две эонотемы: фанерозойскую (греч. «фанерос» - явный, «зоэ» - жизнь), объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую группы, и криптозойскую (греч. «криптос» -скрытый), объединяющий протерозойскую и архейскую группы.

ГРУППЫ - крупные подразделения стратиграфической шкалы - это комплексы отложений, образовавшихся в течение одной эры. Они охватывают крупные эры развития земной коры. Это нашло в названиях групп: архейская («археос»-древнейший), протерозойская («протерос»-первичный), палеозойская («палеос»-древний), мезозойская («мезос»-средний), кайнозойская («кайнос»-новый).

Группы делятся на системы , объединяющие отложения, образовавшиеся в течение одного периода. Названия систем связаны с названием тех мест, где соответствующие отложения впервые были установлены и описаны. Например, девонская система названа по имени графства Девоншир в Англии, каменноугольная - по широкому распространению в ней отложений угля. Палеозойская группа состоит из шести систем: кембрийская, ордовикская, силурийская, девонская, каменноугольная и пермская. В мезозойскую входят: триасовая, юрская и меловая. Кайнозойская состоит из палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. Архей и протерозой не имеют общепринятых подразделений для всей планеты. Обычно эти группы называют докембрием. Еще более дробными подразделениями являются ОТДЕЛЫ и ЯРУСЫ. Каждую систему подразделяют на три отдела: нижний, средний и верхний.

Наряду с международной шкалой, используются вспомогательные подразделения - СЕРИИ, СВИТЫ, ПАЧКИ. На геологических картах породы различного возраста окрашиваются в соответствующие общепринятые цвета и обозначаются определенными индексами.

7.3. Понятие об относительном возрасте горных пород

Во многих случаях для решения вопросов теоретической и практической геологии необходимо установить АБСОЛЮТНЫЙ возраст пород, выраженный в обычных единицах времени.

Исторически первыми для этих целей были применены ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ методы, большинство из которых основано на изучении скорости геологических процессов. При этом полагается, что скорость процессов неизменна во времени. Например, был сделан подсчет возраста земной коры по суммарной мощности морских осадочных пород. При этом подсчете исходят из постулата постоянной скорости накопления осадков - 1 м в 7 тыс. лет.

СОЛЕВОЙ метод основан на предположении, что все соли Мирового океана возникли за счет солей, приносимых водами с суши и ежегодный принос солей не менялся со временем. Геологические методы далеки от точности, и в силу многих допущений они являются ненадежными.

Кардинальное решение вопроса определения абсолютного возраста пород стало возможным в XX в., в связи с использованием радиоактивных элементов, содержащихся в минералах.

Все РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ методы основаны на явлении самопроизвольного распада радиоактивных элементов и исходят из предпосылки, что скорость этого процесса (период полураспада) для каждого радиоактивного элемента является величиной постоянной. Период полураспада Т, т.е. времени, в течение которого распадается половина атомов данного вещества, определяется:

Где - константа, характеризующая скорость радиоактивного распада; - средняя продолжительность жизни радиоактивных атомов.

Очевидно, что в каждом минерале, содержащим радиоактивный элемент, распад начинается с момента образования минерала. Исходя из Известной скорости распада, зная содержание элемента и продуктов его Распада в минерале, можно установить его возраст.

В настоящее время применяются следующие радиологические методы:

1. Ураново–ториево-свинцовый метод - основан на превращении урана и тория в радиоактивный свинец:

Для вычисления возраста относительно молодых минералов применяется формула:

Изотопы радиоактивных методов определяются с помощью специальных приборов - масс-спектрометров. Этот метод надежен, однако минералы, пригодные для анализа, сравнительно редки.

2. Калий-аргоновый метод основан на том, что изотоп калия с атомной массой 40 в результате захвата ядром электрона с ближайшего к нему К-уровня превращается в аргон . Возраст определяют по отношению . Чем оно больше, тем древнее объект.

Расчетная формула для определения возраста данным методом

имеет вид:

где и найденные весовые количества изотопов аргона и калия.

3.Рубидиево-стронцевый метод - основан на превращении изотопов рубидия с атомной массой 81 в стронций с тем же атомным номе ром. Применяется при определении возраста магматических и метаморфических пород.

4.Углеродистый метод - используется для определения возраста четвертичных отложений и в археологии. Это связано с тем, что период полураспада изотопа углерода составляет всего 5,5-6 тыс. лет. При этом можно определять возраст образований не превышающий50-70 тыс. лет. Изотоп образуется в атмосфере под действием космических лучей и хорошо усваивается растениями, а после их отмирания переходит в горные породы.

Радиологические методы позволили выразить в годах продолжительность наиболее крупных отрезков в истории земной коры. Этими методами установлено, что формирование земной коры началось 3,6-4,5 млрд. лет назад.

Тема: Геологическое летоисчисление и геологическая карта».

Цели урока:

повторить основные понятия темы: “Литосфера и рельеф”,

познакомить с науками, изучающими земную кору. Сформировать представление о геохронологической таблице, дать знания о геологическом летоисчислении.

рассмотреть биологическую эволюцию жизни на Земле, не углубляя данного вопроса, -развивать умения учащихся устанавливать причинно- следственные связи;

продолжить формирование представлений о меж предметных связях;

способствовать познавательной активности учащихся и интереса к изучаемым предметам при помощи новых информационных технологий.

Оборудование: компьютер, проектор, коллекция полезных ископаемых, физическая карта России, геохронологическая таблица, тектоническая карта России.

Ход урока:

I. Организационный момент.

II. Историческая справка.

Учитель. Современный рельеф планеты – это результат длительного геологического развития и влияния современных рельефообразующих процессов: внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных), в том числе и человека. Для понимания различий современного рельефа надо знать геологическую историю его формирования. Строение и историю развития Земли по расположению горных пород изучает наука - геология . Многие годы геологи, изучая горные породы, пытались определить возраст Земли. Но еще недавно они были далеки от успеха. В начале 17 века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии, и определил ее как 4004 г. до н. э. Но он ошибался более чем в миллион раз. Сегодня ученые считают, что возраст Земли – 4600 миллионов лет. Он приблизительно равен возрасту Солнца и других планет.

Геология делится на отрасли:

Историческая геология – изучает закономерности строения земной коры в течении геологического времени.

Геотектоника – учение о строении земной коры и формировании тектонических структур (складки, сбросы, трещины итд.)

Палеонтология – это наука о вымерших организмах, которые изучают, по окаменелостям, сохранившемся твердым скелетам итд.

Минералогия – наука, изучающая минералы.

Петрография – наука, изучающая горные породы. Геохронология изучает возраст, продолжительность, последовательность формирования горных пород.

Геохронологический метод – основан на изучении последовательности расположения осадочных пород.

– Что называют осадочными горными породами?
– Объясните механизм образования осадочных пород (под воздействием погодных условий горные породы разрушаются, реки несут их обломки в озёра и моря, где из накапливающихся отложений образуются осадочные горные породы )
– Приведите примеры. (Показать образцы)

III. Объяснение нового материала.

Учитель. При изучении возраста Земли составили календарь Земли. История Земли разделена на длительные промежутки времени – эры. Эры делятся на периоды , периоды на эпохи , эпохи – на века . (Запись в тетрадь)
Названия эр греческого происхождения: архейская – древнейшая, протерозойская – ранняя, палеозойская – древняя, мезозойская- средняя, кайнозойская – новая. На основе определения геологического возраста горных пород учёные составляют геохронологические таблицы. Чтение таких таблиц начинают снизу по мере залегания горных пород. На нашем уроке мы составим таблицу, в которую занесем главнейшие геологические события, полезные ископаемые, проследим основные этапы развития жизни, этапы химической эволюции. (Заполнение таблицы в процессе изучения нового материала)

Учитель. Протопланетный этап – возникновение Вселенной. Любой электрон попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним. Но время работало против излучения. Расширение остужало Вселенную и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять всё больше пространство. Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000 С, что уже позволило ядрам удерживать электроны на орбитах. Именно на этой стадии развития Вселенной образовались атомы. В течение несколько тысяч лет электроны устроились на орбитах вокруг ядер водорода. Планета Земля формировалась из сгустков пыли, газа и более твёрдых частиц. Часто в этот сгусток попадали метеориты, которые повышали температуру юной планеты. Постепенно рой метеоритов рассеялся, и наступила эпоха вулканизма. Лава, извергаемая вулканами застывала, и формировался первичный облик Земли.

Учитель. Докембрийский период . В геологии в этот период образуется первичная земная кора, которая разрастается в процессе вулканизма и осадочных пород. Так образовались крупные платформы. Жизнь в докембрийский период стала геологическим фактором – живые организмы меняли форму и состав земной коры, формировали её верхний слой – биосферу.

Вопросы.

– Назовите и покажите их по карте.
– Чему соответствуют они в рельефе? (Русская и Западно-Сибирская равнины)

Фундаменты платформ сложены магматическими и метаморфическими породами.

– Какие породы называют магматическими и метаморфическими? Приведите примеры. (Гнейсы, граниты, кварциты - показ минералов из коллекции)

В Докембрийский период образуются складчатые области на юге Сибирской платформы.

– Что называют складчатыми областями?
– Как они образуются?

– Чему они соответствуют в рельефе? Назовите их и покажите на карте. (Горы Прибайкалья и Забайкалья)

Для полезных ископаемых докембрия характерна высокая рудоносность (магнитный железняк, красный железняк, медный колчедан, свинцовый блеск – показ минералов).

Учитель. Палеозойская эра . В палеозойскую эру, в результате столкновения литосферных плит, образовались горы суши. С самого своего возникновения животные находятся в зависимости от растений, которые снабжают их кислородом и стоят в основании пищевой пирамиды. Расскажите о животных и растениях, которые зарождались в Палеозойскую эру.

– Определите по карте какие горы образовались в этот период? (Уральские горы, Алтай, Западные и Восточные Саяны) . В результате изобилия растительности и животного мира в этот период образовываются нефть, уголь, соли. Угли карбона и Перми составляют 40% запасов углей Земли.

Показ минералов.

Учитель. Мезозойская эра. По тектонической карте определите территории, образование которых проходило в мезозойскую эру? (Горы Сихотэ-Алинь; хребты Черского и Верхоянский). Это эра пресмыкающихся и голосеменных растений. Пресмыкающиеся животные заселили всю сушу, море, некоторые приспособились к полету. Полными “хозяевами” суши стали динозавры.

– Назовите полезные ископаемые мезозойской эры. (Золото, цинк, мышьяк, серебро, олово, вольфрам и другие)
Эти полезные ископаемые возникли в результате активных тектонических движений. В настоящее время разнообразие рельефа этих территорий является результатом геологической истории.
Часть океанической плиты опустилась, а отдельные блоки поднялись, впоследствии образовались платформы. В условиях теплого и влажного климата, высокой биомассы сформировались залежи углей. Самый крупный Зырянский каменноугольный бассейн мощность пластов 700-800 метров (показ по карте).

Учитель. Кайнозойская эра. С началом кайнозойской эры материки Лавразия и Гондвана стали “расползаться”, образуя новые материки. При этом происходило перемещение литосферных плит и их столкновение друг с другом. Так образовывались складки, т.е. горные хребты.

В кайнозойскую эру на территории России складчатость происходила в пределах Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. Это соответствует Северному Кавказу (рис. 67, 68), где горы растут, о чем свидетельствует вулканизм и землетрясения. Здесь проходит граница столкновения Евразийской и Африкано-Аравийской литосферных плит. Тихоокеанскому поясу соответствуют Курилы и Камчатка (рис. 69,70). Здесь продолжается закладка материковой земной коры, поэтому наблюдают землетрясения, гейзеры, вулканизм.

Вопросы:

– Покажите по карте Курильские острова и полуостров Камчатка.
– Назовите самый большой вулкан России.
– Покажите Кавказские горы и самую высокую вершину России.

Среди полезных ископаемых выделяют фосфориты, бурые угли, бокситы, алмазы, драгоценные камни.

В четвертичный период наступает оледенение. В этот период наблюдается чередование повышения и понижения температур. В России насчитывают 3 оледенения: Окское, Днепровское, Валдайское. Последняя послеледниковая эпоха длится 10 тысяч лет. Кайнозой – эра расцвета цветковых растений, птиц и млекопитающих.

Закрепление.

Наука, изучающая строение и историю развития Земли, называется…(геология ).

Учение о строении земной коры и движениях ее называется - … (геотектоника )

Раздел геологии, который занимается изучением возраста, продолжительности и последовательности образования горных пород …(геохронология )

Самые длительные отрезки времени в геологической истории Земли – это …(эры )

Самая древняя эра - …(архейская )

Мы живем в эру новой жизни …(кайнозойскую )

Таблица, содержащая сведения о последовательной смене эр и периодов, важнейших геологических событиях, этапах развития жизни, называется …(геохронологическая )

По таблице найдите период, в который произошло древнее оледенение (четвертичный или антропогеновый )

Самое древнее горообразование называется (байкальская складчатость )

Самые молодые горы образовались в …(альпийскую ) складчатость.

Итоги урока.

– Какие этапы развития Земли мы с вами определили?
– Как менялся облик Земля на протяжении 4,6 миллионов лет?
– Какие процессы формировали облик Земли?
– Что происходило с живыми организмами в это время?
– Каковы ваши впечатления о развитии жизни на Земле?

Домашнее задание: п. 11, закончить таблицу, и выучить ее.

При изучении истории развития земной коры важно знать время образования горных пород и минералов, хронологическую последовательность геологических событий.

Источником информации о развитии Земли во времени прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями (см. рис. III .4 на с. 66).

Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и являетсяболее молодым . На этом простом рассуждении основывается понятиеотносительного возраста , которое легло в основуотносительной геохронологии .

Относительный возраст пород легко устанавливается в случае горизонтального залегания слоев. Например, в береговом обрыве сверху вниз легко различаются слои песка, глины и известняка. Наиболее древней породой здесь будет известняк, затем образовался слой глины и самым молодым является слой песка . Если поблизости в другом обнажении обнаруживается та же последовательность пород (снизу вверх: известняк, глина, песок), мы можем предположить, что одноименные слои одновозрастны .

Рис. III .3. Строение земной коры:

а - строение земной коры по К.Буллену;

б - строение земной коры в разных геологических районах и положение

отдельных сверхглубоких скважин (СГ-3 - Кольская, М - Мурунтаусская,

У- Уральская, К - Кубанская, Б-Р - Берта-Роджерс, I - скважины судна

“Гломар Челленджер”, II - глубокие скважины на шельфе);

1 - гидросфера, 2 - осадочный слой океанов, 3 - осадочный слой континентов, 4 - складчатые области фанерозоя, 5 - вулканогенные образования,

6 - кристаллические породы докембрия, 7 - базальтовый слой континентов,

8 - базальтовый слой океанов, 9 - верхняя мантия, 10 - глубинные разломы

Рис. III .4. Формы залегания осадочных образований

а - складчатые, б - разрывные

Однако сопоставление пород по составу эффективно только для увязки пород на небольших расстояниях. Многие породы, разные по возрасту, имеют сходный состав, и напротив, одновозрастные, но образовавшиеся в различных условиях породы будут отличаться по составу. Поэтому наиболее достоверно определение относительного возраста по остаткам растительных и животных организмов -окаменелостям , сохранившимся в породах. Отложения одного возраста, если они сформировались в сходных условиях, содержат сходные или одинаковые окаменелости. Это позволяет сопоставлять одновозрастные толщи, если они имеют разный состав и расположены в разных регионах Земли .

Самые длительные временные интервалы в относительной геохронологии - эоны; эоны делятся на эры, эры - на периоды, периоды - на эпохи, эпохи - на века и т.д. За отрезок времени, равный эону, накопилась толща осадочных пород, соответствующая эонотеме, за эру - эратеме, за период - системе, за эпоху - отделу, за век - ярусу и т.д.

В отличие от относительной абсолютная геохронология призвана измерить геологическое время в астрономических единицах - годах. Существуют две группы методов определения абсолютного возраста: сезонно-климатические и радиологические. Сезонно-климатические методы применимы к породам, имеющим сезонную слоистость, и сводится к подсчету сезонных слоев.Радиологические (изотопные) методы основываются на определении возраста минералов по распаду радиоактивных изотопов, которые в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. Так как процесс распада осуществляется с постоянной скоростью, результаты определений являются независимыми от тех или иных условий среды. Наиболее часто для абсолютных датировок используют 235 U , 40 K , 87 Rb , 147 Sm , 14 C . Кроме того, дополнительным методом геохронологического расчленения пород является изучение палеомагнетизма, на основе чего составлена палеомагнитная шкала времени. Изотопные и палеомагнитный методы особенно важны для определения возраста магматических и метаморфических пород.