Лекция № 2. Основные этапы геологической истории Земли

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Тихоокеанский государственный университет
Факультет природопользования и экологии
Кафедра Экологии, ресурсопользования и
безопасности жизнедеятельности
Лекция 2
Разработчики:
Лукьянов А. И.
Дахова Е. В.
Морина О. М.
Основные этапы геологической истории Земли.
Строение и развитие земной коры и материков.
2020 г.

2.

Геохронологическая шкала
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Группы (стратиграфическая) или
эры (геохронологическая) –
наиболее крупные подразделения
единой шкалы, показывающая
последовательность основных
этапов геологической истории Земли
Они отражают большие этапы
развития Земли и ее органического
мира.
• Граница каждой из четырех
крупных эр характеризуется резким
изменением характера ископаемых
окаменелостей.
1947 году английский исследователь Артур
Холмс опубликовал первую общую шкалу
геологического возраста –
геохронологическую и стратиграфическую

3.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
В настоящее время выделяют 5 эр (групп):
Название эр (групп)
Индекс групп образован двумя прописными буквами латинского алфавита
АРХЕЙ ПРОТЕРОЗОЙ –
древнейший
первичная
AR
жизнь
PR
ПАЛЕОЗОЙ –
древняя
жизнь
PZ
Эон
Докембрий (Криптозой) –
скрытая жизнь
Мягкотелые
организмы
Время
Эон
МЕЗОЗОЙ –
средняя
жизнь
КАЙНОЗОЙ –
новая жизнь
KZ
MZ
Фанерозой – явный,
определенный
Ископаемые
организмы

4.

Иерархия
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Группы (эры) - отражают большие этапы развития Земли и ее органического мира. Границы
соответствуют важным переломным рубежам в истории органического мира
• Системы (периоды) - объединяют отложения, образовавшиеся в течение одного периода. На
границах смежных систем наблюдаются обновление фауны и флоры
• Отделы (эпохи) – характеризует отложения, образовавшиеся в течение эпохи. Название дается
по положению в системе: нижний, средний и верхний. Делении отделов идет снизу
• Ярус - характеризуется отложениями в течение одного геологического века и является частью
отдела. Название ярусов происходит от географических названий местностей
• Зона - часть яруса, ее границы устанавливаются по характерному зональному комплексу
видов, а название дают по наиболее важному
Местные стратиграфические подразделения
• Комплекс – наиболее крупная единица из этих подразделений. Он состоит из двух или более
серий и охватывает очень мощную толщу пород. Чаще всего используют при изучении
докембрийских пород.
• Серия – объединяет две или более свиты морских или континентальных пород и может иметь
значительную мощность
• Свита –основная единица местных стратиграфических подразделений. Имеет достаточно
четкие границы. Может подразделяться на подсвиты, пачки и пласты

5.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Системы (периоды) объединяют отложения, образовавшиеся в
течение одного периода. На границах смежных систем
наблюдаются обновление фауны и флоры. В настоящее время
выделено 12 систем Фанерозоя, названия большей части которых
происходят от тех мест, где они впервые были описаны
Для облегчения запоминания последовательности эпох
фанерозоя применяется мнемоническое правило:
«Каждый Отличный Студент Должен Курить
Папиросы. Ты, Юра, Мал — Подрасти На
Четвертичку»,
где буква, с которой начинается слово, обозначает эпоху
(кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь,
триас, юра, мел, палеоген, неоген, четвертичный).

6.

Геологическая история земли
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Докембрий (Криптозой)
Архейская
Начальная
Протерозойская
Ранняя
эра космической
жизни Земли:
Земля – газопылевое облако,
не имеет коры
Начало –
возникновение
коры, конец –
возникновение
гидросферы
Образования
базальтового слоя и
дегазация
мантийного
материала,
образование первых
водных бассейнов.
Образовались
древнейшие
осадочные породы
Широкое
распространение
водорослей и
бактерий.
Появление к концу
протерозоя всех
типов водных
позвоночных.

7.

Характеристика докембрия
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• 1. Весьма большая продолжительность. Длительность докембрия в 6 раз
больше всей последующей истории Земли
• 2. Органический мир скупо представлен палеонтологическими
остатками.
• 3.
Подавляющее
большинство
горных
пород
изменены,
метаморфизированы.
• 4. Большинство горных пород смято в очень сложные складки.
• 5. Физико-географическая обстановка: существовала гидросфера, но
атмосфера не имела кислорода.
• 6. Среди докембрийских горных пород совершенно отсутствуют горючие
полезные ископаемые: уголь, нефть, а также фосфориты, бокситы.
• Докембрийские
породы
богаты
крупными
месторождениями
металлических, неметаллических полезных ископаемых
• 7. Земная кора в течение докембрия сильно увеличилась в мощности. В
архее это произошло главным образом за счет магматизма: 80 %
нижнеархейских пород имеют вулканическое происхождение

8.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Архейская эра (архей)
• Начало: 3,5 – 4 млрд.
лет назад
• Климат: активная
вулканическая
деятельность,
бескислородные
условия жизни в
мелководном море,
развитие кислородной
атмосферы

9.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Архейская эра длилась 1,5 млрд.
лет
Состав
атмосферы
Газы: СО, СН4,
Н2, СО2, NO2, N2,
NH3
Пары воды

10.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Химическая
эволюция
Биологическая эволюция
Архей ранний Протерозой

11.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Что произошло в архейскую эру
• Возникли первые живые организмы – Хемотрофы, автотрофы
• Возник фотосинтез – появился кислород:

12.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели архея
• Бактерии
• Одноклекточные водоросли
• Нитчатые водоросли
Цианобактерии
Нитчатые водоросли
Колония сине – зеленых водорослей

13.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Протерозойская эра (протерозой)
Жизнь в морях
• Длительность: 2 млрд. лет
• Климат : поверхность планеты
представляет собой голую
пустыню, климат холодный,
часты оледенения, содержание
свободного кислорода в
атмосфере до 1%, активное
образование осадочных пород
На суше

14.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кислородная атмосфера (1%)
Поверхность –
голая пустыня
Климат холодный –
частые оледенения
Активное образование
осадочных пород

15.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Что произошло в
протерозойскую эру
• Возникли все типы беспозвоночных животных
простейшие
кишечнополостные
трилобиты
иглокожие
черви
губки
членистоногие

16.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели протерозоя
• Растения: одноклеточные и
многоклеточные водоросли
Раковинный моллюск
• Животные: одноклеточные,
кишечнополостные, черви, моллюски,
первые хордовые.
Отложения протерозоя,
найденные в Австралии

17.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Появились первые представители хордовых бесчерепные

18.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Жизнь в океане протерозоя
1
2
3
Широко распространены простейшие, губки, черви,
предки трилобитов и иглокожих;
предположительно – первые представители хордовых - бесчерепные
4
5
Распространены преимущественно
одноклеточные зеленые водоросли

19.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Дивергентная эволюция водорослей
бурые
зеленые
золотистые
красные
диатомовые
желто-зеленые

20.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Палеозойская эра
• Начало: 570 млн. лет
назад
• Климат:
активное
горообразование,
наступления
и
отступления
моря,
оледенения сменяются
потеплениями,
сухой
климат влажным. В
конце эры – образование
болот и рифов.
На суше
Болото

21.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кембрийский период
Жизнь:
расцвет
морских
беспозвоночных(трилобиты),
появляются
многоклеточные
водоросли.

22.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Ордовикский период
Условия:
повышается
средняя
температура
интенсивное горообразование
Жизнь:
появляются первые
позвоночныебесчелюстные,
исключительное разнообразие
водорослей.

23.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Силурийский период
Условия:
горообразование(Скандинавские,
Саяны), возникновение первых
коралловых рифов.
Жизнь: появляются древнейшие
рыбы
и
первые
дышащие
атмосферным воздухом наземные
животные- скорпионы. Выход
растений на сушу- появляются
псилофиты.

24.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Девонский период
Условия: оледенение на юге Америки и
Африки,
полное
освобождение
от
моря
Сибири и Восточной Европы.
Жизнь: разнообразие рыб, возникновение
основных групп споровых растений, освоение
членистоногими
суши,
позвоночные-стегоцефалы.
первые
наземные

25.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Каменноугольный период
Условия:
всемирное
распространение
лесных
болот,
обширное
оледенение
южных
континентов, горообразование(Урал,
Альпы, Кордильеры).
Жизнь:
расцвет
появление
первых
хвойных растений.
земноводных,
рептилий
и

26.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Пермский период
Условия:
резкая зональность
климата, отступление морей и
формирование
полузамкнутых
водоёмов.
Жизнь:
быстрое развитие
рептилий, исчезновение лесов
карбона, распространение хвойных

27.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели палеозоя
Трилобит
Ракоскорпион
Насекомые
Рыбы
Стегоцефал –первое наземное позвоночное
Бесчелюстные
Котилозавры –
предки рептилий

28.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели палеозоя
• Псилофиты – первые
наземные растения
• Древовидные
папоротники
• Хвойные
• Плауновидные

29.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Мезозойская эра
• Начало: 230млн. лет
назад
• Климат : ослабление
климатической
зональности, движение
материков,
климат
влажный и теплый,
горообразование.

30.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Триасовый период.
Условия: сглаживание температурных
различий, движение материков.
Жизнь:
расцвет
рептилий,
возникновение первых млекопитающих,
настоящих костистых рыб

31.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Юрский период
Условия: засушливый климат в области
экватора,
движение
континентов,
формирование Атлантического океана.
Жизнь: господство пресмыкающихся,
появление первоптиц- археоптерикса,
появляется
хорошо
выраженная
ботанико- географическая зональность.

32.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Меловой период
Условия:
похолодание климата,
увеличение
площади
Мирового
океана,
горообразование
(Анды,
Гималаи).
Жизнь: появление настоящих птиц,
а также сумчатых и плацентарных,
расцвет
насекомых,
появляются
первые покрытосеменные растения.

33.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели мезозоя
Костистые рыбы и предки четвероногих
Насекомые
Рептилии
Настоящие птицы
Примитивные млекопитающие

34.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Обитатели мезозоя
Плауны
Грибы
Хвощи
Папоротники
Голосеменные
Покрытосеменные

35.

Кайнозойская эра
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Палеогеновый, неогеновый, антропогеновый периоды.
Древность эры: 60-70млн лет
Условия:
смена
климата,
движение континентов, крупные
оледенения
Северного
полушария.
Жизнь: флора и фауна близки к
современным,
появляется
развивается человек
и

36.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Строение и развитие земной коры и
материков
• Полный процесс эволюционного развития земной коры состоит из
трех стадий:
• 1.геосинклинальной, когда происходит интенсивное прогибание,
накопление осадков и магматизм;
• 2. орогенной ,т.е. складкообразование и горообразование;
• 3. платформенной (стабильные, малоамплитудные колебания).

37.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Развитие геосинклинали происходит в два основных этапа – заложения
прогиба с накоплением в нем осадков и продуктов вулканической
деятельности и орогенеза, что подразделяется еще на 4 стадии.
Опускающийся участок
земной коры
покрывается морем. С
одной стороны он
ограничен
континентом, с другой
стороны срединным
массивом – участком
внутри геосинклинали,
не затронутый
прогибанием, который
отделяет депрессию от
океана
На второй стадии на
фоне
общего
погружения внутри
геосинклинального
прогиба
возникает
геоантиклинальное
поднятие.
Рис. Стадии геосинклинального этапа : а – раннегеосинклинальная – заложение
геосинклинального прогиба; б – позднегеосинклинальная – заложение
интрагеоантиклинали

38.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Третья
стадия
(раннеорогенная)
характеризуется общей
сменой знака движения
с прогибания на подъем
данной
территории.
Подъем начинается с
внутренних
геоантиклиналей,
разрастается
и
захватывает области
прогибов.
Четвертая
стадия
отвечает
окончательному
формированию
орогена – горно-складчатого пояса.
Толщи
пород
характеризуются
высокими уровнями дислокаций,
регионального метаморфизма и
насыщения
интрузивными
образованиями.
Может
наблюдаться
активизация
вулканизма
Рис. Стадии орогенного этапа по фиксистским представлениям:
а – раннеорогенная – горообразование, заложение передовых прогибов;
б – позднеорогенная – кульминация восходящих движений,
мегаантиклинория, начало разрушения гор, складчато-глыбовые подвижки
образование

39.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• В геосинклинальных орогенных поясах выделяют структуры
первого порядка. К ним относят антиклинории и синклинории.
Для их определения важно понятие зеркало складчатости.
• Антиклинорий – крупная (протяжением сотни км) и сложная
структура, имеющая выпуклый изгиб зеркала складчатости.
Возникает
в
результате поднятий
земной
коры
и
складкообразования в геосинклинальных системах. Синклинорий
– крупная сложная структура, состоящая из более мелких
складок и имеющая вогнутое зеркало складчатости

40.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• Стадия орогенеза завершает развитие геосинклинали.
Данный участок земной коры
окончательно
становится
континентом.
Он
теряет
способность к пластическим
деформациям,
что
резко
снижает
скорости
колебательных движений и
способствует
наступлению
этапа
пенепленизации
(выравнивания)
орогенного
пояса.
Завершением
этого
процесса является установление
платформенного этапа развития
континентальной земной коры.
Рис. . Стадии платформенного этапа по фиксистским представлениям:
а – раннеплатформенная – малоамплитудные вертикальные движения;
позднеплатформенная: б – слабые восходящие движения, регрессия моря, в – возрождение
тектонических движений и новое горообразование

41.

ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Платформы
• Платформы представляют- относительно устойчивые глыбы земной коры, являющиеся
ядрами современных континентов (исключение составляет Азия, в состав которой входят
несколько платформ)
в их пределах накапливались
осадочные
породы
обычно
небольшой
мощности,
отсутствовали
складкообразовательные
процессы,
редко
проявлялись
вулканизм и землетрясения. На
современных
материках
выделяют
ВосточноЕвропейскую, Сибирскую, СевероАмериканскую,
ЮжноАмериканскую,
АфриканоАравийскую,
Индостанскую,
Австралийскую
и
Антарктическую платформы.
Рис. . Современная тектоническая схема земной коры

42.

Щиты и плиты
ТИХООКЕАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
• В строении платформ выделяют структуры разных порядков.
К структурам первого порядка относят щиты и плиты.
Щиты это
участки платформ, где отсутствует осадочный чехол и на поверхность выходит
кристаллический фундамент. На щитах можно наблюдать выходы самых древних пород земной коры.
На территории России известны несколько достаточно крупных кристаллических щитов –
Кольский, Анабарский, Алданский.
Плиты это опущенные участки платформ, покрытые осадочным чехлом. Примером может служить
Западно-Сибирская плита.
От щитов плиты отделены уступом или флексурой, хотя и очень пологим, но ясно выраженным.
Рис. . Схема строения платформы: I– фундамент;II– чехол: 1 – щит, 2 – синеклиза, 3 –
антеклиза, 4 – свод, 5 – впадина