Геологиялық жыл санау және геохронологиялық кесте

Геологиялық жыл санау және геохронологиялық кесте Жердің және жер кыртысының жасын, олардың даму кезеңіндегі ірі оқиғалардың уақытын аныктай білудің маңызы зор. Қазіргі кезде жердің даму тарихы ғаламшарлық (планеталық) даму кезеңі және геологиялық даму кезеңі болып екіге бөлінеді. Жердің ғаламшарлық даму кезеңі оның алғаш ғаламшар болып қалыптасуынан бастап жер қыртысының құрылуьіна дейінгі уақыт аралығын қамтиды. Жердің ғарыштық дене ретінде пайда болуы туралы ғылыми түсінік Күн жүйесіне кіретін басқа ғаламшарлардың жаратылысы жөніндегі жалпы көзқарастар негізінде қалыптасқан. Жер Күн жүйесіне енетін 9 ғаламшардың бірі екенін сендер 6-сыныптан білесіңдер. Ол бұдан 4,5-4,6 млрд жыл бұрын пайда болды. Жерді кұрайтын алғашқы заттар есебінен литосфера, гидросфера және атмосфера кабаттарының (шамамен 3,7-3,8 млрд жыл бұрын) қалыптаса бастау мерзімімен бұл кезең аяқталды. Жердің геологиялық даму кезеңі - Жер қыртысының алғаш қалыптаса бастау сәтінен қазіргі кезеңге дейінгі уақыт аралығын қамтиды. Осы аралықта жер кыртысында әр түрлі тау жыныстары түзіледі. Жер қыртысы ғаламшарымыздың ішкі күштері әсерінен сан рет күшті қозғалыстарға ұшырап отырған. Бұл қозғалыстар жер қыртысының өзгеруіне ықпал еткен. Екінші жағынан, тау жыныстары сыртқы күштер әсерінен ұдайы үгіліп отырған. Үгілген борпылдақ жыныстар бір орыннан екінші орынға тасымалдануы нәтижесінде шөгінді жыныстарының жаңа қабаттары қалыптасқан. Жердің ішкі қабатында өте жоғарғы температурада пайда болған лавалар жер бетінің жарықтары аркылы көтеріліп жанартаулар пайда болған. Оның сыртқа тегілген лава жыныстары біршама жерге таралған. Мұны эффузиялық тау жыныстары дейді. Магманың жер бетіне шықпай қалған бөліктері жер астында бірте-бірте пайда болған мөлшеріне қарай суынып қатайған, сөйтіп олардың есебінен магмалық интрузиялык тау жыныстары қалыптасқан. Осылайша, Жер қыртысының қүрамы біртіндеп күрделене түседі. Бүл құбылыстар мезгіл-мезгіл түрақты түрде байқалады. Материктердегі ойыстар мен теңіз табанындағы шөгінді қабаттарында әр түрлі өсімдіктер мен жәндіктердің тасқа айналған қалдықтары ұшырасады. Бұл әрбір геологиялық дәуірдің тек өздеріне ғана тән тіршілік дүниесі болғандығын дәлелдейді. Тау жыныстарының жасын анықтау Жердің жасын және оның геологиялық даму тарихын анықтау үшін салыстырмалы және абсолюттік есептеу (геохронология) әдістерін пайдаланады. Тау жыныстарының салыстырмалы жасын анықтауда шөгінді тау жыныстарын кұрайтын қабаттарының ретті орналасу заңдылығына сүйенеді. Бұл заңдылық, бойынша, тау жыныстарының бұзылмаған қабаттарының жоғарғысы төменгісімен салыстырғанда жасырак болады. Бұл заңдылык дәлелдеуді қажет етпейді, егер астыңғы қабат болмаса, онда оны жауып жатқан үстіңгі қабат та түзіле алмайтыны түсінікті. Тау жыныстарының салыстырмалы жасын анықтау үшін ежелгі геологиялық дәуірлерде тіршілік еткен жәндіктер мен өсімдіктер дүниесінің таска айналған калдықтарын зерттеудің маңызы зор. Тіршілік дүниесі жердің даму тарихында ең карапайым түрлерден басталып, ең күрделі түрлерге дейін дамып жетілген. Сөйтіп, ғалымдар Жер бетінде өмір сүрген тіршілік дүниесінің казба қалдықтарын және жер қыртысын құрайтын тау жыныстарының құрамы мен құрылысын зерттеу негізінде Жердің даму тарихын бір жүйеге келтірді. Соның нәтижесінде геохронологиялық кесте жасалды. Ол 1900 жылы Дүниежүзілік геологиялық конгресте бекітілді. Бұл кесте ғылымның дамуымен ұдайы жетілдіріліп отырылады. Жер қыртысының даму тарихындағы эралар үзақ кезеңдерге топтастырылған. Жер тарихы бес эраға бөлінеді. Ең алғашқы тіршілік бастамасы - Жердің көне тарихына байланысты. Бұл уақыт архей ( «археос» - көне тіршілік деген мағынада) деп аталады. Одан кейінгі уакыттар: * протерозой ( «протерос» - алғашқы), * палеозой ( «палеос» - кене), * мезозой ( «мезос» - орта), * кайнозой ( «кайнос» - жаңа) болып бөлінеді. Геохронологиялық кестедегі кезеңдердің атаулары шегінді жыныстардың алғашқы табылған орындарына қарай, жергілікті жер атауларына (кембрий, девон, пермь, юра) немесе халыктардың атына (ордовик, силур), жыныстардың құрамына (тас көмір, бор) байланысты аталады. Хронологиялық кестенің жүйелерін ажырата білу үшін шартты белгілер қабылданған. Геологиялық карталарда индекстері (белгілері), оның латынша аттарының алғашқы әріптері арқылы белгіленеді (мысалы, архей - AR), кезеңдердің индекстері оның латынша атының бірінші әріптерімен белгіленеді (мысалы, пермь - Р). Тау жыныстарының абсолюттік жасын анықтау ісі ғалымдар XX ғасырдың басында радиоактивті элементтердің ыдырау заңын анщаннан кейін басталды. Әр элемент әр түрлі, бірақ қашан да тұракты жылдамдыкпен ыдырайтынын ғалымдар тәжірибе жүзінде дәлелдеген. Мысалы, уран (торий) ыдыраған кезде қорғасын атомдары түзіледі. Уранның ыдырау жылдамдығын пайдалану арқылы тау жынысының жасын анықтауға болады, 100 грамм ураннан 74 млн жылда 1 грамм қорғасын бөлінеді. Радиологиялық әдістерді қолдану нәтижесінде жер кабаттарын құрайтын көптеген тау жыныстарының жасын анықтауға мүмкіндік туды. Яғни жердің жасын анықтауда салыстырмалы және абсолюттік әдістердің негізінде геохронологиялық кестені құрастыруға мүмкіндік алған. Тау жыныстарының жасы Жер қыртысындағы әртүрлі геологиялық өзгерістерді, олардың жүру ұзақтығы мен ерекшеліктерін түсіну үшін тау жыныстарының геологиялық жасын білудің маңызы зор. Тау жыныстарының абсолюттік және салыстырмалы жасы ажыратылады. Шөгінді тау жыныстарының орналасу ретіне, олардағы өсімдіктер мен жануарлардың тасқа айналған таңбаларын зерттеу арқылы олардың жасын білуге болады. Яғни тау жыныстарының қайсысы бұрын, қайсысы кейін түзілгенін ажыратып, езара салыстыру арқылы олардың салыстырмалы жасы анықталады. Кез келген тау жынысының пайда болған кезінен бергі геологиялық уақыт оның абсолюттік жасы деп есептеледі. Жер қойнауында кейбір радиоактивті элементтердің ыдырау жылдамдығы сыртқы өсерге тәуелсіз болғандықтан, тау жыныстарының дәл жасын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл мақсатта, әдетте, уранның ыдырауына қатысты деректер пайдаланылады. Уранның гелий мен қорғасынға ыдырауы 4,51109 жылға созылады; меншікті салмағы жеңіл гелий бөлініп шығып, ал қорғасын жер қойнауында жинақталады. Уранның ыдырау жылдамдығы мен бөлінетін қорғасын мөлшері белгілі болғандықтан, жер қойнауында жинақталған қорғасынның мөлшеріне қарап, оның қашаннан бастап түзілгенін нақты анықтауға болады. Жер шарының әртүрлі бөліктеріндегі құрамында уран мен қорғасын бар тау жыныстарын химиялық зерттеу арқылы олардың абсолюттік (радиометриялық) жасын анықтайды. Бұл әдісті ғылымға XX ғасырдың басында француз физигі П. Кюри мен ағылшын физигі Э. Резерфорд енгізген. Тау жасалу кезеңдері Геологиялық уақыт аралығында жер қыртысы жиі өзгерістерге ұшырап, ұдайы дамып отырады. Оған, ең алдымен, Жердің ішкі энергиясы мен қысым әсерінен жүретін түрліше козғалыстар әсер етеді. Жер қыртысындағы құрылымдарды қалыптастыратын бұл ішкі күштерді тектоникалық қозғалыстар деп те атайды. Тектоника — жер қыртысының дамуын және оның ішкі күштер мен әртүрлі дәрежедегі иіліп-майысулар өсерінен өзгеруін зерттейтін геологияның бір саласы. Тектоникалық қозғалыстардың ең маңыздыларының бірі — материктердегі тау құрылу процестері. Олар қарқынды жанартау атқылаулары, күшті жерсілкінулері, тау жыныстарының құрамы мен құрылымының күрделі езгерістерімен қатар жүреді. Жер қыртысының геологиялық даму тарихында бірнеше рет күшті тау құрылу кезеңдері болған, оларды тау қатпарлықтары деп те атайды. Жер қыртысының архей мен протерозой эраларында қалыптасқан неғұрлым тұрақты құрылымдарын платформа деп атайды. Тектоникалық деректер бойынша, жер қыртысы дамуындағы ең ежелгі тау қатпарлығы ретінде байкал қатпарлыгын атайды. Бұл қатпарлық протерозойда басталып, палеозойдың басында аяқталды. Байкал қатпарлығының құрылымдары мен олардың ерекшеліктері алғаш рет Байкал көлінің маңындағы тауларда анықталған, қатпарлық аты осымен байланысты қойылған. Сонымен қатар байкал қатпарлығының іздерін Шығыс Саян, Таймыр, Корея және Арабия түбектерінен кездестіруге болады. Бұл кұрылымдар кейінгі тау жасалу қозғалыстары әсерінен өзгерістерге ұшыраған. Палеозойдың силур, девон дәуірлерінде каледон қатпарлығы жүрді. Бұл таулар кейінгі герцин қатпарлығында көтерілген таулармен жымдасып, біртұтас тау жүйелерін түзді. Палеозойлық құрылымдардың басым көпшілігі кейінгі тектоникалық қозғалыстар әсерінен майысуларға ұшырап, ұзақ уақыт теңіз табанына айналды. Теңіздік шөгінділерің қарқынды жиналуы жүрген бұл құрылымдар қазіргі кезде мұнай мен газға бай аудандар қатарына жатады. Палеозойлық іргетас мезозой және кайнозой жыныстарымен жабылған, салыстырмалы түрде тұрақты, жер бедері тегіс, жазық болып келетін мұндай құрылымдар жас платформалар немесе эпигерциндік (герциннен кейінгі) плиталар деп аталады. Олардың ең ірілеріне: Еуразияда Батыс Сібір, Тұран, Батыс Еуропа; Солтүстік Америкада Мексика шығанағы жағалауы жатады. Палеозойлық құрылымдар құрлықтың оқшау жатқан ежелгі бөліктерін біріктірген. Олар қазіргі материктердің негізін құрайды. Құрлыктың континенттік шөгінділер қалың жиналған бөліктерінде қазіргі ірі көмір алаптары қалыптаса бастады. Мезозой эрасында бірнеше тау түзілу кезеңдерін біріктірген, жалпы атпен мезозой қатпарлығымеп аталған тау жасалу процесі қарқынды жүрді. Солтүстік жарты шар материктерінде бұл қатпарлық өте үлкен аумақты қамтып, ірі тауm жүйелерінің түзілуіне себепші болды. Мұндай құрылымдарға Кордильера, Солтүстік-Шығыс Сібір мен Сихотэ-Алинь таулары, Тибет жатады. Осы кезенде оңтүстік жарты шар материктерінде салыстырмалы түрде тыныштық жағдай орнады. Палеогеннің соңы мен неогенде жүрген қарқынды тау жасалу қозғалыстары альпі қатпарлығы деп аталады. Бұл қатпарлықта Еуразиядағы аса ірі Альпі-Гималай геосинклинальдық белдеуінде орналасқан тау жүйелері көтерілді. Алыпі қатпарлығында тектоникалық әрекеттердің аса қаркынды жүруі бұл белдеуге көршілес орналасқан ежелгі тау құрылымдарының қайта жаңғыруына, көтерілуіне себепші болды. Бұл күштер неотектоникалық қозғалыстар деп аталады, себебі бұл қозғалыстар әсерінен терең тектоникалық жарықтар пайда болып, салыстырмалы түрде ежелгі құрылымдар қозғалмалы (сейсмикалық) аудандарға айналды. Неотектоникалық қозғалыстар Тянь-Шань, Алтай, Саян, Байкал тау жүйелерін қамтыды, олардың әсерінен бұл аймақтарда тауаралық ірі қазаншұңқырлар қалыптасты. Кейбір аудандарда терең жарьщтар жердің терең кыртысы аркылы мантияға дейін жетіп ,рифтілер қалыптасты. Мүндай рифтілер катарына Байкал көлі мен Өлі теңіз табанындағы жөне Шығыс Африкадағы Үлы жарьщтар жатады. Терең тектоникалық жарьщтар бойында көл казаншүңкырлары орналасады. Дүниежүзілік мұхит табанында рифтілердің ең ірі жүйесі таралған, олар суасты орта жоталарына сәйкес келеді. Материктердің Тынық мұхитпен жалғас бөліктері қазіргі кездегі тау жасалудың ең қарқынды жүріп жатқан аудандары болып табылады, бұл аймақ Тынық мұхиттық жанартаулық белдеу деп аталады. Бұл белдеуде қарқынды жанартау атқылаулары, күшті жерсілкінулер тоқтаусыз жүріп жатыр. Жанартаулық белдеу бойымен материктік литосфералық тақталардың аумағы біртіндеп ұлғаюда. Қазіргі кезде құрлық пен мұхит табандарында 800-ден астам сөнбеген жанартау орналасқан. Олардан жылына 6 млрд тоннадан астам эффузивті жыныстар лава түрінде жайылып, жер қыртысын қалындатады. Геохронологиялық кесте Дереккөздер