Рассмотрите рисунок 25. Какие временные промежутки выделяют в истории Земли?
Картину развития жизни на Земле от момента появления первых организмов до наших дней воссоздает палеонтология (от греч. palaios - древний, ontos - существо и logos - учение) - наука об ископаемых органических остатках прошлых геологических эпох. Будучи биологической наукой, палеонтология связана с исторической геологией - наукой об истории нашей планеты. Используя методы исторической геологии, ученые определяют возраст геологических пластов Земли и найденных в них ископаемых остатков.
Ископаемые остатки и формы их сохранности. Любые ископаемые остатки называют окаменелостями. Они представляют собой сохранившиеся тела, отпечатки растений и животных, а также следы жизнедеятельности вымерших организмов (рис. 23).
Известно, что под воздействием различных процессов на поверхности суши и в воде происходит быстрое разрушение трупов животных и отмерших частей растений. Лишь очень немногие организмы после смерти способны сохранять свою форму. Это происходит в том случае, если останки умершего организма сразу были погребены под плотными осадками, и процесс разложения прекратился. Наиболее благоприятной для сохранения окаменелостей средой является вода. В некоторых случаях возможна почти полная сохранность умерших организмов, например, в янтаре, соли, нефти или во льду.
Рис. 23. Окаменелости: 1 — ископаемое тело (насекомое в янтаре); 2 — отпечаток листа папоротника; 3 — ядро раковины моллюска аммонита
В слоях горных пород окаменелости распределены неравномерно: иногда они почти полностью слагают породу, а нередко их приходится искать с помощью микроскопа. В любом случае для воссоздания картины развития жизни на Земле необходимо определить возраст горной породы и найденных в ней окаменелостей. Для этого используют методы геохронологии.
Геохронология и ее методы. Геохронология (геологическое летоисчисление) - учение о временной последовательности формирования горных пород, слагающих земную кору. Различают относительную и абсолютную геохронологии.
Относительная геохронология исходит из представления о том, что более поверхностный пласт земной коры всегда моложе лежащего под ним. В относительной геохронологии используют два метода: метод руководящих ископаемых и метод анализа комплекса ископаемых. Применяя первый метод, палеонтологи ищут в горных породах так называемые руководящие ископаемые - окаменелости организмов, принадлежащих к вымершим видам или родам, свойственные данному слою и за его пределами не встречающиеся (рис. 24). Второй метод более надежен, чем первый, так как основывается на изучении всех окаменелостей, найденных в слое. Однако методы относительной геохронологии, как бы детально ни были они разработаны, не дают реального представления о геологическом возрасте Земли и продолжительности отдельных периодов ее истории. На эти вопросы отвечает абсолютная геохронология.
Рис. 24. Ученые-палеонтологи за работой
Рис. 25. Геохронологическая шкала и ее единицы
Абсолютная геохронология основывается на естественной радиоактивности некоторых химических элементов. В настоящее время для определения абсолютного возраста используют данные, полученные в результате радиоактивного распада так называемых долгоживущих радиоактивных изотопов урана, калия, углерода и некоторых других элементов. Эти методы называют радиометрическими. Их применяют для определения возраста окаменелостей, исчисляемых в сотни миллионов и миллиарды лет. Для этого измеряют содержание изотопа и продуктов его распада.
Радиометрические методы постоянно совершенствуются. Однако у них есть и недостатки. Во-первых, невелика еще точность радиометрических методов; во-вторых, не во всех горных породах и окаменелостях можно обнаружить радиоактивные изотопы; в-третьих, радиометрические методы сложны и дорогостоящи.
Геохронологическая шкала. Сравнение окаменелостей различных слоев земной коры позволяет выделить в истории нашей планеты ряд этапов, представляющих собой различные по временной протяженности интервалы, т.е. составить ее геохронологическую шкалу (рис. 25). Основными единицами геохронологической шкалы служат эры, периоды, эпохи и века. Их выделяют в соответствии с изменениями, когда-то происходившими на Земле и влиявшими на очертания морей и материков, а также на горообразовательные процессы, состав атмосферы, характер климата, растительный и животный мир.
Палеонтология, историческая геология, окаменелости; геохронология: относительная и абсолютная, радиометрические методы, геохронологическая шкала: эры, периоды, эпохи, века.
1. В каком виде в земной коре сохраняются ископаемые остатки организмов? 2. Какие методы позволяют определить возраст той или иной горной породы или окаменелости? Почему ученые для выяснения возраста горных пород и окаменелостей обычно используют не один, а несколько методов? 3. На чем основаны методы радиометрической датировки ископаемых остатков и горных пород? Почему эти методы нельзя назвать универсальными? 4. Из каких единиц складывается геохронологическая шкала? На основании чего выделяют единицы геохронологической шкалы?