Геологическая история Земли

История планеты начинается 4,54 млрд лет назад. Земля образовалась в процессе постепенного сжатия газопылевого диска, который остался после формирования Солнца. Процесс сжатия сопровождался очень сильным разогреванием вещества, но со временем внешний слой остыл, превратившись в твёрдую земную кору.

Строение и внешность древней Земли на этом этапе развития существенно отличались от современных. Это был безжизненный холодный мир, лишённый атмосферы. Луна появилась после столкновения молодой планеты с гигантским небесным телом, масса которого предположительно составляла 10% от земной. В результате этой катастрофы происходит наклон оси вращения, а часть мантии, выброшенная на орбиту, формирует естественный спутник.

Со временем, благодаря дегазации и вулканической деятельности, на планете смогла появиться первая атмосфера. Водяной конденсат и обломки ледяных комет постепенно создали океаны. Рельеф Земли постоянно менялся. Границы материков то соединялись, то расходились, Последний известный суперконтинент Пангея исчез около 180 млн лет назад.

История планеты, согласно геохронологической таблице, поделена на длинные временные отрезки:

1. Эон вмещает в себя несколько эр. Это основная и самая масштабная единица геологической истории, отражающая глобальные изменения планеты.
2. Эра — это полуинтервал, связанный с изменениями на поверхности планеты, в том числе в биосфере и атмосфере.
3. Геологический период — подраздел эры. Временной промежуток, за который в недрах земли образовался очередной слой отложений.
4. Эпохи — более мелкие хронологические единицы, входящие в геологический период.
5. Ярус или век — относительно короткий период, длиной в несколько миллионов лет, предназначенный для определения мелких горных образований.

Последняя ледниковая эпоха, начавшаяся около 40 млн лет назад, длится до сих пор. Полюса планеты то замерзают, то оттаивают с периодичностью от 40 до 100 тыс. лет. Сейчас человечество живёт в оттепель. Очередной период ледниковой эры закончился 10 тысяч лет назад.

Катархей — ниже древнейшего

Катархейский эон продолжительностью полмиллиарда лет не оставил после себя осадочных пород. Мир в те далёкие времена совсем не походил на сегодняшний, а скорее напоминал Луну.

Вопреки распространённым заблуждениям, на Земле того времени не происходило бурной вулканической активности, а извержений лавы и процесса горообразования не существовало. Планета представляла собой шар, имеющий однородную структуру. Центральное металлическое ядро ещё не успело сформироваться. Рельеф поверхности был довольно плоский из-за постоянных землетрясений. Жестокая пустыня, покрытая слоем реголита, не имела атмосферы и океанов, из-за этого небо всегда было чёрное, словно ночью. Солнце светило слабее, а Луна буквально нависала над головой.

Вначале Катархея спутник Земли ещё не успел отдалиться и обращался по орбите высотой всего 17 тыс. км. Сутки были очень короткими — 6 часов. Орбита Луны увеличивалась в год на 10 километров, постепенно отдаляясь.

Архейский эон

Древний отрезок времени от 4 до 2,5 млрд л. н. по праву может называться периодом детства Земли. Несмотря на отсутствие привычной для человека атмосферы, в горных породах того времени обнаруживаются следы простейших жизненных форм. Это были анаэробные бактерии, способные легко обходиться без кислорода.

Архейский геологический эон включает в себя 4 эры:

1. Эоархей — 4−3,6 млрд л. н. Поверхность планеты затвердела ещё не полностью, она подвержена частой бомбардировке астероидами и метеоритами. Древняя атмосфера была бескислородная. Она состояла из углекислого газа и небольшого количества азота. Появляется гидросфера, но воды пока очень мало, никакого намёка на мировой океан. При исследовании отложений того периода были обнаружены следы первых бактериальных сообществ.
2. Палеоархей — 3,6−3,2 млрд л. н. Происходит дальнейшее формирование сверхконтинента Ваальбары. Бактериальные формы жизни распространяются, выделяя в атмосферу всё больше кислорода. В центре Земли полностью сформировалось тяжёлое металлическое ядро, а магнитное поле значительно усилилось.
3. Мезоархей — 3,2−2,8 млрд л. н. Земля почти полностью покрыта океаном, над которым возвышаются маленькие вулканические острова. Из них постепенно формируются крупные континенты. Начинается тектоническое движение литосферных плит, повышается вулканическая активность.
4. Неоархей — 2,8−2,5 млрд л. н. Благодаря тектонической активности увеличивается процентное соотношение суши. Появляются бактерии, использующие фотосинтез. Кислорода становится всё больше.

Вначале архея атмосфера и гидросфера представляли собой смешанную водно-газовую оболочку, которая окутывала всю планету. Её дифференциация привела к появлению мелкого мирового океана.

Протерозой — первая жизнь

Протерозойский эон продолжался почти два миллиарда лет, от 2500 до 541 млн л. н. Он является самой длительной геологической эрой. Происходит ароморфоз одноклеточных организмов и появление первых многоклеточных животных.

Главные события:

1. Повышение уровня кислорода привело к кардинальным изменениям свойств атмосферы.
2. Объём мирового океана существенно увеличился, достигнув современного значения.
3. Самое продолжительное за всю историю гуронское оледенение продолжалось почти 300 млн лет.
4. Начали появляться сложные организмы вроде грибов и губок.
5. Усиленная жизнедеятельность водорослей и бактериальной микрофлоры способствует образованию почвы.

Все известные на сегодняшний день залежи металлических руд сформировались в протерозое. Эон включает в себя 3 эры: палеопротерозой, мезопротерозой, неопротерозой.

Палеопротерозойская эра

Этот отрезок времени (2,5−1,6 млрд л. н.) ознаменовался образованием континентов и появлением клеточных ядер. В палеопротерозое произошло одно из самых масштабных вымираний, связанное с так называемой кислородной катастрофой. Повышение концентрации О2 в атмосфере Земли привело к гибели анаэробных бактерий. В итоге бо́льшая часть жизненных форм на планете исчезла.

Эра включает в себя 4 периода:

1. Сидерийский.
2. Рясийский.
3. Орозирийский.
4. Статерийский.

Мировой океан насыщается кислородом, что приводит к его очистке от растворённого железа. Самое серьёзное и длительное похолодание на Земле произошло в палеопротерозойской эре. Гуронское оледенение длилось более 300 миллионов лет.

Мезопротерозойская эра

В геологической эре, длившейся около 600 млн лет (1,6−1 млрд л. н.), происходит образование Родинии и раскол суперконтинента Колумбии. Половое размножение, появившееся у доисторических живых организмов, продолжает эволюционировать.

Эра разделена на три периода:

1. Калимский. Появляются новые континентальные блоки и распадается Колумбия.
2. Эктазийски. Появляются первые многоклеточные животные — красные водоросли.
3. Стенийский. Заканчивается формирование Родинии и появляются первые эукариоты, размножающиеся половым путём.

Продолжается накопление горных отложений и расширение осадочных чехлов. Соотношение суши и воды в те времена было приблизительно такое, как и в современном мире. Однако географическое расположение материков существенно отличалось от сегодняшнего. Существовал единственный континент Родиния и всемирный океан под названием Мировия.

Неопротерозойская эра

Заключительная эра протерозойского эона (1−0,541 млрд л. н.) продолжалась полмиллиона лет. За это историческое время Родиния раскололась на 8 частей, а океан Мировия прекратил своё существование. Оледенение достигает своего пика, достигая экваториальной зоны, а животные обзаводятся первыми твёрдыми скелетами.

Неопротерозой делится на три периода:

1. Тонийский. Появляются первые многоклеточные животные, напоминающие червей.
2. Криогенийский. Именно на него пришёлся пик оледенения планеты.
3. Эдиакарийский период завершает докембрийскую геологическую историю планеты.

Для того чтобы понять, какие организмы жили в протерозойскую эру, можно представить себе современных медуз и моллюсков. Однако бо́льшая часть животных существенно отличалась от нынешних.

Фанерозой — явная жизнь

Фанерозой — последний эон в геологической истории. Он начался около полумиллиона лет назад и продолжается поныне. В этот период все формы жизни начали усиленно развиваться. Появляются разнообразный растительный мир и наземные животные. Формируется современное расположение материков и океанов.

Флора и фауна тесно взаимосвязаны. Жизнь во всех своих проявлениях распространяется по планете — в воздухе, на суше и в самых тёмных глубинах океана.

Происходит несколько крупных вымираний:

1. Ордовикско-силурийское.
2. Девонское.
3. Пермское.
4. Триасовое.
5. Мел-палеогеновое.

Последнее вымирание закончилось 65 млн лет назад.

Фанерозойский эон включает в себя 3 эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую.

Палеозойская эра

Палеозой начался 541 млн л. н. Эра длилась более 290 миллионов лет. Все материки южного полушария соединяются и возникает очередной сверхконтинент — Гондвана. К ней постепенно пристыковываются остальные части суши. Всё заканчивается образованием Пангеи и крупнейшим пермским вымиранием.

Палеозойская эра довольно продолжительная, из-за этого она делится на 6 периодов:

1. Кембрийский.
2. Ордовикский.
3. Силурский.
4. Девонский.
5. Каменноугольный или карбон.
6. Пермский.

В палеозойскую эру впервые зарождаются позвоночные, в том числе костные и хрящевые рыбы. Растения и животные постепенно выходят на сушу. Наземная фауна представлена земноводными и древними ящерами. Во время великого пермского вымирания исчезло более 95% обитателей океана и приблизительно 70% видов позвоночных животных.

Мезозойская эра

Мезозой — это геологическая эра, являющаяся временем возникновения млекопитающих. Она заняла отрезок от 252 до 66 млн л. н. Тектоническая активность планеты заметно возрастает. Происходит раскол Пангеи на несколько частей, из которых впоследствии формируются современные континенты. Этот процесс способствует усиленному видообразованию и дальнейшей эволюции всех жизненных форм на планете. Развитию животного и растительного мира также способствует влажный и тёплый климат.

Периоды мезозойской эры:

1. Триас.
2. Юра.
3. Мел.

Флора того времени представлена голосеменными, в особенности хвойными видами. Начинают развиваться древесные формы покрытосеменных растений. Лидерами животного мира становятся рептилии и насекомые. Первые летающие ящеры, появившиеся в юрском периоде, уверенно захватывают воздушные просторы. Динозавры достигают колоссальных размеров — масса некоторых превышает 50 тонн.

Кайнозойская эра

Кайнозой является заключительным временным отрезком в хронологии Земли. Он берёт свой отсчёт 66 млн л. н. и длится по сей день. На заре эры происходит очередное массовое вымирание. Гигантские ящеры, царствовавшие много миллионов лет, исчезают. На смену приходят млекопитающие животные. Материки продолжают своё движение, расстояние между ними увеличивается. Карта мира приобретает современный вид.

Эра млекопитающих включает в себя 3 периода:

1. Палеогеновый.
2. Неогеновый.
3. Четвертичный.

Флора и фауна продолжает стремительно развиваться. Эволюция порождает неисчислимое количество видов растений и животных, обитающих в воде, на суше и в воздухе. Первые современные люди появляются в плейстоценовую эпоху четвертичного периода на африканском континенте. Это эпохальное событие произошло 200 тысяч лет назад.

Приблизительно 73,5 тыс. л. н. происходит извержение супервулкана в Индонезии. Эта катастрофа приводит к резкому сокращению численности всех животных на планете.