Географія. 8 клас. Гільберг

§ 13. Геологічна історія Землі. Геологічне літочислення. Геологічні ери

Пригадайте: 1. Що ви вже знаєте про історію розвитку планети Земля? 2. Чи завжди на планеті були материки й океани? 3. Яка наука вивчає історію розвитку нашої планети?

Геологічна історія Землі. На думку вчених, геологічна історія Землі розпочалася 4,6 млрд років тому, коли навколо Сонця з газопилової туманності сформувалися планети Сонячної системи. Через обертання й безперервні зіткнення комет і метеоритів, виділення радіоактивними елементами тепла поверхня Землі почала розігріватися та перейшла в розплавлений стан. Важчі елементи концентрувались у центрі Землі, а легші підіймалися до поверхні, що зумовило виокремлення ядра та мантії. Поверхневий шар із часом охолонув, затвердів і утворив тонку базальтову кору. Перегріта вода під високим тиском виносила на поверхню розчини різних елементів. Кремній, алюміній та їх сполуки осідали на поверхні, утворюючи гранітний шар, а пара й гази потрапляли в атмосферу.

Дегазація та вулканічна активність створили первинну атмосферу. Земна поверхня постійно змінювалася, за сотні мільйонів років континенти формувалися й розпадалися. Материки рухалися поверхнею Землі, часом об’єднуючись у суперконтинент. Приблизно 750 млн років тому через масштабну вулканічну діяльність суперконтинент Родинія почав розпадатися. Згодом континенти утворили материк Пангею, який, у свою чергу, розпався майже 180 млн років тому. Океан Тетіс поділив Пангею на два материки — Лавразію на півночі й Гондвану на півдні. Пізніше відбулося руйнування Гондвани та Лавразії (розходження літосферних плит) шляхом «розкриття» Індійського й Атлантичного океанів. Приблизно 65 млн років тому обриси океанів і материків уже нагадували сучасні. Унаслідок розходження літосферних плит «омолодилася» кора Тихого океану.

Відомий геохімік і мінеролог О. Ферсман виокремлював в історії Землі періоди, які характеризуються певними геохімічними процесами. Умовно розрізняють п’ять стадій: космічну, планетарну, магматичну, гіпергенну і життя.

Геологічне літочислення. Ви вже знаєте, що час формування земної кори називають геологічним. Як же визначили цей час? Як зародилося й розвивалося життя на Землі? Який вік певних гірських порід і скам’янілих решток рослин і тварин? На ці та інші запитання вчені одержали відповідь після визначення абсолютного й відносного віку гірських порід і скам’янілих решток рослин і тварин.

Більша частина поверхні сучасної України формувалася в межах Східноєвропейської платформи за певний геологічний час. Геологічним віком території вважають послідовність геологічних подій, що на ній відбувалися. Геологи створили шкалу геологічного часу, за якою визначають відносний вік гірських порід. Відносний вік живих організмів, гірських порід, епох гороутворення встановлюють завдяки вивченню скам’янілих решток рослин і тварин, які знаходять у певних гірських породах, а також враховуючи послідовність нашарування гірських порід.

Абсолютний вік гірських порід навчилися визначати пізніше за відносний, переважно за допомогою радіологічних методів, тобто за часом розпаду радіоактивних елементів, що містяться в гірських породах, зокрема урану. За будь-яких умов уран розпадається за певний час на свинець і гелій. За масою свинцю в гірських породах можна визначити абсолютний вік (у роках), необхідний для його утворення з урану, що свідчить про вік певної гірської породи. Установлення абсолютного й відносного віку дає змогу скласти геохронологічну шкалу (таблицю геологічного літочислення), у якій геологічний час поділяють на ери й періоди, установити початок і закінчення певних епох гороутворення, час появи живих організмів тощо (табл. 4, с. 64-65).

Геологічна ера — один з найбільших відрізків часу в хронології геологічної історії Землі. Геологічна ера є підрозділом геохронологічної шкали, що відповідає часові утворення гірських порід, які становлять певну групу. В історії геологічного розвитку Землі виокремлюють такі ери: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Ери поділяють на періоди.

Найдавнішою є архейська ера. Континентальна земна кора була тонкою і рухалася внаслідок дії внутрішніх сил планети. Уздовж розломів проявлявся магматизм. У межах України земна кора складалася з кристалічних порід магматичного й метаморфічного походження. Архейські породи є фундаментом Східноєвропейської платформи, у межах якої розташована більша частина території України. Вони виходять на поверхню в межах Українського щита. На початку архейської ери виникли перші водойми, де накопичувались опади, з яких утворилися найдавніші осадові породи. У водних басейнах з’явилися перші живі організми.

На початку протерозойської ери суходіл значною мірою був зруйнований, а певні частини материків затоплені мілководними морями. На півдні України на початку протерозою було мілководне море, оточене з усіх боків гірськими хребтами. Гори вивітрювались, а продукти вивітрювання відкладалися на дні моря. Наприкінці протерозою на місці моря утворюються гори, а осадові відкладення метаморфізуються. Так виникли родовища залізних руд Криворізького басейну. Протерозойська мідь утворилася завдяки появі синьо-зелених водоростей і рослин.

На початку палеозою море вкривало західну частину Волині, Поділля й Карпати. Решта території України була суходолом. Через тектонічні рухи розміри й глибина ранньопалеозойських морів змінювалися. На сході України почали формуватися нові структури — Дніпровсько-Донецька западина та Донецька складчаста область. Згодом на місці величезного рифтового прогину утворилася затока, де формувалися як морські, так і лагунні відкладення (солі). У кам’яновугільному періоді палеозою морські басейни займали в Україні значні площі.

Таблиця 4

Геохронологічна таблиця для території України

Продовження табл.

На більшій частині території був вологий субтропічний клімат, який сприяв розвитку різноманітної рослинності. Такі фізико-географічні умови були надзвичайно сприятливими для нагромадження рослинних решток, що згодом перетворилися на вугілля. Герцинське гороутворення в пермський період зумовило різке скорочення морських басейнів і розширення суходолу. Лише в Дніпровсько-Донецькій западині й Донецькій складчастій області були неглибокі моря.

Більша частина мезозойського етапу розвитку території України характеризується значними трансгресіями (наступом моря) і регресіями (відступом моря), інтенсивним розвитком органічного світу. У Карпатах і Криму були моря, глибина яких значно змінювалась, що зумовило нагромадження різноманітних відкладень. Наприкінці мезозою більша частина території України перетворилася на суходіл.

У кайнозойську еру на території України відбувалися складні геологічні процеси, унаслідок чого змінилися фізико-географічні умови, що сприяло формуванню сучасних ландшафтів. У палеогені платформні ділянки неодноразово вкривалися морями. Кліматичні умови субтропічного характеру сприяли утворенню бурого вугілля, нафти, горючих газів, марганцевої руди, бокситів і фосфоритів. У неогені відбувалося активне гороутворення, у результаті якого сформувалися гірські споруди Криму й Карпат. Морські басейни залишилися тільки на півдні й південному заході України. В узбережній зоні південно-західного басейну утворилися коралові рифи, рештки яких виступають на Поділлі у вигляді Товтрового пасма. У неогені кліматичні умови повільно змінювалися від субтропічних до помірних.

Найважливішою подією четвертинного, або антропогенового, періоду, який розпочався приблизно 1,8 млн років тому й триває досі, є велике зледеніння Північної півкулі. Льодовики просувалися зі Скандинавського півострова на південь і сягали наших широт. У межах Східноєвропейської рівнини зафіксовані чотири льодовикові епохи: окська, дніпровська, московська, валдайська. Території України досягли льодовики перших двох зледенінь. Окський льодовик (500-400 тис. років тому) лише зачепив крайню північно-західну частину України, а дніпровський (290-240 тис. років тому) ішов двома смугами — долинами Прип’яті та Дніпра в глиб України, оминаючи Придніпровську та Середньоруську височини. Льодовики значною мірою вплинули на формування сучасних форм рельєфу. Велике значення має майже повсюдне поширення лесу — унікальної ґрунтоутворювальної породи, на основі якої сформувалися славнозвісні українські чорноземи. Лес також є цінним будівельним матеріалом і широко використовується у виробництві цегли.

У північній частині сучасної України, куди доходили льодовики, добре збереглися льодовикові форми рельєфу: морени, скупчення валунів, водно-льодовикові піски тощо.

Неотектонічні рухи. Важливим геологічним процесом в антропогеновому періоді були неотектонічні коливальні рухи. Проте загалом територія України, за винятком вузької берегової смуги в Причорномор’ї, зазнала підняття.

Неотектонічні рухи — це коливання земної кори, які відбувалися протягом останніх 25-30 млн років у неогеновий та антропогеновий (четвертинний) періоди кайнозойської ери. Як ви вже знаєте, найактивніші рухи земної кори відбувалися на півдні й заході країни, що зумовило утворення складчастих споруд Карпат і Кримських гір. Ці споруди піднялися з морського дна на значну висоту (800 м і більше) унаслідок зіткнення літосферних плит. Гороутворювальні процеси тривають донині, про що свідчать землетруси. Можна виокремити два осередки землетрусів: один формується на межі Південних і Східних Карпат на території Румунії. Це так звана зона Вранча. Інший — на дні Чорного моря біля узбережжя Криму, що пов’язано з продовженням опускання південної частини Кримської гірської споруди.

Формуванню рельєфу й утворенню відповідних гірських порід сприяв і вулканізм, що підтверджують згаслі вулкани на Закарпатті та в Криму.

На відміну від гірських споруд, платформні ділянки зазнали незначного підняття й опускання, унаслідок чого вони затоплювалися морем, на дні якого відкладалися різноманітні глини, піски й вапняки неогенового періоду.

Геологічні карти. На геологічних картах показують поширення гірських порід різного віку. У цих карт складна легенда та яскраві й контрастні кольори, що пояснюється виходом на земну поверхню шарів гірських порід різного рівня (мал. 30).

Кольори, які використовують на геологічних картах відповідають геохронологічній таблиці, вони загальноприйняті для кожної ери й періоду. Ці кольори однакові у всіх країнах світу, так само як і спеціальні індекси для позначення ер і періодів. Тому геологи легко читають геологічні карти, виготовлені в будь-якій країні.

Мал. 30. Геологічна карта України

Чим менший вік гірських порід, тим ближче вони залягають до земної поверхні. Тому сучасні четвертинні відклади перекривають майже суцільним шаром давніші гірські породи. Для того щоб показати всю строкатість геологічної будови, на геологічних картах гірські породи четвертинного віку позначають тільки в тих місцях, де вони займають найбільшу площу. На решті території на карті різновікові корінні гірські породи розташовані під четвертинними відкладеннями.

З допомогою геологічної карти можна встановити вік гірських порід і характер їх залягання на різних територіях. Вік гірських порід визначають за легендою карти.

  • Користуючись геологічною картою, визначте вік гірських порід, які характерні для території вашої області.

Для з’ясування характеру залягання порід потрібно знати ознаки, які легко виявити на геологічній карті. Наприклад, одновікові гірські породи зображені на геологічній карті великими плямами різних форм, що свідчить про горизонтальне залягання шарів. Таке залягання шарів гірських порід характерне для рівнин.

Про складчасте залягання шарів свідчать вузькі смуги, розміщені в певному напрямку, які відповідають шарам гірських порід різного віку. У процесі вивітрювання на поверхню Землі виходять дуже давні гірські породи. Найдавніші породи залягають у центрі цих смуг, а чим ближче до їх країв, тим породи молодші.

Геологічні карти — важливий інструмент у руках геологів, географів, гідрологів і будівельників. Карти допомагають виявити типи земної кори, які відрізняються за геологічною будовою й характером руху, установити належність території до платформ і складчастих областей.

  • За геологічною картою атласу визначте, гірськими породами якого віку складені Кримські гори.

Дослідження П. Тутковського. Відомий український учений-геолог, географ і педагог, дійсний член Української та Білоруської академій наук Павло Тутковський (1858-1930) був одним з основоположників геологічної та географічної науки в Україні у ХІХ-ХХ ст. Учений народився на Вінниччині. Він проводив геологічні дослідження майже всіх губерній України. Вивчав викопну мікрофауну й надрукував до 20 оригінальних праць із цього питання. Водночас він досліджував підземні води України й розробив проект водопостачання м. Києва. Саме йому ми завдячуємо тим, що Київ був одним із перших європейських міст, яке забезпечило себе артезіанською водою. Його фундаментальні праці стосуються переважно Волині й Полісся. Чимало досліджень П. Тутковського присвячено палеогеографії; він розвинув учення про материкове зледеніння та зв’язок стадій зледеніння з епохами утворення українського лесу. Він довів його еолове (вітрове) походження. Праця П. Тутковського «Краєвиди України у зв’язку з природою та людністю» стала класичною. Він видав перший україномовний довідник «Загальне землезнавство». У 1918 р. за його науковою редакцією було надруковано «Шкільну мапу України».

Павло Тутковський

Висновки

  • Учені вважають, що геологічна історія Землі розпочалася 4,6 млрд років тому, коли з газопилової туманності сформувалися планети Сонячної системи.
  • Установлено відносний та абсолютний геологічний час.
  • Геологічна ера є підрозділом геохронологічної шкали, що відповідає часові утворення певної групи гірських порід.
  • Більша частина території України утворилась у кайнозойську еру.
  • Природні умови різних геологічних періодів сприяли накопиченню певних, характерних для цього часу, корисних копалин.
  • Геологічна карта показує вік гірських порід, які складають поверхню Землі. За геологічною картою можна визначити характер залягання шарів гірських порід.
  • Відомий український учений П. Тутковський розвинув учення про материкове зледеніння та зв’язок стадій зледеніння з епохами утворення українського лесу. Він довів його еолове походження.

Основні терміни й поняття

Геологічна ера — один з найбільших відрізків часу в хронології геологічної історії Землі. Геологічна ера є підрозділом геохронологічної шкали, що відповідає часові утворення гірських порід певної групи.

Геологія — наука про земну кору, її склад, будову, історію розвитку та процеси, що в ній відбуваються.

Неотектонічні рухи — коливання земної кори, які відбувалися протягом останніх 25-30 млн років у неогеновий та антропогеновий (четвертинний) періоди кайнозойської ери.

Запитання та завдання

  • 1. У які геологічні ери утворювалася територія України?
  • 2. Охарактеризуйте підходи до геологічного літочислення.
  • 3. Що показують на геологічних картах?
  • 4. Які відомості можна отримати з геохронологічної таблиці?
  • 5. Чому важливо встановлювати геологічний вік гірських порід?
  • 6. Поясніть природу утворення лесу.
  • 7. Проаналізуйте геохронологічну таблицю. Які регіони України утворилися в кайнозойську еру?

Це цікаво

Леси й лесоподібні суглинки залягають на більшій частині території України. Вони використовуються у виробництві цегли, черепиці, дренажних труб тощо. Потужність лесових відкладів у степовій зоні України коливається від 5 до 50 м. На Поліссі їх товща менша (5-10 м), вони трапляються тут на підвищеннях.

Готуємося до наступного уроку

Які тектонічні структури земної кори ви знаєте з попередніх курсів географії?