История взглядов на образование Земли

Доломит. Цвет светло-серый, может быть желтым, зеленым. Блеск стеклянный, твердость (3,5-4), спайность совершенная, имеет осадочное происхождение. Применяется в металлургии, как огнеупорный  материал, в строительной индустрии, при производстве цемента. Месторождения: Урал, Поволжье, Подмосковье.   

Малахит.  Малахит образуется при растворении медных руд и отложении получившихся соединений в трещинах и пустотах горных пород.   Минерал, содержащий углекислую соль меди, которая придает ему сочный зеленый цвет разных оттенков. Его игольчатые кристаллы и почковидные массы с концентрическими рисунками из волнистых полос используются для производства украшений, сувениров, мебели, и в строительстве. Основное месторождение малахита в России - Центральный Урал.  Также малахит добывают в Иране,  Заире, Израиле. 

          Сульфаты.

Гипс.  Минерал белого, серого, желтоватого цвета, иногда он прозрачен или полупрозрачен. Имеет стеклянный блеск, весьма совершенную спайность, твердость (2). Черта бесцветная. Образуется осадочным путем в высыхающих соленых водоемах.  В качестве поделочных камней известны алебастр (волокнистая разновидность гипса) и селенит - порода, состоящая из мелкокристаллического гипса. В большинстве случаев входит в состав осадочных пород. Гипс используют в строительстве, медицине, бумажной отрасли, и как удобрение.  

Ангидрит. Цвет белый, серый, красный. Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость 3-3,5, спайность совершенная, в присутствии воды переходит в гипс, при этом увеличивается в объеме. Крупнейшие месторождения: Приамурье, Урал, Индия, Германия. 

         Фосфаты. Соли фосфорной кислоты

Апатит. Это очень изменчивый по цвету минерал: он бывает и желтым и зеленым, и синим и фиолетовым и красным. Его можно найти во многих магматических породах. Цвет черты бесцветный, блеск стеклянный жирный, твердость 5, спайность не совершенная, излом неровный. Происхождение осадочное и магматическое. Апатит используют для получения фосфорных удобрений, фосфора и его соединений, в химической промышленности. Крупное месторождение - район Хибинских гор (Кольский полуостров)   

            Оксиды и гидрооксиды.

Кварц. Наиболее известная разновидность кварца - горный хрусталь. Это бесцветный или прозрачный камень. Самый известный из кварцев это аметист. Он может быть от кроваво-красного до голубовато-сиреневого. Его добывают на острове Мадагаскар, В Бразилии, Урале, Кольском полуострове.    

Халцедон. Слоистый камень. Среди его разновидностей  выделяются: оранжевый сердолик, яблочно-зеленый хризопраз и другие. Халцедон неоднородный по окраске в виде слоев или полос называется агатом. Он относится к самым популярным поделочным камням. Из него делали наконечники копий, черенки ножей, украшения и талисманы.     

Гематит (красный железняк).   Цвет минерала варьируется от темно-красного до черного. Цвет черты - вишнево-красный. Имеет полуметаллический или алмазный блеск.  

Магнетит (магнитный железняк). Обладает черным цветом и сильной магнитной способностью. Встречается в магматических и метаморфических породах.

       Силикаты.

Топаз. Он бывает желтоватым (винный топаз), розовым, синим и бесцветным. Это твердый минерал (8) имеет большую плотность, обладает совершенной спайностью. 

Слюда.  Всем видам слюды свойственны небольшая твердость и весьма совершенная спайность: даже пальцами их кристаллы можно расщепить на зеркально-гладкие пластинки. Слюды обычно встречаются в виде мелких чешуек в разнообразных горных породах и их легко заметить на сколе любого гранитного булыжника. Мусковит и биотит разновидности слюды распространены в магматических и метаморфических породах.    

Мусковит. Имеет серовато- белую окраску. Когда еще не научились делать стекло, его роль часто выполняли пластинки слюды-мусковита. В Европу этот минерал везли из России, поэтому его так и назвали (мусковит - московский). 

Биотит. Минерал темно-бурого или зеленовато-черного цвета.

Тальк. Этот минерал отличается крайне низкой твердостью, из-за этого кажется жирным на ощупь. В природе он обычно встречается в виде плотных масс серого, желто-зеленого цвета.  

Полевой шпат.  Более чем наполовину горные породы земной коры сложены из минералов относящихся к полевым шпатам. Они преобладают в гранитах, их мельчайшие пластинки пронизывают базальтовые породы.

        Органические соединения.

Янтарь. Или окаменевшая смола хвойных деревьев. В Греции его называют - электрон, в Италии - амбра, в России вначале называли - алатырь, а затем за этим минералом закрепилось название янтарь. Химический состав янтаря: углерод, водород, кислород.  В виде примесей в нем встречаются кремний, алюминий, сера, азот, железо. Он является аморфным минералом, без кристаллической решетки. При нагревании до + 180 градусов янтарь размягчается, а при температуре + 340 градусов плавится. Основные месторождения: в России - Калининградская область, в мире - Литва, Латвия, Польша, Бирма, Великобритания. Румыния, Италия, США. Золотистые бусы из янтаря в старину семейские одевали на счастье невестам перед свадьбой. Янтарные ожерелья или янтарины носили и кормящие женщины, чтобы ничего дурного не перешло от них к маленькому ребенку, а также использовали как лекарственное средство от заболевания щитовидной железы и дифтерии или <горлянки>.

Определение относительного возраста пород– это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже.  
Относительный возраст осадочных г.п. устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.  
 
Абсолютная геохронология устанавливает возраст г.п. в единицах времени. Определение абсолютного возраста необходимо для корреляции и сопоставления биостратиграфических подразделений различных участков Земли, а также установления возраста лищенных палеонтологических остатков фанерозойских и долембрийских пород.  
К методам определения абсолютного возраста пород относятся методы ядерной (или изотопной геохронологии) и не радиологические методы.

Геохроноло́гия (от др.-греч. γῆ — земля + χρόνος — время + λόγος — слово, учение) — комплекс методов определения возраста пород или минералов с целью определения временной последовательности их образования. Задачей науки также является определение возраста Земли как космического образования. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии.

Термин «абсолютный» считается  устаревшим. Название метода — условное, приведено только как антоним заголовку предыдущего раздела. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология,^[13] прикладная геохронология,^[14] изотопная геохронология, например геохронология по данным абсолютного возраста, радиометрическое датирование и др.^[15] Все эти синонимы не определяют сущность геохронологии, а косвенно отражают только методы проведения исследований.

В основе метода лежит явление  самопроизвольного радиоактивного распада, который по Резерфорду и  Содди (1903 г.) протекает по закону, описывающему ход мономолекулярной реакции. В результате из материнского радиоактивного изотопа ^jR образуется радиогенный изотоп дочернего элемента ⁱD

,

где ⁱD_r — современная измеренная концентрация дочернего радиогенного изотопа, ^jR_o — современные измеренные концентрации материнского изотопа. λ_r — постоянная распада атома ^jR.

Палеонтологический  метод

Основная статья: Руководящие ископаемые

Научный геохронологический метод, определяющий последовательность и дату этапов развития земной коры и органического мира, возник в  конце XVIII в., когда английский геолог Смит в 1799 г. обнаружил, что в слоях одинакового возраста всегда содержатся ископаемые одних и тех же видов. Он также показал, что остатки древних животных и растений размещены (с увеличением глубины) в одном и том же порядке, хотя расстояния между местами, где они обнаружены, очень большие.

Литологический  анализ. При проведении литологического  анализа геолог прежде всего должен восстановить картину распределения осадков на морском дне. Для этого ему необходимо знать закономерности накопления осадков в современных морях и океанах.

Моря и океаны — главные области осадконакопления. Источниками накопления осадков  являются снос с суши, вулканическая деятельность и космическая пыль. Чтобы понять закономерности распределения осадков на морском дне, необходимо принимать во внимание два первых источника: снос с суши и вулканическую деятельность. Главным источником является снос с суши, он происходит повсеместно и в колоссальных размерах. Реки выносят в моря и океаны огромное количество обломочного и растворенного вещества. Например, годовой вынос Амазонки составляет 3787 км³, Конго — 1260, Миссисипи — 600, Волги — 255 км³ взвешенного материала. Все моря и океаны ежегодно получают за счет рек около 12,5 млрд. т взвешенного и около 5 млрд. т растворенного вещества. Эти цифры поражают своей величиной.

Ранние  этапы формирования земной коры

Догеологический этап (5,5—5,0 млрд. лет). На этом этапе завершилось формирование нашей планеты. При этом вещество Земли разделилось на две основные геосферы: ядро и мантию. Как произошло это разделение? Здесь мыслятся два пути, выраженных в двух гипотезах образования Земли. Согласно первой, Земля возникла из газово-пылевого скопления. Затем ее первично-однородная масса разделилась (дифференцировалась) на тяжелое, преимущественно железное, ядро и более легкую каменную, силикатную мантию путем «стекания» железа в ядро; этот процесс должен был сопровождаться сильным разогревом (до 2000° К). По второй гипотезе, сначала из железных же метеоритов образовалось железное ядро Земли, а затем оно «обросло» силикатной оболочкой из каменных метеоритов. Вторая гипотеза менее вероятна, хотя ее поддерживает ряд авторитетных ученых. Дело в том, что при этом варианте должны были бы существовать раздельно железные и каменные метеориты. Между тем изучение железных метеоритов говорит о том, что они могли возникнуть лишь в недрах распавшейся планеты под большим давлением, т. е. уже после образования Солнечной системы, включая Землю. Кроме того, первая гипотеза логичнее, ибо она предусматривает, что разделение первичного вещества Земли на ядро и мантию было следствием того же процесса, благодаря которому впоследствии из мантии выделилась земная кора. Наконец, первая гипотеза позволяет считать, что граница между ядром и мантией не застывшая, а подвижная, динамическая и что процессу дальнейшего разделения вещества Земли на мантию и ядро могли еще долго продолжаться, хотя и замедленно. А это очень важно для понимания дальнейшей эволюции нашей планеты.

Катархейский этап (5,0—4,5 млрд. лет) ознаменовался формированием первичной океанической коры. В течение этого этапа в результате деятельности многочисленных вулканов и трещинных излияний образовалась первичная базальтовая оболочка Земли. Эта оболочка, по мнению ученых, была похожа на современную кору Луны. Однако этот наиболее ранний земной ландшафт уже тогда существенно отличался от лунного. Земля на этом этапе приобрела и затем, в отличие от Луны, сохранила водную и газовую оболочки. Водная оболочка первоначально могла покрывать всю поверхность Земли, кроме вулканических архипелагов, т. е. создавалась картина, похожая на современную центральную часть Тихого океана. При этом первичный океан напоминал современные океаны, но отличался меньшей глубиной — порядка 1,5—2 км.

Однако древнейшая базальтовая оболочка после своего образования подверглась сильным  изменениям. На первичный базальтовый  слой давила весьма значительная нагрузка более молодых образований, а  снизу из мантии на него воздействовал  тепловой поток, а также внедрялись газообразные и жидкие вещества. В  ходе этих процессов метаморфизма и  должны были образоваться сильно измененные породы — гранулиты.

Первичная базальтовая  оболочка Земли могла сохраниться  от последующего уничтожения в пределах современных древних платформ, где  ей может соответствовать самый  глубокий слой земной коры или даже верхняя часть мантии. Окончательно природа этого слоя может быть установлена лишь с помощью глубинного бурения.

Архейский этап (4,5—4,0—3,5 млрд. лет). В этот промежуток времени формируется первичная континентальная кора. Некоторые исследователи считают древнейшими породами земной коры сильно мета-морфизированные основные вулканические породы типа так называемой кивотинской серии, залегающие близ озера Верхнего в пределах Канадского щита. Но уже несколько лет назад стало выясняться, что во многих районах земного шара в щитах древних платформ ниже пород, аналогичных кивотинской серии, залегают граниты и гнейсы возрастом 3,5 млрд. лет. Есть основания полагать, что эти гранито-гнейсовые породы, или гранитоиды, распространены в пределах всех древних платформ. Видимо, в это время процессы гранитизации охватили всю планету.

Откуда взялись  эти древнейшие гранитоиды, пока не вполне ясно. Наиболее вероятны два пути их образования. Во-первых, они могли непосредственно выделиться из материала мантии и внедриться в кору в виде интрузий. Действительно, в составе излияний древнейших вулканов известны, и притом в значительном количестве, не только породы базальтового состава, но и более кислые (андезиты и кварцевые порфиры). В современных островных дугах, по мнению многих исследователей, развиты андезиты, выделившиеся из верхней мантии. Поэтому можно считать, что в раннем архее мантия могла дать не только базальтовую, но и андезитовую магму, из которой и сформировался древнейший гранито-гнейсовый слой.