Геохронологическая шкала фанерозоя

В течение Белозерской тектономагматической эпохи в начале архейского эона и Кольской эпохи в середине архея протекали процессы гранитизации и возникали первичные осадочные бассейны. Для этого времени известны песчаные и глинистые (правда, подвергшиеся сильному метаморфозу) толщи, карбонатные породы и даже продукты их преобразования.

В Кеноранскуютектономагматическую эпоху в конце архейского эона были сформированы ядра будущих устойчивых крупнейших геоструктурных элементов Земли - ядра континентальных платформ. В последующие времена ядра платформ продолжали нарастать.(Эон – это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр).

В течение кеноранской, альгонской, раннекарельской, балтийской, буларенинской и карельской тектономагматических эпох сформировались фундаменты всех известных древних континентальных платформ: Восточно-Европейской, Сибирской, Китайской, Таримской, Индостанской, Африкано-Аравийской, Северо-Американской, Южно-американской и Восточно-Австралийской. На протяжении почти 1 млрд. лет (от 2,7 до 1,67 млрд. лет назад) происходило формирование первичного гранитно-гнейсового слоя земной коры, а наличие карбонатных осадочных пород способствовало формированию щелочных интрузий. Огромные гранитоиды площадью свыше тысячи квадратных километров в окружении древнейших осадочных пород зафиксировали в пределах континентальных платформ устойчивые в последующее время участки коры, называемые щитами. Примерами являются Балтийский, Украинский, Алданский, Канадский, Гвианский, Бразильский и Аравийский щиты.

Исходя из аналогичности и одновременности образования всех древнейших платформ, можно предполагать, что в протерозое существовал огромный единый континент Мегагея(или Большая Земля), окруженный единым Мировым океаном.

Начиная с 1,67 млрд. лет назад древние платформы, особенно щиты, становятся устойчивыми во времени и пространстве структурными элементами земной коры. Однако в пределах платформ в дальнейшем возникли участки плавного и сравнительно небольшого прогибания (синеклизы), происходило раскалывание коры вдоль систем глубинных разломов древних подвижных поясов. В этом случае возникали крупные протяженные впадины с высокой подвижностью – авлакогены. Таким, в частности, являются Катангский авлакоген на Африканской платформе или Днепровско-Донецкий на Восточно-европейской платформе.

На протяжении последующих тектономагматических циклов платформы или продолжали наращиваться за счет подвижных поясов, образующихся на их периферии, или раскалывались на две части и впоследствии испытывали перемещения с различной скоростью. В последний миллиард лет геологической истории наблюдалось постепенное угасание силы магматизма.

Готская тектономагматическая эпоха характеризовалась развитием на большинстве платформ гранитизации дорифейских пород и метаморфизма. В среднем и, особенно в позднем рифее, продолжались гранитизация в подвижных поясах и дальнейшее наращивание площади платформ.

Магматизм катангинской (раннебайкальской) и позднебайкальской тектономагматических эпох на платформах проявлялся по-разному. Однако их общей чертой являлось, с одной стороны, интенсивная складчатость, а с другой – раскол и перемещение крупных платформенных глыб (литосферных плит).

Результатом проявления ранне- и позднебайкальской тектономагматических эпох стало сближение и соединение в единый суперконтинент Гондвану пяти крупнейших континентальных платформ южного полушария – Африкано-Аравийской, Австралийской, Южно-американской, Антарктической и Индостанской, в северном полушарии располагались Восточно-европейская, Северо-Американская, Сибирская и Китайская платформы.

Каледонская тектономагматическая эпоха характеризовалась не только усилением магматизма, но и привела к подъему и образованию в северном полушарии нового суперконтинента Лавразии за счет объединения Северо-Американской, Восточно-европейской, Сибирской и Китайской платформ. Он отделяется океаном Тетис.

В отличие от более древних этапов, тектономагматические эпохи фанерозоя вследствие хорошей сохранности горных пород и их хорошей изученности подразделяются на целый ряд фаз, более коротких, чем эпохи. Фазы, так же как и сами тектономагматические эпохи, характеризуются высоким стоянием континентов над уровнем моря (преобладание вздымания), развитием магматизма и значительными тектоническими движениями.

Такие фазы носят название геократических. Они сменялись более продолжительными по времени талассократическими фазами, когда осуществлялось активное прогибание платформ и развивались трансгрессии, т.е. шло наступление моря на сушу.

В результате тектонической и магматической деятельности в каледонскую эпоху были образованы крупные горно-складчатые сооружения на западе Северо-Американской платформы (Аппалачи), в Центральной Азии (Центральный Казахстан, Алтай, Саяны, Монголия), в Восточной Австралии, на о-ве Тасмания и в Антарктиде.

В Герцинскуютектономагматическую эпоху произошло соединение в единый материк Пангею Гондванского и Лавразийского суперконтинентов. Также, как и около 1 млрд. лет назад, материк Пангея омывался единым океаном. Интенсивные горообразовательные процессы привели к возникновению крупных горных систем, носящих название герцинид. Все они располагаются на перифериях древних платформ. К ним относятся Тибет, Гиндукуш, Каракорум, Тянь-Шань, Алтай, Куньлунь, Урал, горные системы Центральной и Северной Европы, Южной и Северной Америки (Аппалачи, Кордильеры), северо-запад Африки, Восточная Австралия. В эту же эпоху в результате консолидации складчатых областей образовался целый ряд так называемых эпигерцинских плит или молодых платформ: значительная часть Западно-Европейской платформы, Скифская, Туранская, Западно-Сибирская плиты и др.

В Киммерийскуютектономагматическую эпоху произошли внедрение различного состава интрузий в пределы подвижных поясов, горообразование и распад Пангеи. В течение триасового, Юрского периодов и раннемеловой эпохи вновь возникли суперконтиненты Лавразия и Гондвана, разделенные молодым океаном Тетис и Южной Атлантикой. Горообразовательные процессы проявились главным образом на окраинах Лавразии. В это время возникли Крымские горы и горные системы Приверхоянья. Значительные движения испытали и ранее возникшие горные системы Аппалачей, Кавказа и Центральной Азии.

Альпийская тектономагматическая эпоха началась в конце мелового периода и продолжается до настоящего времени. С нею связаны не только внедрение интрузий кислого, основного и щелочного составов в подвижных поясах, возникновение океанов и континентов современного очертания, но и создание таких величайших горных систем, как Альпы, Динариды, Гималаи, Анды, Кордильеры и т.д.

Геохронологическая шкала создавалась с большим трудом и длительное время. До сих пор не прекращаются споры по поводу проведения многих стратиграфических границ. Иногда даже приходится созывать международные симпозиумы с тем, чтобы сообща договориться о том, где и как проводить границу той или иной стратиграфической или геохронологической единицы.

Благодаря созданию геохронологической шкалы геологическая наука сильно преобразовалась. Она превратилась в естественноисторическую науку. Происходившие в прошлом события стали распределяться в хронологическом порядке. Применение радиоактивности дало возможность решить проблему возраста Земли, метеоритов и Луны и количественно выразить длительность каждого геологического периода.

2.2. Географическая оболочка игеологическая среда

Слой, в котором происходит взаимодействие и взаимопроникновение литосферы, гидросферы и атмосферы, часто называют географической оболочкой. Географическая оболочка формируется под воздействием солнечной энергии и органической жизни.

Часть географической оболочки, отвечающая земной коре и выступающая как минеральная основа биосферы, выделяется под названием "геологическая среда". Согласно Г.М. Сергееву (1979), под геологической средой понимается верхняя часть литосферы, находящаяся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, в известной степени определяющая эту деятельность.

Верхней границей геологической среды является поверхность рельефа; нижняя граница неодинакова по глубине в разных областях Земли. Она определяется глубиной проникновения человека в толщу Земли в ходе различных видов деятельности. В настоящее время сверхглубокое бурение достигло глубины 12261 м. В среднем положение нижней границы определяется глубиной 5-6 км (глубиной бурения многочисленных нефтеразведочных и нефтедобывающих буровых скважин).

В геологическую среду включают, таким образом, почвы и верхние горизонты горных пород. Границы геологической среды изменяются не только в пространстве, но и во времени по мере развития научно-технического прогресса.

Основными элементами (компонентами) геологической среды являются:

1) любые горные породы, почвы и искусственные (техногенные) грунты, слагающие объемные геологические тела и являющиеся многокомпонентными динамическими системами;

2) рельеф (геоморфологические особенности);

3) подземная гидросфера;

4) эндогенные и экзогенные геологические процессы, воздействующие на геологическую среду на данной территории (рис. 2.3).

Рис.2.3 Соотношение понятий геоэкологического содержания

Особенности геологической среды как части географической оболочки заключаются в проникновении в нее вещества объектов техносферы. Геологическую среду характеризуют не только материальные объекты - компоненты геологической среды, но и энергетические объекты, в том числе геофизические поля, в значительной мере формирующие геопатогенные зоны, природа которых пока не совсем ясна.

Введение в науку понятия "геологическая среда" имеет принципиальное значение. Геологическая среда в своем развитии подчиняется законам природы и общества, что дает основание рассматривать ее как естественно-социальное явление.

2.3. Эволюция представлений о содержании понятий "экология" и "геоэкология"

Термин "экология" был введен в практику немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем. В работе "Всеобщая морфология организмов", изданной в 1866 г., и в последующих лекциях "Естественная история миротворения", прочитанных в Иенском университете в 1869 г., он дал определение экологии как науки об отношениях организма и окружающей среды. Самобытный ученый-медик, зоолог, ботаник, сторонник и пропагандист эволюционного учения Ч. Дарвина, Э. Геккель не только ввел в оборот новый необычный термин, но и создал научное направление, изучающее влияние окружающей среды на живые организмы.

До начала 70-х гг. нашего века экологию рассматривали как составную часть биологии, объектом которой являются уровни организации жизни от видов до биоценозов и экосистем. Более низкие уровни организации жизни изучаются молекулярной генетикой, цитологией, гистологией, физиологией. Такое понимание экологии (в "узком" значении термина) сохранилось и до настоящего времени, хотя чаще стали применять "биоэкология". В зависимости от размеров изучаемых объектов биоэкология разделилась на аутоэкологию (организм и его среда), популяционную экологию, или демэкологию (популяция и ее среда), и синэкологию (биотическое сообщество и его среда, биогеоценоз, экосистема).

Экологией, как частью биологической науки, был сделан фундаментальный вывод о наличии противоречия между природой и человеком. Первая стремится к увеличению и поддержанию на определенном уровне таксономического разнообразия видов, а деятельность человека приводит к нарушению многообразия природы. Стало очевидным, что это противоречие не может быть разрешено в рамках классической экологии как исключительно биологической науки. Развернувшееся в конце 60-х гг. движение за сохранение окружающей среды привело к тому, что термин "экология" был введен в общий лексикон для обозначения взаимоотношений человека с окружающей средой. В настоящее время экология (в "широком" значении этого термина) рассматривается как комплексная наука или система наук, изучающая не только общие законы функционирования экосистем высокого иерархического уровня, но и положение человека в экосистемах и меры воздействия человека на экосистемы (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Отдельные дисциплины «экологии» и их соотношения

Поскольку составной частью окружающей среды является среда природная (геосферы, географическая оболочка, геологическая среда), естественным было выделение из "большой" экологии (всеобщей, глобальной, мега экологии) особого направления, рассматривающего экологические функции различных компонентов природной среды. За этим направлением укоренилось название "геоэкологии".

Впервые термин "геоэкология" был введен в научный обиход немецким экологом К. Троллем в 1939 г. К. Тролль под геоэкологией понимал раздел экологии, посвященный ландшафтам Земли. Объектом геоэкологии, по К. Троллю, являются живые сообщества, свойственные определенным природным системам (озера, леса, тундры и т.д.). Впоследствии термин "геоэкология" стал термином свободного пользования, широко используемым в географических, геологических, социальных и других науках при решении проблем природоохранной деятельности. Понимание его содержания существенно отличается у исследователей даже одного научного направления (рис.2.5).

1. В соответствии с одними взглядами геоэкология является междисциплинарным направлением - метанаукой, суммирующей все знания об экологических проблемах Земли и представляющей собой «триумвират» из биологических, геологических и почвенно-географических наук. Объектом исследований такой метанауки являются все высокоорганизованные системы, в том числе и антропогенно измененные. В таком понимании геоэкология поглощает классическую экологию (или биоэкологию) и становится синонимом "биологии окружающей среды" известного американского эколога Ю. Одума,

2. Сторонники других представлений рассматривают геоэкологию как междисциплинарное направление наук о Земле, объединяющее все знания об экологических проблемах геосфер. Объектом и предметом исследований геоэкологии в таком понимании являются географическая оболочка и геологическая среда и их экологические функции. Термин "геоэкология" в данном случае заменяется термином "экология геосфер". В соответствии с таким пониманием геоэкология, или экология геосфер, может быть подразделена на экологию атмосферы (метеоэкологию), экологию гидросферы или гидроэкологию экологию вод суши и экологию Мирового океана); экологию почв (педоэкологию); экологию литосферы (геологической среды) [8].

За последней в настоящее время все более и более упрочняется название "экологическая геология".

Именно в таком понимании используется термин "геоэкология" в предлагаемом вашему вниманию учебном пособии.

Рис. 2.5. Соотношение объемов понятия геоэкологии и терминов

геоэкологического содержания (по разным авторам)

3. Наконец, сторонники третьего направления в качестве "геоэкологии" понимают науку, изучающую законы взаимодействия литосферы и биосферы. Объект ее исследований - традиционный для геологии (литосфера, а точнее, геологическая среда), а предмет новый - экологические свойства и экологические функции геологической среды. Вероятно, для третьего понимания термина "геоэкология" целесообразно использование термина "экогеология". Экогеология, в свою очередь, может подразделяться на динамическую экогеологию, экогидрогеологию, экогеокриологию, инженерную экогеологию, экогеофизику, экогеохимию и др.