Масштабы пространства и времени в науке о Земле

Когда мы изучаем Землю, нам приходится иметь дело с широким спектром масштабов пространства и времени (рис. 1.5). Некоторые явления нам относительно легко представить, например, размер и продолжительность дневной грозы или размеры песчаной дюны. Другие явления настолько обширны или настолько малы, что их трудно представить. Число звезд и расстояния в нашей галактике (и за ее пределами!) или внутреннее расположение атомов в минеральном кристалле являются примерами таких явлений.

Рис. 1.5. От атомов до галактик. Науки о Земле изучают явления во многих различных масштабах

Некоторые из событий, которые мы изучаем, происходят за доли секунды. Примером может служить молния. Другие процессы длятся десятки или сотни миллионов лет. Например, высокие Гималайские горы начали формироваться очень много лет назад и продолжают формироваться сегодня.

Концепция геологического времени, периода времени с момента образования Земли, является новой для многих неученых. Люди привыкли иметь дело с приращениями времени, которые измеряются часами, днями, неделями и годами. Наши исторические книги часто рассматривают события на протяжении столетий, но даже столетие трудно оценить в полной мере. Для большинства из нас кто-то или что-то, которому 90 лет, является очень старым, а артефакт возрастом 1000 лет является древним.

Те, кто изучает науки о Земле, должны регулярно иметь дело с огромными временными периодами — миллионами или миллиардами (тысячами миллионов) лет. Если рассматривать событие, произошедшее 100 миллионов лет назад в контексте истории Земли, насчитывающей 4,6 миллиарда лет, геолог может охарактеризовать его как «недавнее», а образец породы, который датируется 10 миллионами лет, можно назвать «молодым».

Оценка величины геологического времени важна при изучении нашей планеты, поскольку многие процессы настолько постепенны, что требуются огромные промежутки времени, прежде чем произойдут существенные изменения. Сколько длится 4,6 миллиарда лет? Если бы вы начали считать со скоростью одно число в секунду и продолжали 24 часа в сутки, семь дней в неделю и никогда не останавливались, то вам потребовалось бы около двух жизней (150 лет), чтобы достичь 4,6 миллиарда!

Предыдущая аналогия — лишь одна из многих, которые были задуманы в попытке передать масштаб геологического времени. Хотя они и полезны, все они, какими бы умными они ни были, только начинают помогать нам постигать обширные просторы истории Земли. Рис. 1.6 представляет собой еще один интересный способ рассмотрения возраста Земли.

Рис. 1.6. Величина геологического времени

За последние 200 лет или около того ученые, изучающие Землю, разработали геологическую шкалу времени истории Земли. Она делит 4,6-миллиардную историю Земли на множество различных единиц и обеспечивает значимые временные рамки, в которых организованы события геологического прошлого. Принципы, используемые для разработки геологической шкалы времени, подробно рассматриваются в Главе 11.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.