Эволюция Земли и соответствующие шкалы времени

Трудно представить, как выглядела молодая Земля. Главные причины в ее высокой геологической активности, мощной эрозии

Гадейский эон 45б7-38оо Архейский эон 3800-2500 Эоархейская эра 3800-3600 Палеоархейская эра 3600-3200 Мезоархейская эра 3200-2800 Неоархейская эра 2800-2500 Протерозойский эон 2500-542 Палеопротерозойская эра 2500-1600 Мезопротерозойская эра 1600-1000 Неопротерозойская эра 1000-542 Фанерозойский эон 542 — современность Палеозойская эра 542-251 Кембрийский период 542-488 Ордовикский период 488-444 Силурийский период 444-416 Девонский период 416-359 Каменноугольный период 359-299 Пермский период 299-251 Мезозойская эра 251-65 Триасовый период 251-200 Юрский период 200-146 Меловой период 146-65 Кайнозойская эра 65 — современность Палеогеновый период 65-23 Неогеновый период 23-0 Современность

и циклической переработке земной коры. Описанные выше мето­ды радиохронологии в последнее время были усовершенствованы, и теперь с поразительной точностью можно датировать самые ран­ние процессы в эволюции Земли. Сейчас точность датировки гео­логических эпох составляет 1 млн лет и даже лучше на протяжении всей истории Земли. В табл. представлена геологическая шкала времени (заметим, что два или более периодов составляют эру, а две или более эры — эон).

Вспомним наше описание радиохронологического метода, ис­пользующего очень прочные кристаллы циркона. Са­мый старый на Земле кристалл циркона, возраст которого 4,2 млрд лет, был найден в области ДжекХиллс в Западной Австралии, но он был в породах, уже претерпевших метаморфозы. Циркон сфор­мировался еще до того, как эти породы частично расплавились и подверглись переработке. Древнейшие коренные породы возрас­том 3,9 млрд лет обнаружены в Западной Гренландии. А в Южной Африке и Западной Австралии есть коренные породы возрастом 3,5 млрд лет. Большая часть континентов значительно моложе мил­лиарда лет, а возраст глубоководного дна океанов нигде не превы­шает 250 млн лет. Все это означает, что если вы хотите исследовать Землю в эпоху ее молодости, то количество мест, откуда можно взять геологические образцы, весьма ограничено. Как уже говорилось, датирование важных событий прошлого, основанное на соотноше­ниях изотопов, дает нам очень надежную систему измерения. Ком­бинируя данные по метеоритам, астрономическим туманностям, динамическим исследованиям Земли и изотопным исследованиям земных минералов, мы получаем приведенную ниже картину.

Начиная с момента формирования протопланетного диска, при­мерно 4,567 млрд лет назад, тело Земли быстро растет. Вещество было уже горячим, его температура составляла 750 °С. Когда радиус Земли достиг 100 км, вещество в ее недрах начало расслаиваться. Железо и более тяжелые элементы утонули и образовали ядро, а кремний и более легкие элементы устроились ближе к поверхности. Земля собирала и газы, часть из которых сформировала протоатмосферу, возможно, состоящую из Н2, Н20, С02, СО и М2. Часть этой атмос­феры тут же улетучивалась, а часть была сорвана во время сильных столкновений. Но значительная часть газов проникла внутрь Земли, например в виде воды, связанной в гидратированных минералах. Энергия, выделявшаяся в процессе формирования, задерживалась водяным паром — очень эффективным парниковым газом. Поэтому поверхность молодой Земли была горячей, около 1700 °С, и вся по­крыта океаном магмы из расплавленных горных пород.

Земля остывала за счет инфракрасного теплового излучения. Примерно через 250 млн лет в некоторых местах поверхности, где температура опустилась до 550 °С, жидкий океан лавы начал твер­деть. Сформировалась тонкая твердая кора, которую время от вре­мени пробивали астероиды и кометы. Земля остывала. Когда тем­пература упала примерно до 250 °С, начался долгий дождь. Образо­вался первый океан, покрывший всю поверхность. Поскольку вода из атмосферы переместилась в океан, парниковый эффект ослаб и давление атмосферы существенно уменьшилось. Условия на Зем­ле сильно изменились. Давление воздуха снизилось раз в десять, и температура сильно упала. Оставшаяся у Земли атмосфера теперь в основном состояла из азота (Ы..) и двуокиси углерода (С02). Таким мы видим процесс формирования Земли.