Геохронологической (стратиграфической) шкалы

В конце XIX в. на II—VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК, 1881—1900 гг.) были приняты иерархия, номенклатура и названия геохронологических и стратиграфических подразделений, •составляющие в совокупности стандарт Международной стратиграфической шкалы (МСШ). На последующих сессиях МГК Международная стратиграфическая шкала непрерывно уточнялась и детализировалась, и эта работа породолжается до сих пор. В настоящее время иерархия рангов и номенклатура подразделений международной шкалы выглядят следующим образом (сверху вниз по порядку понижения ранга):

Геохронологические подразделения Стратиграфические

подразделения

зон эонотема

эра....... эратема (группа)

период.................................................................... система

эпоха...................................................................... отдел

век....... ярус

крон (хронозона, зональный момент) зона

В зависимости от точки зрения исследователей стратиграфическая (геохронологическая) шкала состоит из двух или трех эонов и от пяти до восьми эр. В зоне фанерозой выделяют три или четыре эры, 12 или 13 периодов, 32—34 эпохи, от 90 до 130 веков и более чем 500 хронозон. Эти подразделения получили специальные названия.

Объемы и границы, расчленение и корреляция всех геохронологических и стратиграфических подразделений являются предметом дискуссии. Например, общепринято деление фанерозоя на три эры: палеозой, мезозой, кайнозой. Но есть предложение делить его на четыре эры: палеозой, метазой, мезозой и кайнозой. Другой пример: граница между протерозоем и палеозоем по одним данным проводится в основании венда, по другим — в основании кембрия.

Наиболее спорны шкалы четвертичного периода и докембрия. Сравнение четвертичного периода с другими периодами фанерозоя показывает, что по содержанию, объему, продолжительности и рангу он отвечает одному хрону (рис. 23). Поэтому четвертичное время соответствует не периоду, а только части века, входящего в состав неогенового периода (Галелин, Зубаков, 1977). Время, связанное с производственной деятельностью человека, предлагают называть техноценом, или техногеем.

Подразделения докембрия по сравнению с подразделениями фанерозоя более продолжительны по времени. По разным данным докембрий подразделяется на две—четыре эры. Деление докембрия на четыре эры наиболее убедительно исходя из последовательного уменьшения продолжительности эр во времени. Сокращение во времени длительности эр известно давно. Изменение продолжительности геохронологических подразделений объясняется различными причинами, в том числе закономерностями вращения Земли, тектоническими перестройками и циклически направленным ходом эволюции органического мира.

Международная геохронологическая шкала, особенно ее фанерозойская часть, с самого начала была построена как событийная история, где события разного типа проявления (изменение фауны и флоры, тектонический режим, климатическая зональность и т. д.) и разного масштаба проявления легли в основу расчленения шкалы на подразделения различного ранга — от эр до веков. Историческая последовательность событий, неповторимость и необратимость эволюции органического мира (палеонтологический метод) придали Международной геохронологической шкале ту стабильность, которая в настоящее время подвергается изменениям только с точки зрения границ, объемов, а также детализации. Последовательность событий давала возможность установления относительного возраста. Продолжительность события пытались вычислить косвенно, например по мощности отложений, сравнивая скорость накопления древних толщ со скоростью накопления современных осадков.

С появлением возможности определения возраста пород изотопными методами удалось установить продолжительность эр, периодов, эпох, и веков в годах. Изотопный метод казался столь безупречным, что его стали называть методом определения абсолютного возраста в геохронологии. Но оказалось, что коэффициент ошибки изотопного метода не является безобидным для геохронологии, а сама ошибка от мо-.лодых к древним породам (а значит, и событиям) изменяется от ±3 млн лет (на границе мезозоя — кайнозоя) до ±20 млн лет (начало венда), ±50 млн лет (начало рифея), ±100 млн лет (начало протерозоя). В настоящее время принято говорить о изотопном возрасте, когда дают временные рубежи и объемы, и об относительном возрасте, когда называют время его именем собственным, как, например, силур, юра, мел. и т. д.

В последнее время предлагали Международную геохронологическую шкалу разделить на равные отрезки времени и выделять соответственно подразделения, равные 1000, 100 и 10 млн лет. А от подразделений кембрий, ордовик, силур и т. д. отказаться. При таком подходе теряется основной смысл геологической истории, состоящей, как и всякая история, из серии последовательных и параллельных событий, которые являются материальным и векторным отражением времени от прошлого к настоящему. В противном случае время «безлико» и никакой информации не несет.

Необходимо остановиться и на степени возрастной детализации со бытии (пород), получаемой палеонтологическим и изотопным методами. В качестве примера возьмем меловых аммонитов. Распределение комплексов аммонитов в альбских отложениях юга СССР позволяет расчленять эти отложения на 3 подъяруса и 11 зон (табл. 5). Поскольку продолжительность альбского века составляет (по Харленду и др., 1985) около 15 млн лет, время накопления отложений одной зоны (в усредненном варианте) можно оценить примерно в 1,5 млн лет. Для этого уровня ошибка в определении возраста методами абсолютной геохронологии составляет ±5 млн лет, что примерно равняется продолжительности одного века мелового периода. Возможность столь детального расчленения, которую в данном конкретном случае дает палеонтологический метод, вряд ли может быть достигнута в обозримом будущем в результате изотопных датировок.

Следует остановиться также еще на одном временном аспекте палеонтологического метода, связанном с ростом организмов. У современных и ископаемых животных и высших растений наблюдаются струйки, линии, морщины и кольца роста. Одни из них соответствуют суткам (струйки, тонкие линии), другие — месяцам (морщины), третьи — годам (кольца). У ископаемых животных линии и кольца роста особенно хорошо фиксируются на внешнем морщинистом слое (эпитеке) кораллов, на раковинах двустворчатых и головоногих моллюсков. По линиям роста эпитеки ископаемых кораллов было подсчитано число дней в году в прошлые геологические периоды. Оказалось, что в кембрии год состоял из 420—425 дней, а в настоящее время — из 365,25 дней (рис. 24). Уменьшение числа дней в году в течение фанеро-зоя указывает на замедление вращения Земли вокруг своей оси при условии, что длина орбиты вокруг Солнца осталась прежней. Правомерно и другое объяснение: Земля вращается вокруг своей оси с той же скоростью, но сокращается длина орбиты, т. е. Земля приближается к Солнцу. Возможно, что действуют оба процесса одновременно. Так, палеонтологический метод дал абсолютное исчисление времени (число суток в году) для разных периодов геологического прошлого, что оказалось важным выводом для планетологии.

Геохронологическая (стратиграфическая) шкала требует пояснений. Последние десятилетия во многих странах были созданы государственные организации по стратиграфическим шкалам. В Украине это Межведомственный стратиграфический комитет (МСК). Кроме того, существуют международные комиссии по стратиграфии отдельных систем и их границ. Задачей комитетов и комиссий является усовершенствование стратиграфических (геохронологических) шкал местного, регионального и международного значения. Рекомендации международных комиссий рассматриваются на международных геологических конгрессах, которые принимают то или иное решение, приобретающее после этого юридический статус закона. Так, на XXV Геологическом конгрессе в Монреале был принят для силура четвертый ярус «пржидол» со стратотипом в Баррандиене Чехословакии, а прежний ярус «даунтон» со стратотипом в Англии упразднен.

Конкретные названия системам (периодам) давали по разнымпризнакам. Чаще всего использовали географические названия. Так, название кембрийской системы происходит от лат. прежнего обозначения Уэльса, девонский — от графства Девоншир, пермской — от района г. Перми, юрской — от гор Юра в Европе. В честь древних племен названы системы вендская (славянское племя венды), ордовикская и силурийская (кельтские племена ордовики и силуры). В других случаях названия отражают положение систем в единой шкале: палеоген — от греч.— древний плюс рождение, возраст; неоген — от греч.— новый плюс рождение; четвертичная система следует за третичной (устаревший термин, объединявший палеоген и неоген). Реже названия связаны с составом пород. Каменноугольная система, или карбон (лат. — уголь), содержит большое число угольных пластов, а в меловой — широко распространен писчий мел. В названии триаса отражено число составляющих, его отделов (греч.— троица).

Следует остановиться также еще на одном временном аспекте палеонтологического метода, связанном с ростом организмов. У современных и ископаемых животных и высших растений наблюдаются струйки, линии, морщины и кольца роста. Одни из них соответствуют суткам (струйки, тонкие линии), другие — месяцам (морщины), третьи — годам (кольца). У ископаемых животных линии и кольца роста особенно хорошо фиксируются на внешнем морщинистом слое (эпитеке) кораллов, на раковинах двустворчатых и головоногих моллюсков. По линиям роста эпитеки ископаемых кораллов было подсчитано число дней в году в прошлые геологические периоды. Оказалось, что в кембрии год состоял из 420—425 дней, а в настоящее время — из 365,25 дней (рис. 24). Уменьшение числа дней в году в течение фанерозоя указывает на замедление вращения Земли вокруг своей оси при условии, что длина орбиты вокруг Солнца осталась прежней. Правомерно и другое объяснение: Земля вращается вокруг своей оси с той же скоростью, но сокращается длина орбиты, т. е. Земля приближается к Солнцу. Возможно, что действуют оба процесса. Так, палеонтологический метод дал абсолютное исчисление времени (число суток в году) для разных периодов геологического прошлого, что оказалось важным выводом для планетологии.

СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разнообразие окружающего мира, удивляя и поражая человека, привело к стремлению систематизировать этот мир. Систематизация упорядочивала кажущийся хаос и устанавливала между различными категориями иерархические и причинно-следственные связи. Построение системы органического мира началось еще до Аристотеля и в каждый отрезок времени было достаточно научным, так как отвечало достигнутым в то время знаниям.

Разнообразие живого рассматривают как единый мир и противопоставляют ему мир неживого. Эти две крупнейшие категории можно считать некими империями. Границы между империей живого и империей неживого достаточно жесткие, но в ряде случаев они стираются, как, например, у вирусов, которые способны существовать и в виде кристаллов. Процедурная прямолинейность систематизации нередко приходит в противоречие со сложной реальностью, что. наблюдается- и при разграничении животных и растений.

Формы жизни самые разнообразные, но в основе всего лежит клетка. Мир живого подразделяют на два надцарства, отличающихся прежде всего наличием или отсутствием ядра: прокариоты — доядерные¹организмы и эукариоты — ядерные организмы.