Лекция. Лекция-1663757521084. 4дріс. Тау жыныстарыны жасы жне геологиялы уаыт Жерді жасы мен жылнамасын анытауды маызы Жерді абсолют жылнамасы
 Скачать 142.7 Kb.
|
|
4-дәріс. Тау жыныстарының жасы және геологиялық уақыт 4.1. Жердің жасы мен жылнамасын анықтаудың маңызы 4.2. Жердің абсолют жылнамасы 4.3 Кембрийге дейінгі кезеңде және палеозой эрасындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы 4.4 Мезазой және кайназой эраларындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы 4.1. Жердің жасы мен жылнамасын анықтаудың маңызы Геология — тарихи ғылым, сондықтан оның негізгі мақсаттарының бірі — Жердің тарихын кезеңдерге жүйелеп, өткенді қайтадан қалыптастыру. Ал өткен геологиялық заман тарихының жалғыз ғана құжаты жыныс қабаттары. Кейінгілердің кезектес жүйелерін, бір-бірі мен арақатынастарын зерттейтін геология ілімінің саласын стратиграфия (латынша «стратум» — қабат деп атайды. Бұл табигаттың ұлы кітабы — жыныс қабаттарының қайсысы астында, қайсысы орта шенінде ал қандайы үстінде екенін анықтап және құрамына қарап, ол қабаттарды бір жерден келесі аймаққа қуалап жалғастырып отыруға мүмкіндік береді. Тау жыныстарының қабатталу заңдылығын 1669 жылы Николау Стено енгізді. Ол заңдылық — төмен жатқан қабаттың жасы кәрі, керісінше, үстіңгі қабат астыңғысынан гөрі жас. Сөйтіп, жыныс қабаттарының салыстырмалы (жас, көне) жасын айырамыз да бұл тәсілді салыстырмалы стратиграфия дейміз. Шөгінді жыныстар ішінен өсімдіктер мен жан-жануарлардың тасқа айналған қалдықтарын табуға болады. Ал Ч. Дарвиннің эволюциялық іліміне сәйкес геологиялық тарихта ағзалар өзінің күнелту күресі жолына үнемі дамып, жетіліп отырады. Кейбір ағзалар тобы жер тарихының бір кезеңдерінде біржола өшіп, керісінше, жетілген басқа топтары өніп-өркендей бастаған. Ендеше өшкен флоралар (өсімдік дүниесі) мен жануарлар (фауна) қалдықтарына қарап, оларды жүйелей келе жыныс қабаттарының салыстырмалы жасын анықтауға болады. Осы тәсіл палеонтологиялық (грекше «палеос» — көне, ықылым, «онтос» — тірі жан, «логос» — ілім) не биостратиграфиялық әдіс деп аталады. Әдісті алғаш рет XVIII ғасырдың басында ағылшын инженері В. Смит ұсынды да, кейінірек әйгілі ғұламалар Ж. Кювье мен А. Броньяр дамытты. Әзірше бұл тәсіл салыстырмалы геохронологияның негізгі әдісі. Сөйтіп, өсімдіктер мен жан-жануарлардың қалдықтарын жинастырып жүйелей, жіктей келе шөгінді (кейде жанартаулық ) жыныстардың кейінгі 700 млн жылда қалыптасқан салыстырмалы жасы анықталады. Палеонтологиялық әдісті қолданғанда ағзалар тобының барлығы бірдей жарай бермейді. Ол үшін, біріншіден, организм топтары геологиялық тарихта шамалы мерзімде ғана өсіп-өрбіп-өшуі керек; екіншіден, ондай топтар барлық мұхит-теңіздерде немесе құрлықтарда кең жайылуы керек. Осы талаптарға сай келетін топтарды жетекші қалдықтар деп атайды. Мысалы, теңіз шөгінділері ішіндегі ең жетекшілері — граптолиттер, иқааяқтылар, басаяқты моллюскалар, құрлық шөгінділер үшін — динозаврлар, құстар, адамзат тіршілігінің табы. Салыстырмалы жылнама жасау үшін микроағзалардің және өсімдіктердің спорасы мен тозаңдарының маңызы зор. Өйткені олар жыныстың кішкентай сынықтарынан да табылады. Геологиялық замандардың жалғыз ғана құжаты — жыныс қабаттары. Алдымен соларды жіктеп, әр тізбегіне ірілерінен ұсақтарға (ірісінің бөлшектеріне) бағынышты келесі аттар қойылған: эон (зонотема), дәуір (жүйе), кезең, қабат (қабат); былайша айтқанда, ірі топтардың әрқайсысы жүйелерге, олар белімдерге, кейінгілер қабаттарға (қабаттарға) жіктеледі. Геологиялық (стратиграфиялық) жылнама 4.1-кестеде келтірілген. 4.1-кесте. Геохронологиялық кесте
Екінші тұрғыдан терілген қабат бөлшектерінің әрқайсысына сай олардың жаралған мезгілдері қажет. Сондықтан оларға дәлме-дәл мезгілдік (хронологиялық) терминдер: эуон, эра, дәуір, кезең, қабат (қабат) қолданылады: Тек мезгіл (уақыт) туралы сөз болғанда терминдердің екіншілері (эра, кезең, дәуір, ғасыр) қолданылады да қабаттар жөнінде әңгімелессек, бірінші реттердегілері пайдаланылады. Жер тарихын екі эонға, ірі-ірі бес эраға бөледі. Олар: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Атаулары жан-жануарлардың (грекше «зоон» — мақлұқат, тірі жан) даму сатыларына лайықты берілген: грекше — «архайос» — көне, ежелгі; «протос» — бірінші, алғашқы; «палеос» — байырғы; «мезо» — ортаңғы, аралық; «кайнос» — жаңа. Архей мен протерозой эраларын біріктіріп, кембрийге дейінгі (кейде палеозойға дейінгі, криптозой) эоны деп атайды. Өмірдің нақтылы қалдықтары табылатын палеозой, мезозой, кайнозой эраларын біріктіріп, фанерозой (грекше «фанерос» — анық, айқын) эоны деп атайды.Одан көретініміз, мысалы, пермь жүйесі (кезеңі) таскемір кезеңінен жас, триас кезеңінен көне деген ұғым; төменгі таскөмір дәуірі орта, не жоғары тас-көмір дәуірінен ерте деген сөз.Геохронологиялық шкаланың негізгі бөлімдері 1881 жылы Италияның Болонья қаласында II халықаралық геологиялық конгресте бекітілді. Шкала бойынша архей эрасы екіге бөлінеді: көне (3,5 млрд жылдан әрі) және кейінгі. Протерозой эрасы да осылайша екіге бөлінеді де, жоғары бөлігін рифей мен венд кезеңіне жіктейді.Кезеңдерге көбінесе алғашқы рет оның жыныстар жүйесі табылып, толық егжей-тегжейлеп зерттелген жердің атын қояды немесе сол өлкенің көне тұрған тайпаларының есімімен аталады. Мысалы, Пермь аймақы (губерниясы), ордовихтер мен силур тайпалары. Таскөмір мен бор жүйелері арасында көзге көп ілінген жыныстар атымен аталады. Фанерозой эуоны 4 эраға, 12 дәуірге(жүйе) бөлінген. Олардың индексі (нышаны) атының латынша жазылуының бірінші әрпінен тұрады. дәуірлердің жынысын картадан тез ыңғайымен оқу (тану) үшін олардың әрқайсысының шартты бояулары бар (3.1-кесте). Әр кезең (жүйе) әрі қарай екі не үш (төменгі, орта, жоғарғы) дәуірге (кезеңге) бөлінеді де олардың индексіне өзінің кезең таңбасының төменгі тұсынан 1, 2, 3 цифрлары қосылып жазылады. Мысалы, төменгі пермь дәуірі — Р1 жоғарғы дәуірі — Р2 немесе төменгі тас-көмір (С1), орта таскөмір (С2), жоғарғы таскемір (Сз) дәуірлері (бөлімдері). Кейінгілердің бояуы оларды біріктіретін кезеңдер бояуымен белгіленеді, тек төменгі бөлімін қою, жоғарғысын бозғылт қылып бояйды. Келесі, одан да кіші геохронологиялық (стратиграфиялық) бөлшектерді ғасыр немесе қабат деп атайды да олардың әрқайсысына жергілікті жағрафиялық ат қойылады. Мысалы, жоғарғы кембрий бөлімі біздің Қаратаудағы жер есімдерімен аюсоққан, ақсай, сондай-ақ тайпа атымен сақ, қазақ қабаттарына (ғасырларына) жіктеледі. Бояу принципі айтылғанға сай, таңбалары бөлім индексінің төменгі оң жақ тұсынан латынша жазылуының бірінші әрпінен (кейде 2 әріптен) құралады: мысалы,  5 - жоғарғы -кембрийдің сақ қабаты.Палеомагниттік шкала. Жердің магнит полюстарының бағыты мен күшінің геологиялық тарихта ауытқып тұратыны жөнінде жоғарыда сөз болған. Магнит өрісі полярлық жайының өзгеруі жыныс ішінде «жазылып», «есінде» сақталып қалады. Полюстер бағытының айну кезеңдерін жүйелей келе палеомагниттік шкала да жасалады. Ол стратиграфиялық шкалаға қосымша көмекші ретінде, әсіресе мұхит түбіндегі магмалық жыныстарды жасына қарай жіктеу үшін қолданылады. 3.1-суретте палеомагниттік шкала да берілді. Онда қазіргідей дұрыс полярлы бағыт қара сиямен көрсетілген. 4.2. Жердің абсолют жылнамасы Абсолюттік жылнама деп жыныстардың жасын бәрімізге дағдылы астрономиялы өлшеммен — жылмен санауды айтады. Абсолюттік жылнама алдымен жыныстың, минералдың жаралған немесе олардың метаморфтік өзгеріске ұшыраған мезгілін анықтайды. Абсолюттік жылнаманы анықтаудың да бірнеше тәсілі бар. Солардың ішіңде ең дұрысы, дәлі, тура мәңгілік сағаттай жүріп тұратын тәсілі табиғи радиоактивтік ыдырау құбылысына негізделген. Бұл әдіс әсіресе магмалық және метаморфтік жыныстардың жасын анықтаудың өте бағалысы. 4.2-кесте. Уранның ыдырауына негізделіп жердің абсолют жасын анықтау
Элементтердің химиялық қасиеттері бірдей болғанымен атомдық массалары өзгеше түрлерін элементтердің изотоптары деп атайды. Радиоактивтік элементтердің изотоптары өзінен -өзі ыдырап, басқа бір элементтердің атомдарына айналады. Бастапқы аналық изотоптар мен олардың туындылары төмендегідей: Минерал пайда болғаннан бастап ыдырау үрдісі үнемі жүріп тұрады және ыдырау жылдамдығы бір қалыпты тұрақты сан. Аналық изотоптың тең жартысының ыдырау мерзімін жартылай ыдырау кезеңі деп атайды.Ол сан кестеде берілді. Оларға заттың концентрациясы, қысым, температура — ешқайсысы ықпалын жүргізе алмайды. Ол сан кестеде берілді. Оларға заттың концентрациясы, қысым, температура — ешқайсысы ықпалын жүргізе алмайды. Яғни радиоактивтік ыдырау жанартау өңешіндегі балқыған лава ішінде де, полюстің, қатты аязында да, мұхиттың тұнғиық түнегінде де, мың батпан тас қысымында да біркелкі жүріп тұрады. Сондықтан да геологтар радиоактивті тәсілді «геологиялық сағат» деп келістіреді де абсолюттік жылнама деп атайды. Айта кету керек, көп элементтердің ыдырау мерзімі Жердің тарихындай өте ұзақ. Ірі құбылысқа ұзақ өлшем де керек. Бұл жайдан алғанда да радиоактивтік жыл санау тиімді-ақ. Зерттеуге қай элементтің радиоактивтік изотопы мен оның туындысын алғанымызға байланысты радиоактивтік әдіс уран — қорғасын, калий — аргон, радиоактивтік көміртек, корғасын-қорғасын т.б. аталады. Минералдың жасы төменгі формуламен табылады:  Мұндағыt — минералдың жасы, D — туынды, Р — аналық изотоптардың мөлшері,  — ылыраған изотоптың тұрақты саны (кестеден алынады). 3.1-кестеде салыстырмалы жылнамамен қатар, олардың геохронологиялық бөлшектерінің абсолюттік жасы қоса берілді. Кестеден бірден көзге түсетіні — геологиялық кезеңдердің ұзақтығы бірдей еместігі, біреуі тым ұзақ, жасы азайған сайын ұзақтығы қысқара беретіндігі.Жер қабығының барлық 4,0—4,5 млрд жасын кәдімгі күнтізбекті бір жылға теңесек, сонда: — архей мен протерозой эралары 30 кыркүйекке шейін созылған болады; — жер үстінде тіршілік мамыр айының басында пайда болды; — палеозой екі айға (қараша, қазан) тең; — мезозой желтоқсанның бастапқы үш аптасымен, кайнозой оның ақырғы аптасымен өлшенеді; — төрттік кезеңі ақырғы бір тәулікке де жетпейді; —адамзат 31 желтоқсан күні кешкі сағат 8-де пайда болған; —адам қауымының барлық заттық мәдениетінің тарихы жаңа жыл алдындағы құттықтау айтылатын 5 минөтке тең. Салыстырмалы геохронология мен абсолюттік жылнаманың қалыптасуының арасында 150 жыл шамалы уақыт жатыр. Ал палеозой эрасынан бастап кезеңдердің ұзақтығын салыстырсақ (төрттік кезеңін былай қойғанда), орта есеппен 50 млн жыл саны көзге түседі. Ендеше тәуелсіз туған салыстырмалы жылнаманың «жаны бар», оның негізгі табан-тірегі дұрыс деген ұйғарым туады. 4.3 Кембрийге дейінгі кезеңде және палеозой эрасындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы Архей эрасы. Архей жыныс қабаттары арасында шегінді, әсіресе магмалық жыныстар бар. Олардың барлығы дерлік жоғары температура мен қысым кеселінен күшті метаморфизмге ұшыраған. Жыныстары ішінен микроскопта ғана көзге ілінетін балдырлар мен бактериялар табылды. Олардың ең байырғылары Оңтүстік Африкадан табылған, абсолюттік жасы 3,2 млрд жыл екен. Архей эрасы бұдан 4,5 млрд жыл бұрын басталып, 2,6 млрд жыл бұрын аяқталды. Протерозой эрасының жыныстары археймен салыстырғанда кемірек метаморфталған және түрлі-түрлі. Қабаттары ішінде балдырлар қалдықтарынан түзілген әктастар, көмір, темір тектес жыныстар бар. Олар сол кезде бактериялардың, көк жасыл балдырлардың кен тарағанының айғағы. Жоғарғы протерозойды рифей (Орал тауының байырғы атауы) деп атайды, сол кезде балдырлар үдере дамыған. Олардың қалдықтарына қарап рифей қабаттарын уақ бөлшектерге жіктеуге мүмкіндік болды.Венд қабаттарының табаны астыңғы жыныстардан ұдайы шалыс жатады. Жыныстары да, организм қалдықтары да әр қилы. Олардың арасынан радиолярийлер, губкалар, медузалар, таспа құрттар, буынаяқтылар кездеседі. Осыларға қарағанда венд кезеңі протерозойдан палеозойға жақын сияқты. Дегенмен табылған мақлұқаттардың сауыты мен скелеті болмаған, тек жыныс бетінде таңбалары сақталған. Біраз өлкелерде, соның ішінде Жоңғар Алатауында, Қаратауда, Ұлытауда мұзарт шөгінділері—тиллиттер табылды. Ас тұзы мен сульфаттар кездеседі. Ендеше, атмосфера мен гидросфера қалыпқа келіп, қазіргі іспетті климаттық белдеулер болғаны. Палеозой эрасы. Кембрий кезеңінде скелетті мақлұқаттар — археоциаттар, трилобиттер, губкалар, иінаяқтылар т. б. дүниеге келді, балдырлар кең жайылды (3.2-сурет). Жетекші жануарлар болған солар арқылы кембрий қабаттарын жіктеп, әр құрлықтардағыларын өзара салыстыра аламыз. Нұсқамалар әр топтардың даму шегін көрсетеді: 1-қазірге дейінгілері, 2-бір кезеңде өшкендері. Қаратаудағы кембрий қабаттары қазірде жер жүзіне эталон болып, сол жерде геологиялық заказник ашылды. Кембрий кезеңінен бастап Жердің магниттік полюстерінін алмасуы байқалады..Бұл құбылыс та кембрий жыныстарымың стратиграфийсын құруға жөн береді. Ордовик кезеңінде құрлықтар едәуір төмен майысып, фанерозой эонындағы теңіздердін ең көп жайылған заманы болды.Сол себептен кезең кезінде теңіз мақлұқаттары мен өсімдік дүниесі басым: трилобиттер мен граптолиттер кемеліне келді (3.2-сурет), коралдар, моллюскалар кластары тарады, кезен, ішінде алғашқы өсімдіктер (псилофиттер) құрлыққа шықты. Силур кезеңінде теңіз лала гүлдері өрби түсті, алғашқы омыртқалы жануарлар (балықтар) пайда болды. Бұрынғыша граптолиттер, иінаяқтылар, коралдар кең тарады. Девон кезеңінде құрлық бой түзеп, теңіздер кейін шегінді. Қайтқан теңіздер жағалауында жалпақ шығанақтар қалып, олардың түбінде эвапориттер шөкті. Климат қуаң тартып, ауқымды аймақтарда қызыл түсті шөгінділер көп тарайды. Осыншама күрделі құбылыстан организм дүниесі де өзгеріске ұшырады. Құрлықта псилофиттер кен, өріс алды да соңынан папоротниктер тарады. Мақлұқаттардан насекомдар, өрмекшілер, құршаяндар пайда болды. Кезең бойында балықтар — сауыттылар, саусақ қанаттылар, қос тыныстылар тез дамып, девон кезеңін балықтар «ғасыры» деп атайды. Кейінгілерден жоғарғы девон дәуірінде қос мекенді жануарлар шықты. Теңіз жануарлары силур дәуіріндегідей, тек трилобиттер мен граптолиттердің түрлері кілт азаяды. Таскөмір кезіңінің ортасынан бастап қатпарлы таулар көтерілді, теңіздер шегінді. Климат жағдайы ылғалды болып, батпақты кең ойпаттар тарады да ну орманды жазықтар үстемдік алды.  4.2-сурет. Жануарлар мен өсімдіктердің жер тарихындағы даму сызбасы Оларда ағаш тәрізді папоротниктер, плаундар, қырықбуындылар, жаланаш тұқымдылар өсті. Кейінгілерден кезең соңында қылқан жапырақтылар пайда болды.Бауырымен жорғалайтын жануарлар дүниеге келді, шеміршекті, бара келе сүйекті балықтар өрбіді. Кезең бойында граптолиттер, трилобиттер, көне коралдар, сауытты балықтар, псилофиттер құрып кетті. Бұрынғыдай иінаяқтылар, төрт сәулелі коралдар, теңіз лала гүлдері, қарапайым форамин-иферлер отряды теңіздерде үстемдік құрды. Моллюскалар теңізбен қатар құрлықты да жайлады, насекомдар өрбіп, алып инеліктер аспанға ұшты. Таскөмір кезеңінің орта шегінен бастап оңтүстік жартышардағы құрлықтарды қалың мұз басты.Пермь кезеңінде жер үстінде құрлық үстем болды. Солтүстік жартышарда климат құрғақ болып, әсерінен эвапорит және қызыл түсті шөгінділер кең аймақтарда тарады. Оңтүстік жартышарда таскөмір кезеңіндегі мұзарттар әрі өріс алды. Пермь кезеңінде таскөмір кезеңінің мақлұқат-өсімдік дүниесі бұрынғысынша кең жайылды. Теңіздерде фораминиферлер, йінаяқтылар, теңіз лала гүлдері, мүк тәріздестер жетекші орынға шықты, аммониттер отряды дами бастады. Құрлықты аң іспетті рептилиялар жайлап-төстеді. Жоғарғы пермь дәуірінде палеозой эрасына тән барлық ағзалар тобы өшіп, құрыды. Олар: коралдардың, мүк тәріздестердің ірі топтары, теңіз лала гүлдері, иінаяқтылар, амфибиялар, өсімдік дүниесінен — ағаш пішіндес папоротниктер, плаундар. Сейтіп, тірі дүниенің келесі сатысы — мезозой эрасы басталды. 4.4 Мезазой және кайназой эраларындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы Триас кезеңінде жер үстінде пермдегідей құрлық үстем болды, оның климаты да жылы, құрғақ болды. Мақлұқаттардан теңіздерді басаяқты моллюскалар — аммониттер, қосжақтаулы моллюскалар, алты сәулелі коралдар жайлады. Рептилиялар тез дамып, суға жүзетін түрлері — ихтиозаврлар жаралды. Алғашқы сүтқоректілер пайда болды. Өсімдік дүниесінен жалаңаш тұқымдылар (қарағай, шырша) басым болды. Жерде дұрыс бағытты магнит өрісі тарады. Юра кезеңі жер тарихындағы теңіз үстем болған мерзім деп саналады. Содан келіп климат та жылы, ылғалды болды. Теңіздерде аммонитеттердің, белемниттердің жаңа тұқымдары пайда болды. Бауырымен жорғалайтындар тез өрбіп, алып жыртқыш және шөпқоректі динозаврлар («үрейлі кесірткелер») жайылды. Олардың ұшатын түрлері де шығып, кейін солардан тісті құстар жаралды. Құрлықта жалаңаш тұқымдылардың — папоротниктер, гингко, цикада тектестері ну орман құрды.Бор кезеңінде теңіз шарпуы үстем болып, юра кезеңіндегі жан-жануарлар одан әрі дами түсті. Алты сәулелі коралдар, алып аммониттер, жуан сауытты қос-жақты моллюскалар кемеліне келді, белемниттер, теңіз кірпілері, сүйекті балықтар, фораминиферлар өрбіді. Бұрынғыдай алып динозаврлар жайылды. Кәдімгідей тіссіз құстар пайда болды. Кезеңнің ортасынан бастап гүлді өсімдіктер — шамшат, емен, қайың, тал, лавр, магнолия кездеседі. Енді олардың заманы туады. Бор кезеңінің соңында кенеттен алып рептилиялар, аммониттер, белемниттер, коралдар құрып бітеді. Сүт қоректілер мен гүлді өсімдіктердің заманы кайнозой эрасы туады.Палеоген кезеңінде жануарлар қауырт өрби бастады. Құрлықта сүт қоректілер үстем: алғашқы жұп және тақ тұяқтылар, маймыл тектілер пайда болды. Кезең соңында ет тұмсықтылар зіл (мамонт), піл мен қалталылар отрядтары шықты. Мұхит-теңіздерде форамин-иферлер, бауыраяқты және қосжақтаулы моллюскалар кең жайылды.Неоген кезеңінде жас тау жүйелері — Альпі, Карпат, Қырым, Қавказ, Памир, Гималай — шынданды, Тынық мұхиттың жиегінде жанартаулар бой түзеді. Салдарынан мұхит деңгейі күшті тербелісте болды. Неоген жүйесін саралау үшін ет тұмсықтылардың, аюлардың, иттердің, жылқының, адам тәрізді маймылдардың маңызы зор. Флорасы қазіргідей, олар жылы және салқын климатты топтарға жіктелді. Төрттік (антропоген) кезеңі әлі аяқталған жоқ, қазір де өтіп жатыр. Оның ең бір өзгешелігі— солтүстік жартышарды неше дүркін мұз басқаны. Әуелі теңіз деңгейі төмен құлдырап, құрлықтар көлемі ұлғайды. Мұз басу кезінде суыққа төзімді, жүндері қалың зілдер, мүйіз тұмсықтар пайда болды. Төрттік кезеңінің ең басты оиғасы — адамзат пайда болып, оның неше сатыдан өтіп дамуы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
