Геохронологическая шкала истории Земли и жизни на ней

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — последовательность крупных промежутков истории Земли, установленная по данным геологии и палеонтологии. Геология изучает Землю и её породы, а палеонтология — древние организмы по их остаткам. Шкала нужна, чтобы расположить события прошлого по порядку и сравнивать историю разных областей планеты.

Эон — крупный отрезок геологической истории, объединяющий несколько эр. Это одна из самых больших единиц деления времени Земли, поэтому с её помощью описывают очень продолжительные этапы. Внутри эонов выделяют более короткие промежутки, которые позволяют точнее проследить изменения.

Эра — часть эона, выделяемая по крупным изменениям в истории Земли и жизни. Эры помогают разделить длительную историю на этапы, отличающиеся характером развития организмов и геологическими событиями. Названия палеозой, мезозой и кайнозой обозначают именно эры.

Период — часть эры, для которой характерны определённые геологические события и этапы развития организмов. Деление на периоды нужно, чтобы описывать историю подробнее, чем позволяет одна только эра. Следовательно, период всегда входит в состав более крупной единицы — эры.

Как это устроено

Геологи восстанавливают последовательность прошлого, изучая слои горных пород. Осадочные породы часто накапливаются слоями: материал, оказавшийся ниже, обычно отложился раньше материала сверху. В породах сохраняются ископаемые остатки — следы или части древних организмов, по которым можно узнать, какие формы жизни существовали в разные времена. Сопоставляя положение слоёв и найденные в них остатки, учёные устанавливают, какие события предшествовали другим.

Такое сопоставление даёт прежде всего относительный возраст: оно показывает, что древнее, а что моложе, но не обязательно сообщает число лет. Чтобы получить оценку в годах, геологи определяют абсолютный возраст пород, в том числе радиометрическими методами. Они используют закономерность распада радиоактивных изотопов: измерив соотношение исходного вещества и продуктов его распада, можно вычислить время, прошедшее после образования минерала. Относительные и абсолютные оценки дополняют друг друга: первые помогают выстроить порядок, вторые — привязать события к возрасту.

Геохронологическая шкала устроена иерархически: эоны делятся на эры, эры — на периоды, а периоды — на более мелкие подразделения. Такое устройство позволяет одновременно говорить и о длительных этапах, и о более коротких отрезках. Например, название эры задаёт общий масштаб, а название периода уточняет, к какому этапу внутри неё относится событие. Поэтому, определяя положение события на шкале, важно не смешивать единицы разного уровня.

Границы крупных подразделений связывают с существенными изменениями в истории планеты и организмов. Если в породах заметно меняется состав ископаемых остатков, это может указывать на вымирание одних групп и распространение других. Геологические признаки тоже показывают, что условия на Земле менялись: менялись моря, климат и расположение участков суши. Совпадение таких перемен помогает выделить рубеж, а не проводить его произвольно.

В общей последовательности сначала сформировалась Земля, затем возникла жизнь, история которой долго была связана с водной средой. Организмы постепенно усложнялись и разнообразились, а позднее некоторые группы освоили сушу. По ископаемым остаткам и породам учёные прослеживают эти изменения, хотя отдельные события могли происходить в разных местах не одновременно. Поэтому шкала показывает общий ход истории, а конкретные находки помогают уточнять его детали.

Крупные подразделения геологической истории и события в развитии жизни

Пользуйтесь таблицей как краткой картой последовательности: сначала идёт докембрий, затем палеозой, мезозой и кайнозой. Сопоставьте колонку с положением в шкале и колонку с событиями, чтобы связать название отрезка с развитием жизни. События в таблице характерны для больших этапов и не означают, что все изменения произошли одновременно во всех местах Земли.

Разбор задач

Задача 1. Расположите по порядку: мезозой, палеозой, кайнозой. Нужно определить последовательность эр от более ранней к более поздней, а не перечислить их в случайном порядке. Для этого используем геохронологическую шкалу и помним, что названия обозначают крупные последовательные этапы. Затем проверяем, что переход от одного этапа к следующему направлен от древнего к современному.

1. Находим в шкале три названные эры.
2. Сравниваем их положение во времени: палеозой предшествует мезозою, а мезозой — кайнозою.
3. Записываем названия от более древней эры к более молодой.

Ответ: палеозой, мезозой, кайнозой.

Задача 2. Установите, к какой эре относится период, в котором широко распространились динозавры. В условии речь идёт о периоде, то есть о части эры, поэтому ответ нужно найти на уровень выше. Широкое распространение динозавров характерно для мезозойской эры. Чтобы не перепутать уровни, сначала определяем временной отрезок по событию, затем называем включающую его эру.

1. Связываем широкое распространение динозавров с мезозойским этапом.
2. Учитываем, что отдельные периоды мезозоя входят в одну и ту же эру.
3. Называем не период, а крупную единицу, о которой спрашивают.

Ответ: мезозойская эра.

Задача 3. На шкале событие А произошло 300 млн лет назад, а событие Б — 120 млн лет назад. Определите, какое событие произошло раньше и на сколько миллионов лет. Числа отсчитываются назад от настоящего времени: большее значение означает более древнее событие. Поэтому сначала сравниваем числа, а затем находим расстояние между датами.

1. Сравниваем возраст: 300 млн лет больше, чем 120 млн лет, значит событие А древнее.
2. Вычитаем меньший возраст из большего: 300 − 120 = 180.
3. Получаем временной промежуток между событиями.

Ответ: раньше произошло событие А, на 180 млн лет раньше события Б.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что период и эра — равноправные единицы. Так происходит, если запомнить названия, но упустить устройство шкалы. Проверьте себя вопросом «частью чего является период?»: правильная связь — период входит в эру, а эра в эон.

Ошибка: путать относительный возраст с абсолютным. Относительный возраст отвечает на вопрос, что было раньше, а абсолютный выражает возраст в годах; их смешивают, потому что оба описывают прошлое. Проверьте, названо ли число лет: если его нет, речь может идти только о последовательности событий.

Ошибка: читать миллионы лет до настоящего времени как счёт вперёд. Тогда событию со 120 млн лет ошибочно приписывают больший возраст, чем событию с 300 млн лет. Помните, что отсчёт ведётся от настоящего в прошлое: большее число означает более древнее событие, и проверить себя можно сравнением двух дат.

Ошибка: считать, что ископаемые остатки сами по себе сообщают точную дату. Они помогают узнать, какие организмы встречаются в слоях, и сопоставить породы, но это не то же самое, что измерить возраст в годах. Проверьте, различаете ли вы две задачи: ископаемые устанавливают связи и относительную последовательность, а абсолютный возраст получают другими методами, в том числе радиометрическими.

Связь с другими темами

Для понимания шкалы нужно знать, как образуются горные породы и осадочные слои, а также что называют ископаемыми остатками. Эти знания позволяют понять, почему расположение пород и содержащиеся в них находки дают сведения о прошлом. Геохронологическая шкала связана и с изучением эволюции: по ней прослеживают смену флоры и фауны и распространение разных групп организмов. С ней также соотносят историю формирования материков и изменения среды обитания.

Что запомнить

• Геохронологическая шкала упорядочивает события истории Земли.
• Крупные единицы шкалы делятся на более мелкие.
• Эон включает эры, эра включает периоды.
• Возраст Земли составляет около 4,6 млрд лет.
• Палеозой, мезозой и кайнозой следуют именно в таком порядке.
• Геологические данные позволяют сопоставлять события прошлого и определять их возраст.