Теория тектоники литосферных плит.

Альфред Вегенер (1880-1930) - теория дрейфа континентов. 1912. Аргументы: 1) сходство очертаний, 2) геологическое сходство, 3) сходство ископаемых.

Литосфера (кора + верхняя мантия) состоит из литосферных плит. Под литосферой горячая и вязкая астеносфера, в которой происходит конвекция. Токи мантийного вещества двигают л. плиты со скор. от неск. мм до 15 см в год.

Методы датирования горных пород: относительные и абсолютные.

Горные породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические. Датирование бывает относительное (что было раньше, что позже) и абсолютное (возраст в годах). Методы относительного датирования основном для осадочных пород, абсолютного для магматических.

 

Биостратиграфия и руководящие ископаемые. Какими свойствами должна обладать группа ископаемых организмов, чтобы ее можно было использовать в качестве руководящей?

Стратиграфия — наука, изучающая последовательность слоев земной коры Принцип суперпозиции (Николай Стенон, 1669): нижние слои образовались раньше верхних (в 1988 году Н.С. причислен Католической церковью к лику блаженных)

Два этапа: 1) расчленение (описание слоев) и 2) геологическая корреляция (установление соответствия между слоями в разных районах).

Руководящие ископаемые организмы, дающие самые надежные относительные датировки. Требования к руководящим формам: 1) широкое распространение, 2) массовость, 3) хорошая сохраняемость, 4) быстрая эволюция (недолгий интервал существования), 5) желательна также встречаемость в отложениях разных типов (поэтому планктонные животные лучше бентосных, споры и пыльца листья и корни).

Примеры руководящих ископаемых•споры и пыльца растений, мелкие планктонные организмы (фораминиферы, радиолярии, кокколитофориды), массовые планктонные и бентосные животные с твердым скелетом (трилобиты, аммониты, конодонты, рхеоциаты, двустворчатые и брюхоногие моллюски, брахиоподы и др.)

Это относительная геохронология

 

Радиометрическое датирование горных пород и ископаемых.

Абсолютная геохронология: радиометрическое датирование.

1) в новообразовавшейся магматической породе: изначально не было продуктов распада данного изотопа их было); 2) (или известно, сколько если изотоп и продукты его распада не вымывались, не улетучивались и не внедрялись извне, то можно точно определить возраст породы, измерив соотношение масс изотопа и его продуктов.

А если продукты распада данного изотопа были в породе изначально, и мы не знаем, сколько и

Механизм движения литосферных плит – конвекционные токи в астеносфере.

Три типа границ между плитами: 1. двигаются друг относительно друга в горизонтальном направлении, 2. расходятся (срединноокеанические хребты), 3. сходятся, формируя: а) зону субдукции (океаническая кора погружается под «наезжающий» на нее материк), б) горные хребты складки коры

Магматические и осадочные породы континентальной коры имеют возраст от архейского до кайнозойского. Однако самые древние породы океанической коры имеют всего лишь раннемезозойский возраст. Почему в океанической коре нет более древних пород?

На дне океана нет древник пород! Новые породы все время формируются в районе срединно-океанических хребтов и расползаются от них (в отличие от континентальных пород, более древних)

49. Какие биотические и абиотические факторы влияют на содержание CO₂ в атмосфере?

Поступление.

1) Вулканизм. При дегазации магмы выделяется много СО2. Запасы углерода в мантии пополняются за счет субдукции.

2) Окисление органики гетеротрофами (дыхание: Cорг+ О2= СО2). Дополнительный фактор парникового эффекта: метаногенез, в том числе в кишечнике травоядных.

Изъятие.

1) Выветривание. Континентальная кора в основном состоит из базальтов, в которых много силиката кальция. Силикат кальция реагирует с СО 2 с образованием CaCO 3, значительная часть которого затем смывается в океаны. Выветривание усиливается при горообразовании (подъем Гималаев, начавшийся в эоцене ок. 50 млн лет назад в результате движения австралийскоиндийской плиты на север, считается одной из причин нынешнего ледникового периода).

2) Фиксация СО2 автотрофами (оксигенный фотосинтез: СО 2 = C орг). Биологический цикл несовершенен: не вся органика перерабатывается гетеротрофами, часть ее захоранивается в земной коре (уголь, нефть).

3) Биогенное осаждение CaCO3: от строматолитов до животных с + карбонатными скелетами (моллюски, фораминиферы, кораллы и мн. др.). Океанические карбонатные осадки затем отправляются на «переплавку» в астеносфере (в зонах субдукции).

 

50. Как повлияло бы на земную жизнь полное прекращение вулканической/тектонической активности планеты?

Усиленный вулканизм влияет на климат в сторону увеличения температуры. Что еще?

Усиленный вулканизм приводит к росту в атмосфере концентрации углекислого газа, это приводит к усилению парникового эффекта. Прекращение вулканизма - невозможность выбраться из ледникового периода, вызванного успехом растений (запасанием углерода в виде их ископаемых остатков - угля и нефти) и снижением концентрации CO2 в атмосфере(антипарниковый эффект). Выход из ледниковых периодов - за счёт уменьшения доступной для растений территории (ухудшение условий, наступление ледника) и прекращения депонирования ими углекислого газа.

51. Формирование Земли. Катархей (гадей).
• Формирование Земли 4600 млн лет назад
• Гравитационная стратификация (расслоение)
• Формирование Луны (в рез-те импакта; поэтому Луна содержит мало железа) – 4500 млн.
• Раньше думали, что вся Земля в катархее была расплавлена, но в последнее время в этом сильно засомневались
В Австралии и Канаде найдены катархейские магматические породы (4.28 Sm-Nd age) и кристаллы циркона возрастом до 4.4. Значит, литосфера в катархее не была полностью расплавлена
• В кристаллах циркона возрастом 4.25 – графитовые и алмазные включения с облегченным изотопным составом углерода (возможный признак присутствия жизни уже в то время!)
• Рубиско фракционирует углерод, предпочитая CO2 c обычным, легким изотопом 12С, тяжелому изотопу 13С. Другие ферменты, катализирующие фиксацию углерода, тоже фракционируют, но иначе (напр., PEP-carboxylase фракционирует гораздо слабее; обратный цикл Кребса тоже дает лишь слабое фракционирование). К сожалению, фракционирование происходит и при некоторых геохимических процессах.

52. Развитие жизни в архейском эоне. Древнейшие следы жизни. Начало палеонтологической летописи.
• Геологическая летопись начинается «всерьез» около 3.8 млрд лет назад, по окончании бомбардировки. Древнейшие осадочные породы.
• 3.8 – 3.6: признаки жизни ограничиваются облегченным изотопным составом углерода в графитовых включениях в кристаллах апатита, циркона и др.
• Около 3.5: старт настоящей палеонтологической летописи. Первые фоссилизированные (окаменевшие) микроорганизмы и бесспорные следы их жизнедеятельности: строматолиты.