Билет №28. Геологические интервалы времени.

Один из методов оценки времени связан с определением скорости накопления отложений. В Испании была открыта пещера, которая служила обиталищем для людей и зверей. Они жили в ней, умирали, а земля, слой за слоем, прикрывала их останки. В общей сложности в этой пещере образовались отложения мощностью 13,5 м. Были обнаружены треугольные кинжалы из бронзы; кости северного оленя; каменные ножи и сверла; кости носорога и пещерного медведя; грубо выделанные каменные топоры и скребки. Была подсчитана скорость осадконакопления и сопоставлена с данными, полученными другими методами. Это позволило подробно изучить историю пещеры приблизительно за 50 тыс. лет.

Оценка возраста горных сооружений. Пусть гора возвышается примерно на 2000 м и в основании имеет около 2000 м. Простой расчет объема такого гигантского конуса показывает, что он состоит примерно из 2·109 м3 горной породы. Дождь, лед и ветер и т.п. постепенно разрушают горы. В среднем от каждого 1 м2 породы в год отламывается обломок объемом несколько кубических сантиметров. Следовательно, за один год со всей горы осыплется примерно 103 м3 породы. Через миллион лет половина горы должна разрушиться. Так как при этом склоны станут менее крутыми, то скорость разрушения снизится и жизнь горы будет длиться несколько миллионов лет.

Скорость разрушения континентов можно рассчитать, проанализировав количество наносов (измельченной горной породы, песка и почвы), которое выносится реками в моря. Можно измерить количество наносов, увлекаемое дождями и переносимое реками в моря за год. Если равномерно распределить это количество по всей площади, с которой его собирает вода, текущая в реках, то получится слой толщиной около 1/300 см. За миллион лет это даст слой толщиной 30 м. Поскольку уносимая реками порода не поступает равномерно отовсюду, а только с тех участков, где есть уклон, то за миллион лет должны быть уничтожены неровности земной поверхности высотой много сотен метров. Следовательно, горы и холмы могли быть разрушены за несколько десятков миллионов лет, но этого не произошло из-за влияния внутренних сил на формирование земной поверхности.

Возможность отсчета времени дают методы измерения времени по годичным кольцам деревьев; по отложениям ленточных глин, песка, солей; по изменениям намагниченности горных пород и т.д.; по смене различных форм жизни. Последний метод основан на том факте, что на протяжении тысячелетий и миллионов лет одни виды растений и животных сменяли другие. Большинство из них, пережив период расцвета и широкого распространения, погибало и уступало место другим. Изучив последовательность, в которой происходила смена одних видов другими, и оценив продолжительность существования каждого из них, можно составить шкалу времени. Такие «часы» основаны на сопоставлении различных событий между собой и, следовательно, показывают относительное время.

В начале XX в. для отсчета больших промежутков времени были разработаны «радиоактивные часы», которые позволяют определять с приемлемой точностью абсолютный возраст различных объектов - археологических находок, горных пород и др. «Радиоактивными часами» называют группу методов, в которых явление радиоактивного распада ядер различных изотопов используется для определения больших промежутков времени. Исследования радиоактивных веществ показали, что скорость их распада постоянна, например период полураспада висмута-212 равен 60,5 мин, урана-238 - 4,5 млрд лет, а углерода-14 - 5730 годам. Поэтому процесс радиоактивного распада может быть использован для отсчета промежутков времени, причем для измерения интервалов времени имеется достаточно широкий выбор изотопов.

Принцип измерения больших промежутков времени с помощью радиоактивных часов очень прост и в какой-то мере подобен принципу работы огненных часов, широко использовавшихся в Древнем Китае. В огненных часах специальным образом приготовленная палочка горит с постоянной и заранее известной скоростью. Зная ее начальную длину, скорость сгорания и измерив длину несгоревшей части, можно определить, сколько времени прошло от того момента, когда палочка была зажжена.

С их помощью был установлен возраст старейших горных пород, найденных на Земле, — 3,8 млрд лет. Результаты изучения содержания радиоактивных веществ и продуктов их распада в первичном метеоритном материале позволили сделать заключение, что Земля существует около 4,6 млрд лет.

Старейшие следы жизни насчитывают более 1 млрд лет - тогда существовали примитивные бактерии. Водоросли и губки имеют возраст около 600 млн лет.

Окаменелости рыб и моллюсков, живших 300 млн лет назад.

Пресмыкающиеся - примерно 275 млн лет назад.

400 млн лет назад - деревьев и цветов.

Млекопитающие - 150 млн лет назад, а человеческая линия эволюции выделилась около 5 млн лет назад.