Время в геологии. Относительная и абсолютная геохронология

Хронология может быть выражена в виде непрерывного последовательного ряда единичных явлений или в форме последова­тельности определенных групп событий, рассматриваемых в определенном масштабе принятой шкалы летоисчисления (относительном или «абсолютном»).

Одной из главных задач геоло­гии является восстановление истории образования и развития на­шей планеты во времени и в пространстве, начиная от самых ранних этапов до становления ее современного облика и включая определение ближайшей перспективы этого развития.

Наиболее ранние представления о возрасте Земли связаны с мифологией и религиозно-оккультными воззрениями. Согласно Библии, мир был создан несколькими последовательными актами творе­ния, каждый из которых совершался за один день. А древние брамины Индии считали время существования Земли бесконечным.

Несмотря на ожесточенные нападки на еретические идеи в XVII и XVIII вв. возникли первые космогонические гипотезы Р.Декарта, Г. Лейбница, Бюффона, Канта и П. Лапласа, в со­ответствии с которыми время создания нашей планеты отвечало сложному естественно-историческому процессу, для реализации которого было явно недостаточно срока, определенного Библией.

Новая страница в истории представлений о возрасте Земли была открыта трудами крупнейших естествоиспытателей XIX в.— В. Смита, Ж. Кювье, Ч. Ляйеля и Ч. Дарвина. В своих работах они доказали, что для развития жизни на Земле понадо­билось весьма длительное время, намного превышающее и несоиз­меримое со временем появления и развития человеческой цивили­зации, Сделанные в XIX в. оценки времени образования Земли в абсолютной хронологии давали большой разброс — от нескольких десятков миллионов лет (Кельвин) до (по крайней мере) многих сотен миллионов лет (Ч. Дарвин, Д. Гудчайлд). Установление В. Смитом в начале XIX в. приуроченности определенных форм ископаемых организмов к определенным слоям и возможности распознавания и прослеживания слоев по заключенным в них ор­ганическим остаткам положило начало созданию относительной геохронологической шкалы.

Разработка относительной геохронологнчсской шкалы является к настоящему времени в части фанерозоя в принципе завершен­ным этапом. В основу принятой на второй сессии Международного геологического конгресса в Болонье в 1881 г. международной геохронологнчсской шкалы был положен принцип, разработанный швейцарским геологом Э. Реневье, который составил таблицы осадочных формаций, образовавшихся на протяжении эпох, от­вечающих фазам обновления органического мира (эры, периоды, эпохи, века). Хронологические подразделения этой шкалы отвеча­ли стратиграфическим подразделениям соответствующих рангов (группы, системы, отделы, ярусы, слои). Последующая детализа­ция этой шкалы для фанерозоя не внесла принципиальных изме­нений.

Методы относительной геохронологии, широко используемые в настоящее время, не позволяют, однако, проводить сравнитель­ный анализ длительности процессов и явлений в масштабе астро­номического времени, поскольку не было единого репера датиров­ки их продолжительности. Такая возможность появилась лишь в начале XX в. в связи с развитием радиологических методов опре­деления абсолютного возраста горных пород. В 1904 г. Э. Резерфорд предположил, что гелий, захваченный радиоактивными ми­нералами, может служить средством определения геологического возраста. Первыми исследователями, применившими радиоактивные металлы к определению возраста Земли, были Р. Стретт, Дж. Баррел и А. Холмс. Уже в 1917 г. Дж. Баррелом была разра­ботана первая шкала абсолютного времени для фанерозоя, в це­лом достаточно близкая (ошибка не более 25—30%) к современ­ной.

В настоящее время гсохронологическая шкала абсолютного времени разработана для всей геологической истории Земли. Но­вые методы исследования позволили оценить возраст нашей пла­неты около 4,6 109 лет. Появились определения абсолютного воз­раста самых древних на сегодняшний день горных пород Канад­ского щита и Гренландии, достигающие 3,9—3,8 млрд. лет, известны цифры 4,3—4,2-109 лет для отдельных зерен циркона из архейских кварцитов Западной Австралии.

Относительная и абсолютная геохронологпческие шкалы рас­сматриваются, как правило, совместно. На сегодняшний день относительная шкала практически неприменима к раннедокембрийскому этапу развития Земли, хотя органические остатки обнару­жены в породах, возраст которых превышает 3,2 млрд. лет. Следова­тельно, относительная геохронология может обеспечить детальную хронологию событий лишь для 1/6 геологической истории Земли. Данные абсолютного возраста, полученные для начала и конца формирования той или иной стратиграфической единицы, дают возможность говорить о времени ее формирования. По этому принципу шкалу абсолютной геохронологии совмещают со шкалой относительного летоисчисления, что дает возможность рассматри­вать известные ранее временные таксоны относительной шкалы в миллионах лет.

Особенностью геологического летоисчисления является то об­стоятельство, что хронометром геологических событий служит в большинстве случаев физическое время, когда в качестве единицы измерения принимается скорость распада радиоактивных элемен­тов, в соответствии с которой определяется абсолютный возраст минералов и горных пород, и биологическое время, рассчитанное в соответствии с эволюцией органического мира.