ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХРОНОЛОГИЯ

 

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МЕТОДАХ АБСОЛЮТНОГО ЛЕТОИСЧИСЛЕНИЯ

 

Помимо методов определения относительного возраста горных пород, существуют еще методы определения абсолютного возраста. Последние позволяют устанавливать возраст пород в единицах времени.

 

Современная геология в определении абсолютного возраста горных пород пользуется преимущественно радиологическими методами.

 

Радиологические методы определения абсолютного возраста горных пород основаны на радиоактивном распаде элементов урана, тория, калия и некоторых других.

 

Радиоактивный распад урана (атомный вес 238) заключается в том, что ядра его атомов самопроизвольно испускают .положительно заряженные альфа-частицы, что ведет к образованию гелия. При этом уран последовательно превращается в недолговечные элементы — радий, радон и др. и в конце концов — в устойчивый элемент свинец. В результате полного превращения одного атома урана образуется один атом свинца (атомный вес 206) и восемь атомов гелия (атомный вес 4).

 

Аналогичные преобразования (но с другими промежуточными продуктами распада) с выделением гелия и образованием конечного продукта распада — свинца испытывает и радиоактивный элемент торий. В результате радиоактивного распада калия возникает аргон.

 

Основной, наиболее важной для решения геологических задач особенностью радиоактивного распада элементов, позволяющей использовать его для определения геологического времени, является то, что распад атомов радиоактивных элементов протекает исключительно медленно и закономерно. Он не зависит от каких-либо природных причин (изменения температуры и давления), а также от магнитных, электрических и других свойств Земли.

 

Высчитано, что уран распадается наполовину в течение- 4,52 млрд. лет; период полураспада тория составляет 13,9 млрд. лет. Значительно быстрее протекает распад таких промежуточных продуктов распада урана, как радия (период полураспада 1590 лет) и особенна радона.

 

Другой весьма характерной особенностью радиоактивного распада элементов является выделение в процессе распада значительного количества энергии. Так, энергия 1 г радия равна 3,4 млрд. мал. кал, что соответствует энергии, получаемой при сгорании 425 кг каменного угля. Однако выделение этой энергии в природных условиях идет очень медленно, на протяжении всего времени распада. Открытие способов искусственного ускорения радиоактивного распада позволяет широко использовать атомную энергию в промышленности.

 

При выяснении абсолютного возраста горных пород с помощью радиологических методов необходимо определить количество исходного, радиоактивного элемента и продуктов его распада, имеющихся в данной породе. В присутствие урана или тория определение возраста производят по содержанию свинца или гелия. Гелиевый метод менее надежен, так как гелий, как легкий газ, легко может улетучиться по трещинам пород; поэтому чаще всего ведут определение возраста по свинцу.

 

В последние годы стал применяться аргоновый метод. Этот метод имеет большие перспективы, так как калий отличается широким распространением в природе. Кроме того, аргон лучше, чем гелий, сохраняется в породах.

 

Применение перечисленных выше радиологических методов определения абсолютного возраста горных пород сопряжено с рядом трудностей, так как, с одной стороны, радиоактивность пород не всегда выражена в достаточной мере, с другой — требуются специально оборудованные стационарные лаборатории.

 

 

В настоящее время разрабатываются более ускоренные и совершенные радиологические методы, использующие новейшие успехи радиогеологии, которые позволяют проводить определения в полевых условиях при ограниченных затратах времени на каждое определение.

 

Все остальные методы абсолютного летоисчисления пород земной коры по своим результатам несравнимы с радиологическими методами и практического значения не имеют. Так, некоторые ученые пытались выяснить возраст отдельных осадочных пород, исходя из скорости накопления осадков в морских водоемах. Однако такие попытки не могли дать надлежащих результатов, поскольку невозможно учесть всю сумму условий, влияющих на скорость накопления осадков в различные эпохи.

 

Продолжительность отдельных эр и периодов, вычисленная на основании данных радиологических .методов, определяется следующими цифрами.

 

Периоды и эры         Длительность, млн. лет       Общая продолжите чьность от начала периода или эры до современной

                                   эпохи, млн. лет

Четвертичный период         1          30        1          30

Неогеновый период 25 -                 25—   

Палеогеновый период         30 -     35        55—    65

Кайнозойская эра в целом  5,1—   65        —       

Меловой период       55—    60        110—  125

Юрский период        25—    35        135—  160

Триасовый период   30 -     35        165—  195

Мезозойская эра в целом    110—  130      —       

Пермский период     25—    30        190—  225

Каменноугольный период  50-      55        240—  280

Девонский период   45—    50        285—  330

Силурийский период           40        45        325-    375

Ордовикский период           70        80        395—  455

Кембрийский период          70 -     90        465—  545

Палеозойская эра в целом   300—  350      —       

Рифейская (синийская) эра 350—  400      800—  950

Протерозойская эра 600—  700      1400—            1650

Архейская эра           1500 - 2000    3000—            3500

 

Заслуживает особого внимания то обстоятельство, что результаты определений длительности геологических периодов и более дробных подразделений, полученные с помощью радиологических методов, хорошо сочетаются со стратиграфической колонкой земной коры, установленной палеонтологическим методом: чем древнее толщи пород по стратиграфической колонке, тем больше их абсолютный возраст по данным радиологических методов.

 

Радиологические методы исследований истории Земли непрерывно совершенствуются и им принадлежит большое будущее в дальнейшем развитии и углублении геологических познаний.

 

 

К содержанию книги: Историческая геология с основами палеонтологии

 

 Смотрите также:

 

Геохронология  Хронология горных пород и минералов. Геологические эпохи.  Абсолютная геохронология. Движения земной коры