Жердің геологиялық дамуының басты-басты эондары мен эралары

Жердің көнелігі 4,6 – 4,5 млрд жыл шамасында деп есептелінеді, мұның алғашқы 0,7 – 0,6 млрд жылы Жердің дербес планета ретінде қалыптасуына (Жер аккрециясына) “жұмсалған” болса керек. Жердің жеке планета ретінде қалыптасып болғаннан кейінгі өзіндік геологиялық дамуы 3,9 – 3,7 млрд жыл бұрын басталғанға ұқсайды, бұл көрсеткіш жер қыртысынан табылған ең көне тау жыныстарының “сұрғылт гнейстердің” – геологиялық көнелігіне сәйкес келеді. Олай болса, планетамыздың геологиялық жылнамасы нақ осы 3,9 – 3,7 млрд жылдан басталатын болғаны.

Жердің геологиялық тарихы бір-біріне тең емес екі сатыға жіктеледі. Бұлардың алғашқы сатысы Жер дамуының жалпы ұзақтығы шамамен 3,3 – 3,1 млрд жылмен өлшенетін төрт эонын – ерте және соңғы архей, ерте және соңғы протерозой эондарын біріктіреді. Фанерозой сатысы (эоны) деп аталатын Жер дамуының екінші сатысы палеозой, мезозой және кайнозой эраларын біріктіреді, бұл сатының жалпы ұзақтығы Жер тарихының соңғы 570 млн жылын ғана қамтиды. Жер тарихының бірінші сатысы екінші сатысымен салыстырғанда мүлдем нашар сипатталған, бұл архей және протерозой акротемаларына тән түзілімдердің өте қарқынды метафорфтық өзгерістерге ұшырауымен және оларға тиесілі тау жынысы қабаттарында организмдердің қазба қалдықтарының болып жарымауымен түсіндіріледі.

Алғашқы архей (AR1) және соңғы архей (AR2) эондары – Жердің геологиялық тарихындағы ең көне эондар. Бұл эондардың жалпылама ұзақтығы нақтылы анықталмаған, бірақ оның басталу уақытын 3,9 – 3,7 млрд жылмен өлшенетін “сұрғылт гнейстердің” геологиялық көнелігімен сәйкестіруге болады. Архей эондарының тамамдалу уақыты біршама дәл анықталған деуге болады, жер қыртысындағы ең ірі қатпарлық қозғалыстардың көрініс беру мерзіміне сәйкес келетін бұл уақыт млн жылмен өрнектеледі. Олай болса, архей эондары шамамен 1,3 – 1, 2 млрд жыл уақытты қамтитын болғаны (орта есеппен 3,9-3,7 млрд жыл мен 2,6 – 2,5 млрд жыл аралығы).

Алғашқы архей эонының соңғы архей эонына ауысу шекрасы млн жылға сәйкес келеді.

Төменгі архей және жоғарғы архей эонотемаларына тиесілі тау жыныстарының қабаты әдетте архей акротемасы құрамында қарастырылады. Архей акротемасына тиесілі тау жыныстарында сол кездердегі планета дамуының өзіндік ерекшеліктері өте нашар сақталған. Бұл, ең алдымен, гнейстерден, кристалды жіктастардан, мәрмарлардан және шақпақтастардан тұратын архей акротемасына ұшырауының салдары. Бұл тау жыныстары қабаттарынан организмдердің қазба қалдықтары мүлдем ұшыраспайды, алайда оларда некесаяқ графит тозаңдарының ұшырасып қалуы сол өте ерте уақыттарда да “органикалық тіршілік белгілері” болғандығын мегзейді. Архей аеротемасына қарасты тау жыныстары өте күрделі түрде қатпарланған.

Кейбір қосалқы мәліметтер мен Жер дамуының бағдарлы түрде өткендігі жайлы теориялық тұжырымдар архейге тән физикалық-географиялық жағдайдың бүгінгі күн жағдайынан ғана емес, бүкіл архейден кейінгі эондар мен эралар жағдайларынан да мүлдем өзгеше болғандығын жорамалдауға мүмкіндік береді: архейде Жердің гидросфера қабаты енді-енді ғана қалыптаса бастағанға ұқсайды, мұның өзі тау жыныстарының түзілімдене бастауына жағдай жасаған, ал архей атмосферасының құрамында оттегі мүлдем болмаған болса керек.

Алғашқы протерозой (PR1) және соңғы протерозой (PR2) эондары жалпы ұзақтығы шамамен 2 млрд жылмен өлшенетін, Жер тарихының көнелігі жағынан үшінші-төртінші эондары. Бұл эондар 2500±50 млн жыл бұрын басталып, 570 млн жыл бұрын фанерозой эонына ұласқан. Алғашқы және соңғы протерозой эондарының бір-біріне ауысу уақыты бұдан 1650±50 млн жыл бұрынғы уақытқа сәйкес келеді. Алғашқы протерозой алғашқы карелий (PR11) (2500±50 – 1900±50 млн жылдар аралығы) эраларына жіктеледі. Соңғы протерозой алғашқы рифей (R1) (1650±50 – 1350±20 млн жылдар аралығы), ортаңғы рифей (R2) (1350±20 – 1000±50 млн жылдар аралығы), соңғы рифей (R3) (1000±50 – 650±20 млн жылдар аралығы) эраларына және венд кезеңіне (V) (650±20 – 570 млн жылдар аралығы) жіктеледі. Протерозой

эондарында қалыптасып үлгерген тау жыныстарының жиынтығы протерозой акротемасына біріктіріледі. Бұл тау жыныстарының құрамы да, метаморфизмге ұшырау дәрежесі де әр түрлі: олардың арасында ешбір өзгермеген тау жыныстары да, олардың өте күшті өзгерген түрлері де ұшырасады. Жердің протерозойлық тарихында (әсіресе оның аяқ шенінде) органикалық әлем біршама бай және сан түрлі болғанға ұқсайды. Бірақ қазба түрінде организм қалдықтары өте сирек ұшырасады, себебі ол кездерде негізінен жұмсақ денелі организмдер тіршілік еткен, ал олардың таснұсқаларға айналу мүмкіндігі мардымсыз болатындығы түсінікті. Осыған байланысты протерозойлық организмдердің қазба қалдықтары әдетте тау жынысы қабаттары бетіндегі таптар түрінде ұшырасады. Осы ерекшелікке байланысты протерозой акротемасына тиесілі тау жыныстарының стратиграфиясы нақтылауда әр түрлі көне өсімдік қалдықтарын зерттеудің маңызы зор. Мәселен, көк-жасыл балдырлардың (бұлардың “строматолиттер” және “онколиттер” деп аталатын түрлерінің) қазба қалдықтарын зерттеу, жоғарыда көрсетілгендей, соңғы протерозойға тиесілі тау жынысы қабаттарын 4 бөлікке – төменгі, ортаңғы, жоғарғы, рифейлік түзілімдерге және венд түзілімдеріне – жіктеуге мүмкіндік берген.

Протерозойға тән балдырлардың маңызы олардың палеонтологиялық рөлімен ғана шектелмейді. Нақ осы балдырлардың тіршілігі, яғни олардың бейнесинтезі (фотосинтез) нәтижесінде бөлінген оттегі көне Жер атмосферасын осы элементпен мейлінше қанықтыра түскенге, сөйтіп сол кездің физикалық – географиялық жағдайын өзгертуге айтарлықтай үлес қосқанға ұқсайды.

Протерозойдың тағы бір ерекшелігі осы кездегі Жер бетінде климаттық белдемдердің етек алуы. Архей эондары кезіндегі планета климаты жайлы тұжырымдар жасау мүмкіндігі мүлдем жоқ, себебі ол кездерде түзілген тау жыныстары жаппай метаморфизмге ұшыраған. Ал протерозойлық түзілімдерге келер болсақ, бұлардың арасында көне мұзбүркеулерге де, ыстық климатқа да, қоңыржай климатқа да тән тау жыныстары молынан ұшырасады. Солай бола тұрса да аталған климаттық белдемдердің нақтылы шекараларын және протерозойлық Жерге тиесілі полюстер мен экватордың орнын анықтау мүмкіндігі әзірге болмай отыр.

Палеозой эрасы (PZ) – Жер дамуының екінші сатысының алғашқы эрасы, оның ұзақтығы 322 млн жыл (570-248 млн жылдар аралығы). Палеозой эрасы 6 кезеңге жіктеледі, олар: кембрий кезеңі – € (570-505 млн жыл); ордовик кезеңі – О (505 – 438 млн жыл); силур кезеңі – S (438 – 408 млн жыл); девон кезеңі – D (408 – 360 млн жыл); таскөмір, немесе карбон кезеңі – С (360 – 286 млн жыл); пермь кезеңі – P (286 – 248 млн жыл). Кембрий кезеңі үш дәуірге (алғашқы, ортаңғы және соңғы кембрий) және 9 ғасырға жіктеледі; ордовик кезеңі де үш дәуірге (алғашқы, ортаңғы және соңғы ордовик) және 6 ғасырға жіктеледі; силур кезеңі екі дәуірге (алғашқы және соңғы силур), 4 ғасырға бөлінеді; девон кезеңі үш дәуірді (алғашқы, ортаңғы және соңғы девон), 7 ғасырды біріктіреді; таскөмір (карбон) кезеңі үш дәуірден (алғашқы, ортаңғы және соңғы карбон) және 7 ғасырдан тұрады; пермь кезеңі екі дәуірге (алғашқы және соңғы пермь), 7 ғасырға жіктеледі.

Палеозой эрасында литосфера мен жер қыртысы құрамында да, органикалық әлем құрамы мен таралу ерекшеліктерінде де айтарлықтай өзгерістер болып өткен. Бұл эра әсіресе органикалық тіршілік түрлерінің көптігімен сипатталады, олардағы өзгерістер палеозой эрасының өзін даралауға және оны әр түрлі дәуірлер мен ғасырларға жіктеуге мүмкіндік берді. Палеозой эрасы өзіне тиесілі жәндіктер мен өсімдіктердің құрамындағы өзгерістер сипатына орай үш бөлікке – алғашқы палеозойға (PZ1), ортаңғы палеозойға (PZ2) және соңғы палеозойға (PZ3) жіктеледі. Бұлардың біріншісі кембрий, ордовик кезеңдерін, екіншісі силур, девон кезеңдерін, ал үшіншісі таскөмір, пермь кезеңдерін біріктіреді.

Алғашқы палеозойдың органикалық әлемі негізінен теңіз алаптарына шоғырланған омыртқасыз жәндіктермен (археоциаттар, брахиоподтар, буынаяқтылардың трилобиттер сыныбы, жартылай желілердің граптолиттер сыныбы, ішекқуыстылардың маржандар сыныбы, басаяқты тіржандар сыныбы, тікентерілер т.б.) және әр түрлі балдырлармен сипатталады. Ортаңғы және соңғы палеозойдың органикалық әлемі алғашқы палеозойдікіне қарағанда да байырақ болып келеді. Бұл кезде теңіз жәндіктері мен өсімдіктері бұрынғыдан да гөрі дамып жетілген, құрлықтарда өсімдіктер қаулай өскен. Теңізде тіршілік ететін омыртқасыз жәндіктер ішінде құлыпты брахиоподтардың, ішекқуыстыларға қарасты төртсәулелі маржандардың, қарапайымдардың, басаяқты тіржандардың дамуы өздерінің шарықтау шегіне жеткен. Соңғы палеозой теңіздерінде, сол сияқты, кейбір омыртқалылардың өкілдері, мәселен, балықтар тіршілік ете бастаған. Құрлық беттерін өсімдіктер жайлап алған, кейбір жерүсті желілері пайда болған.

Алғашқы палеозойдың климаттық ерекшеліктері жайлы деректер аздау. Бұл кездің климаты жайлы мәліметтер алуға жерүсті өсімдіктерінің болмауы қатты әсерін тигізді. Алайда кейбір деректерді саралау нәтижелері алғашқы палеозойдың климаты бүгінгіге қарағанда жылылау және қуаңдау болғандығын көрсетеді. Ол кездің полюстері мен экваторының орындары бүгінгіге сәйкес келмеген, ендеше жер бетіндегі климаттың белдемділік те мүлдем өзгеше болған. Соңғы полеозойдағы Жер климатының ерекшеліктері, керісінше, барынша анық сипатталады. Жер полюстері мен экваторының орны девон кезеңінен бергі уақыт аралығы үшін біршама дәл анықталған. Аталған кезеңге алты климаттық белдем тән, олар – тропикалық, солтүстік және оңтүстік аңызақ, солтүстік және оңтүстік біршама ылғалды және оңтүстік суық белдемдер. Таскөмір және пермь кезеңдерінде жоғарыда келтірілген белдемділік негізінен сақталған, алайда карбонның (таскөмір кезеңінен) климаты жаймашуақ және өте ылғалды болса, пермь кезеңінің климаты аңызақ болғанға ұқсайды.

Мезозой эрасы (MZ) – Жердің геологиялық даму тарихының екінші сатысына тиесілі, жалпы ұзақтығы 183 млн жылмен өлшенетін (248 – 65 млн жылдар аралығы), палеозойдың кейінгі екінші эрасы. Эра үш кезеңге жіктеледі: триас кезеңі – Т (248 – 213 млн жыл);юра кезеңі –I (213 – 144 млн жыл); бор кезеңі – К (144 – 65 млн жыл). Триас кезеңі үш дәуірге (алғашқы, ортаңғы және соңғы триас) және 7 ғасырға жіктеледі; юра кезеңі де үш дәуірден тұрады (алғашқы, ортаңғы және соңғы юра), бірақ оның құрамында 11 ғасыр бар; бор кезеңі екі дәуірге (алғашқы және соңғы бор), 12 ғасырға жіктелген.

Мезозой эрасының органикалық тіршілігі палеозойдікіне қарағанда мүлдем өзгеше болған. Бұл эра теңіздерінде басаяқты тіржандар кеңінен тараған, қосжармалы және бауыраяқты тіржан түрлері көбейе түскен, алтысәулелі маржандар пайда болып, дами бастаған. Омыртқалылар ішіндегі ең кең тарағандары сүйекті балықтар мен жүзуге қабілетті қосмкенділер. Құрлық беттерінде бауырымен жорғалаушылар кеңінен тараған, ал өсімдіктер ішіндегі кең тарағандары – ашықтұқымдылар.

Мезозой эрасының климаттық жағдайы біршама толық анықталған, сөйтіп палеогеографиялық карталар құрастырылған. Триас кезеңінің климаты палеозой эрасының пермь кезеңі климатына ұқсас болғандығы байқалады, жер бетінде қуаң белдемдер кең тараған. Мұндай белдемдердің ауқымы триас кезеңінің аяқ шенінде біршама азайған, сөйтіп юра және бор кезеңдерінде планета бетінде негізінен ылғалды климат кеңінен етек алған. Мезозой эрасының климаты бүгінгі климатқа қарағанда жылырақ болып келген, салқын климат белдемдері мүлдем болмаған десе де болғандай.

Кайнозой эрасы (KZ) – Жердің геологиялық даму тарихындағы ең жаңа эра, мезозой эрасына ұласқан бұл эраның жалпы ұзақтығы 65 млн жыл (65 млн жыл – бүгінге дейін). Бұл эра да үш кезеңге жіктеледі, олар: палеоген кезеңі – P (65 – 24,6 млн жыл); неоген кезеңі – N(24,6 – 1,6 млн жыл); төрттік кезең, немесе антропоген кезеңі – Q (1,6 млн жыл – бүгінге дейін). Кайнозой эрасына тиесілі кезеңдердің дәуірлері өзіндік атауларды иемдеген. Палеоген кезеңі үш дәуірге жүктеледі, олар палеоцен (алғашқы палеоген), эоцен (ортаңғы палеоген) және олигонец (соңғы палеоген) деп аталады. Палеоцен, өз кезегінде, 3 ғасырға, эоцен 4 ғасырға, ал олигоцен 2 ғасырға жіктеледі. Неоген кезеңі екі дәуірге жіктелген, олар миоцен (алғашқы неоген) және плиоцен (соңғы неоген) деп аталады. Неогенге тиесілі дәуірлердің халықаралық дәрежеде келісілген ғасырлары жоқ. Төрттік кезең, немесе антропоген кезеңі дәуірлер емес, тарауларға жіктеледі. Оның алғашқы тарауы эоплейстоцен,ортаңғы тарауы плейстоцен, ал соңғы (қазіргі) тарауы голоцин деп аталады. Антропоген тарауларының халықаралық дәрежеде келісілген ғасырлары жоқ.

Палеоген және неоген кезеңдеріне тән органикалық әлемнің мезозой эрасы кезіндегіден айтарлықтай өзгешелігі болған. Теңіз алаптарында қосжармалы және бауыраяқты тіржандардың жаңа әулеттері мен тектері, сол сияқты сүйекті балықтар мен сүтқоректілер мен құстар кеңінен дамыған. Өсімдіктер әлемі жабықтұқымдыларының жаппай етек алуымен сипатталады. Төрттік кезеңнің, яки антропогеннің органикалық тіршілігіне тоқталғанда, ол негізінен бүгінгі кезең тіршілігіне ұқсас болғандығын байқаймыз. Бұл кезеңнің өте маңызды ерекшеліктерінің бірі планетада адамдардың пайда бола бастауы.

Кайнозой эрасының климатына келер болсақ, аталған эраның бас шеніндегі климат бүгінгіге қарағанда жұмсақтау болуымен, климаттық белдемділік белгілері нашар даралануымен сипатталады. Палеоген кезеңінің аяқ шеніндегі салқын да құрғақ климат неоген кезеңі барысында бұрынғыдан да салқындай түскен, сөйтіп төрттік кезеңнің мұзбүркеуіне ұласқан. Жер тарихындағы ең ірі мұзбүркеулердің бірі нақ осы төрттік кезеңде болып өткен, мұның нәтижесінде материктер бетінің 27% -і мұздықтармен көмкерілді. Бұл көрсеткіш бүгінгі күн көрсеткішімен салыстырғанда үш еседей артық екендігін ескерген жөн.