Lehrbuch der Geognosie

Historisch wurde parallel dazu der Begriff Geognosie (oder Geognostik) verwendet. Dieser Name für die Wissenschaft der Mineralien, Erze und Gesteine ​​wurde von den deutschen Wissenschaftlern G. Fuchsel (1761) und A. G. Werner (1780) vorgeschlagen. Sie bezeichneten die praktischen Bereiche der Geologie, die Objekte untersuchten, die an der Oberfläche beobachtet werden konnten, im Gegensatz zur damals rein theoretischen Geologie, die sich mit der Entstehung und Geschichte der Erde, ihrem inneren Aufbau, befasste. Der Begriff Geognosie wurde in der westlichen Literatur bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts verwendet.

In Russland hat sich der Begriff Geognosie bis Ende des 19. Jahrhunderts in Fachbezeichnungen und Titeln erhalten: „Doktor der Mineralogie und Geognosie“ oder „Professor der Mineralogie und Geognosie“. Zum Beispiel erhielt V. V. Dokuchaev 1883 den Grad eines Doktors der Mineralogie und Geognosie.

In den 1840er Jahren war "Geologie und Geognosie" ein thematischer Abschnitt im Mining Journal

In der Fiktion wurden die Wörter Geologe und Geologie 1862 im Roman von I. S. Turgenev - Fathers and Sons veröffentlicht.

Abschnitte der Geologie

Die Hauptrichtungen der geologischen Forschung.

Geologische Werkzeuge:

• 1. Beschreibend - befasst sich mit der Untersuchung der Lage und Zusammensetzung geologischer Körper, einschließlich ihrer Form, Größe, Beziehung, Reihenfolge ihres Auftretens sowie einer Beschreibung verschiedener Mineralien und Gesteine.
• 2. Dynamisch - berücksichtigt die Entwicklung geologischer Prozesse, wie z. B. die Zerstörung von Gesteinen, deren Verlagerung durch Wind, Gletscher, Boden oder Grundwasser, die Ansammlung von Niederschlägen (außerhalb der Erdkruste) oder die Bewegung der Erdkruste, Erdbeben, Vulkanausbrüche (intern).
• 3. Historische Geologie - beschäftigt sich mit dem Studium der Abfolge geologischer Prozesse der Vergangenheit.

Geologische Disziplinen arbeiten in allen drei Richtungen der Geologie und es gibt keine genaue Einteilung in Gruppen. An der Schnittstelle der Geologie mit anderen Wissensgebieten entstehen neue Disziplinen. Die TSB sieht folgende Einteilung vor: Wissenschaften der Erdkruste, Wissenschaften der modernen geologischen Prozesse, Wissenschaften des historischen Ablaufs geologischer Prozesse, angewandte Disziplinen sowie regionale Geologie

Geowissenschaften

geologische Erforschung der Erdkruste

Objekte der Mineralogie:

• · Mineralogie – ein Zweig der Geologie, der sich mit Mineralien, Fragen ihrer Genese, Qualifikationen befasst. Die Untersuchung von Gesteinen, die in den mit der Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre der Erde verbundenen Prozessen entstanden sind, befasst sich mit der Lithologie. Diese Gesteine ​​werden nicht genau als Sedimentgesteine ​​bezeichnet. Permafrostgesteine ​​erhalten eine Reihe charakteristischer Eigenschaften und Merkmale, die von der Geokryologie untersucht werden.
• · Petrographie (Petrologie) – ein Zweig der Geologie, der magmatische, metamorphe und sedimentäre Gesteine ​​untersucht – ihre Beschreibung, Herkunft, Zusammensetzung, Textur- und Strukturmerkmale sowie Klassifizierung.
• · Strukturgeologie - ein Zweig der Geologie, der die Erscheinungsformen geologischer Körper und Störungen in der Erdkruste untersucht.
• · Kristallographie – ursprünglich ein Gebiet der Mineralogie, heute eher eine physikalische Disziplin.

Wissenschaften der modernen geologischen Prozesse

Vulkanologie ist die Lehre von Vulkanen.

Oder dynamische Geologie:

• · Tektonik – ein Zweig der Geologie, der die Bewegung der Erdkruste untersucht (Geotektonik, Neotektonik und experimentelle Tektonik).
• · Vulkanologie ist ein Zweig der Geologie, der den Vulkanismus untersucht.
• · Seismologie – ein Zweig der Geologie, der die geologischen Prozesse während Erdbeben, seismische Zoneneinteilung untersucht.
• · Geokryologie ist ein Zweig der Geologie, der Permafrostgesteine ​​untersucht.
• · Petrologie (Petrographie) – ein Zweig der Geologie, der die Genese und die Entstehungsbedingungen von magmatischen und metamorphen Gesteinen untersucht.

Wissenschaften über den historischen Ablauf geologischer Prozesse

Fossile Überreste werden von der Paläontologie untersucht

Geologische Schichten werden durch Stratigraphie untersucht

Oder historische Geologie:

• · Historische Geologie – ein Zweig der Geologie, der Daten über die Abfolge wichtiger Ereignisse in der Erdgeschichte untersucht. Alle geologischen Wissenschaften sind bis zu einem gewissen Grad historischer Natur, sie betrachten bestehende Formationen unter einem historischen Aspekt und befassen sich in erster Linie mit der Klärung der Entstehungsgeschichte moderner Strukturen. Die Geschichte der Erde ist in zwei Hauptstadien unterteilt - Äonen, nach dem Auftreten von Organismen mit festen Teilen, die Spuren in Sedimentgesteinen hinterlassen und nach paläontologischen Daten die Bestimmung des relativen geologischen Alters ermöglichen. Mit dem Auftauchen von Fossilien auf der Erde begann das Phanerozoikum – die Zeit des offenen Lebens, davor war es die Kryptotose oder das Präkambrium – die Zeit des verborgenen Lebens. Die präkambrische Geologie zeichnet sich als besondere Disziplin aus, da sie sich mit der Erforschung spezifischer, oft hochgradig und mehrfach metamorphosierter Komplexe befasst und über besondere Forschungsmethoden verfügt.
• · Die Paläontologie untersucht antike Lebensformen und befasst sich mit der Beschreibung fossiler Überreste sowie Spuren der Lebenstätigkeit von Organismen.
• · Stratigraphie - die Wissenschaft von der Bestimmung des relativen geologischen Alters von Sedimentgesteinen, der Einteilung von Gesteinsschichten und der Korrelation verschiedener geologischer Formationen. Eine der Hauptdatenquellen für die Stratigraphie sind paläontologische Definitionen.

Angewandte Disziplinen

• · Die Mineralgeologie untersucht die Arten von Lagerstätten, Methoden ihrer Prospektion und Exploration. Es ist unterteilt in Öl- und Gasgeologie, Kohlegeologie, Metallogenie.
• · Hydrogeologie – ein Zweig der Geologie, der das Grundwasser untersucht.
• · Ingenieurgeologie – ein Zweig der Geologie, der die Wechselwirkung der geologischen Umgebung und Ingenieurstrukturen untersucht.

Andere Zweige der Geologie

Sie beziehen sich hauptsächlich auf verwandte Wissenschaften:

• · Geochemie – ein Zweig der Geologie, der die chemische Zusammensetzung der Erde untersucht, Prozesse, die chemische Elemente in verschiedenen Sphären der Erde konzentrieren und verteilen.
• Geophysik - ein Zweig der Geologie, der die physikalischen Eigenschaften der Erde untersucht, der auch eine Reihe von Erkundungsmethoden umfasst: Schwerkraft, seismische, magnetische, elektrische, verschiedene Modifikationen usw.
• · Geobarothermometrie – eine Wissenschaft, die eine Reihe von Methoden zur Bestimmung des Drucks und der Temperatur bei der Bildung von Mineralien und Gestein untersucht.
• · Mikrostrukturelle Geologie – ein Zweig der Geologie, der die Deformation von Gesteinen auf der Mikroebene untersucht, auf der Skala von Mineralkörnern und Aggregaten.
• · Geodynamik – eine Wissenschaft, die die Entwicklung der Erde auf planetarer Ebene untersucht, die Beziehung zwischen Prozessen im Kern, Mantel und Kruste.
• · Geochronologie – ein Bereich der Geologie, der das Alter von Gesteinen und Mineralien bestimmt.
• · Lithologie (Petrographie von Sedimentgesteinen) ist ein Zweig der Geologie, der Sedimentgesteine ​​untersucht.
• · Geschichte der Geologie – ein Abschnitt der Geschichte des geologischen Wissens und des Bergbaus.
• · Agrogeologie – ein Teilgebiet der Geologie über die Suche nach Bergbau und die Verwendung von landwirtschaftlichen Erzen in der Landwirtschaft sowie die mineralogische Zusammensetzung landwirtschaftlicher Böden.
• · Einige Bereiche der Geologie gehen über die Erde hinaus – Weltraumgeologie oder Planetologie, Kosmochemie, Kosmologie.

Sie können auch die vollständige Liste der Wissenschaften des geologischen Zyklus einsehen.

- (Griechisch, von ge Erde und Logos-Wort). Die Wissenschaft von der Zusammensetzung und Struktur des Globus und von den Veränderungen, die darin stattgefunden haben und stattfinden. Wörterbuch der in der russischen Sprache enthaltenen Fremdwörter. Chudinov A.N., 1910. GEOLOGIE Griechisch, von ge, Erde und Logos ... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

- (aus Geo ... und ... ologie) ein Komplex von Wissenschaften über die Zusammensetzung, Struktur und Entwicklungsgeschichte der Erdkruste und der Erde. Die Ursprünge der Geologie reichen bis in die Antike zurück und sind mit den ersten Informationen über Gesteine, Mineralien und Erze verbunden. Der Begriff Geologie wurde von Norwegern eingeführt ... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

GEOLOGIE, die Wissenschaft von der stofflichen Struktur und Zusammensetzung der Erde, ihrer Entstehung, Einteilungen, Veränderungen und Geschichte zur geologischen Entwicklung der Erde. Die Geologie ist in mehrere Abschnitte unterteilt. Grundlegende MINERALOGIE (Systematisierung nützlicher ... ... Wissenschaftliches und technisches Lexikon

GEOLOGIE, Geologie, pl. nein, weiblich (aus der griechischen Geland- und Logos-Lehre). Die Wissenschaft vom Aufbau der Erdkruste und den darin stattfindenden Veränderungen. Historische Geologie (Studium der Entstehungsgeschichte der Erdkruste). Dynamische Geologie (Studium physikalischer und ... Erklärendes Wörterbuch von Ushakov

Geologie- und ... nun ja. gTologie f. 1. Physische Geographie; Allgemeine Geographie. Sl. 18. Geologie, die Wissenschaft der Erdkugel, über die Eigenschaften der Berge, über die Veränderungen der Jahreszeiten. Corypheus 1 209. 2. Die Struktur der Erdkruste in was l. Terrain. ALS 2. Lex. Jan. 1803: Geologie; Sokolow ... ... Historisches Wörterbuch der Gallizismen der russischen Sprache

Moderne Enzyklopädie

Geognosia Wörterbuch der russischen Synonyme. Geologie n., Anzahl Synonyme: 12 Luftgeologie (1) ... Synonymwörterbuch

- (aus Geo ... und ... ologie), ein Komplex von Wissenschaften über die Zusammensetzung, Struktur und Entwicklungsgeschichte der Erdkruste und der Erde. Der Begriff „Geologie“ wurde vom norwegischen Naturforscher M. P. Esholt (1657) eingeführt. Geologische Daten sind in der Ökologie weit verbreitet. Ökologisch ... ... Ökologisches Lexikon

Geologie- (aus Geo ... und ... ologie), ein Komplex von Wissenschaften über die Zusammensetzung, Struktur, Entwicklungsgeschichte der Erdkruste und die Anordnung von Mineralien darin. Beinhaltet: Mineralogie, Petrographie, Geochemie, Mineralkunde, Tektonik, Hydrogeologie, Geophysik, ... ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch

Die Wissenschaft von Aufbau, Entstehung und Entwicklung der Erde, basierend auf der Erforschung von Gesteinen und geologischen Prozessen ... Geologische Begriffe

Bücher

• Geologie, A. Allison, D. Palmer. Das in den USA zur siebten Auflage erschienene Buch der amerikanischen Wissenschaftler Ira Allison und Donald Palmer führt den Leser in die Geologie als eine Wissenschaft ein, die unseren Planeten untersucht. In Anbetracht der internen...
• Geologie, N. V. Koronovsky, N. A. Yasamanov. Das Lehrbuch wurde nach dem Landesbildungsstandard für die Ausbildungsrichtung „Ökologie und Naturmanagement“ (Abschluss „Bachelor“) erstellt. Im Buch…

Anweisung

Die Ursprünge der Geologie reichen bis in die Antike zurück und sind mit den allerersten Informationen über Gesteine, Erze und Mineralien verbunden. Der Begriff „Geologie“ wurde von dem norwegischen Wissenschaftler M.P. Esholt 1657 und wurde Ende des 18. Jahrhunderts ein eigenständiger naturwissenschaftlicher Zweig. Die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert war durch einen qualitativen Sprung in der Entwicklung der Geologie gekennzeichnet - ihre Umwandlung in einen Komplex von Wissenschaften im Zusammenhang mit der Einführung physikalisch-chemischer und mathematischer Forschungsmethoden.

Die moderne Geologie umfasst viele ihrer konstituierenden Disziplinen und enthüllt die Geheimnisse der Erde in verschiedenen Bereichen. Vulkanologie, Kristallographie, Mineralogie, Tektonik, Petrographie - dies ist keine vollständige Liste unabhängiger Zweige der geologischen Wissenschaft. Die Geologie ist auch eng mit Gebieten von angewandter Bedeutung verbunden: Geophysik, Tektonophysik, Geochemie usw.

Geologie wird im Gegensatz dazu oft als Wissenschaft von der "toten" Natur bezeichnet. Natürlich sind die Veränderungen, die mit der Erdhülle stattfinden, nicht so offensichtlich und dauern Jahrhunderte und Jahrtausende. Die Geologie erzählt, wie unser Planet entstanden ist und welche Prozesse sich auf ihm in den vielen Jahren seines Bestehens abgespielt haben. Über das moderne Antlitz der Erde, geschaffen von geologischen "Gestalten" - Wind, Kälte, Erdbeben, Vulkanausbrüche - erzählt die Wissenschaft der Geologie ausführlich.

Die praktische Bedeutung der Geologie für die menschliche Gesellschaft kann kaum überschätzt werden. Sie beschäftigt sich mit der Erforschung des Erdinneren und erlaubt ihr, daraus zu extrahieren, ohne die die Existenz des Menschen unmöglich wäre. Die Menschheit hat einen langen Evolutionsweg hinter sich - von der "Steinzeit" bis zum Zeitalter der Hochtechnologie. Und jeder seiner Schritte wurde von neuen Entdeckungen auf dem Gebiet der Geologie begleitet, die der Entwicklung der Gesellschaft spürbaren Nutzen brachten.

Geologie kann man auch als Geschichtswissenschaft bezeichnen, denn mit ihrer Hilfe kann man die Veränderungen in der Zusammensetzung von Mineralien verfolgen. Durch die Untersuchung der Überreste von Lebewesen, die den Planeten vor Tausenden von Jahren bewohnten, liefert die Geologie Antworten auf Fragen darüber, wann diese Arten die Erde bewohnten und warum sie ausgestorben sind. Fossilien können verwendet werden, um die Abfolge von Ereignissen zu beurteilen, die auf dem Planeten stattgefunden haben. Der Entwicklungsweg des organischen Lebens über Jahrmillionen ist in die Schichten der Erde eingeprägt, die von der Geologie erforscht werden.

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Was ist geologie. Geologie (aus Geo und Biologie) - ein Komplex von Wissenschaften über die Erdkruste und tiefere Sphären der Erde; im engeren Sinne - die Wissenschaft von der Zusammensetzung, Struktur, Bewegungen und Entwicklungsgeschichte der Erdkruste und der Einlagerung von Mineralien in sie.

Nützlicher Rat

In diesem Artikel wird erläutert, was Geologie ist. Es stellt sich die Frage, worum es in dieser Wissenschaft geht, was sie studiert und was ihre Ziele und Absichten sind. Wir sprechen über die Grundlagen und Methoden der Geologie. Absolut jeder dieser Bereiche hat seine eigenen Methoden und Forschungsprinzipien. Die historische Geologie untersucht die Abfolge geologischer Prozesse, die in der Vergangenheit stattgefunden haben.

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Quellen:

• was ist geologie

Ein Geologe ist in den Augen der meisten Menschen ein bärtiger Mann mit Hammer und Rucksack, der sich ausschließlich mit der Suche nach Mineralien beschäftigt, ohne jeglichen Bezug zur Zivilisation. Tatsächlich ist die Geologie eine sehr komplexe und facettenreiche Wissenschaft.

Was machen Geologen?

Geologie der Zusammensetzung der Erdkruste, ihres Aufbaus sowie ihrer Entstehungsgeschichte. Es gibt drei Hauptbereiche der Geologie: dynamisch, historisch und beschreibend. Dynamic erforscht Veränderungen der Erdkruste durch verschiedene Prozesse wie Erosion, Zerstörung, Erdbeben, vulkanische Aktivität. Historische Geologen konzentrieren sich darauf, sich die Prozesse und Veränderungen vorzustellen, die sich in der Vergangenheit auf dem Planeten ereignet haben. Vor allem Spezialisten für beschreibende Geologie entsprechen dem üblichen Bild eines Geologen, da dieser Wissenschaftszweig die Zusammensetzung der Erdkruste, den Gehalt an bestimmten Mineralien oder Gesteinen darin untersucht.

Die Geologie wurde im Zeitalter der wissenschaftlichen und technologischen Revolution, als die Menschheit viele neue Ressourcen und Energie benötigte, zu einer populären Wissenschaft.

Untergrundstudien für die deskriptive Geologie umfassen nicht nur Probenahmeexpeditionen oder Erkundungsbohrungen, sondern auch Datenanalyse, geologische Kartierung, Entwicklungsbewertung und Erstellung von Computermodellen. Die Arbeit „im Feld“, also die direkte Forschung vor Ort, dauert nur wenige Monate der Saison, den Rest der Zeit verbringt der Geologe. Das Hauptobjekt der Suche sind natürlich Mineralien.

Die Geologie beschäftigt sich insbesondere damit, das genaue Alter des Planeten Erde herauszufinden. Dank der Entwicklung wissenschaftlicher Methoden ist bekannt, dass der Planet etwa 4,5 Milliarden Jahre alt ist.

Aufgaben der angewandten Geologie

Spezialisten für Mineralgeologie werden traditionell in zwei Hauptgruppen eingeteilt: diejenigen, die nach Erzvorkommen suchen, und diejenigen, die nach nichtmetallischen Mineralien suchen. Diese Unterteilung ist darauf zurückzuführen, dass die Prinzipien und Muster der Bildung von und nichtmetallischen Mineralien unterschiedlich sind, sodass sich Geologen in der Regel auf eine Sache spezialisieren. Nützliches Erz umfasst die meisten Metalle wie Eisen, Nickel, Gold sowie einige Arten von Mineralien. Zu den nichtmetallischen Mineralien zählen brennbare Materialien (Öl, Gas, Stein), verschiedene Baumaterialien (Ton, Marmor, Schotter), chemische Inhaltsstoffe und schließlich Edel- und Halbedelsteine ​​wie Diamanten, Rubine, Smaragde, Jaspis, Karneol und viele andere.

Die Arbeit eines Geologen besteht darin, auf der Grundlage analytischer Daten das Vorkommen von Mineralien in einem bestimmten Gebiet vorherzusagen, auf einer Expedition zu forschen, um ihre Annahmen zu bestätigen oder zu widerlegen, und dann auf der Grundlage der erhaltenen Informationen eine zu ziehen Schlussfolgerung über die Aussichten für die industrielle Entwicklung der Lagerstätte. Dabei geht der Geologe von der geschätzten Anzahl der Mineralien, ihrem Anteil an der Erdkruste und der wirtschaftlichen Machbarkeit der Gewinnung aus. Daher muss ein Geologe nicht nur körperlich stark sein, sondern auch die Fähigkeit zum analytischen Denken besitzen, die Grundlagen der Wirtschaftswissenschaften, der Geodäsie kennen und seine Kenntnisse und Fähigkeiten ständig erweitern.

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Geoökologie ist eine Wissenschaftsrichtung, die die Studienbereiche Ökologie und Geographie umfasst. Gegenstand und Aufgaben dieser Wissenschaft sind nicht genau definiert, in ihrem Rahmen werden viele verschiedene Probleme im Zusammenhang mit dem Zusammenspiel von Natur und Gesellschaft, mit dem Einfluss des Menschen auf Landschaften und andere geografische Hüllen untersucht.

Geschichte der Geoökologie

Als eigenständige Wissenschaft entstand die Geoökologie vor etwa hundert Jahren, als der deutsche Geograph Karl Troll das Studiengebiet der Landschaftsökologie beschrieb. Dies sollte aus seiner Sicht auch ökologische Prinzipien in der Erforschung von Ökosystemen vereinen.

Die Geoökologie entwickelte sich langsam, in der Sowjetunion wurde dieser Begriff erstmals in den 70er Jahren bekannt. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts sind die beiden angrenzenden Gebiete - und - genau genug geworden, um vorherzusagen, wie sich die Natur und die verschiedenen Hüllen der Erde je nach menschlichem Einfluss verändern werden. Darüber hinaus wissen Wissenschaftler bereits, wie sie Probleme im Zusammenhang mit den negativen Auswirkungen technogener Aktivitäten auf die Natur lösen können. Daher begann sich die Geoökologie im neuen Jahrtausend rasant zu entwickeln, der Umfang ihrer Aktivitäten erweiterte sich.

Geoökologie

Trotz der Tatsache, dass dieser immer beliebter wird, wurde er aus wissenschaftlicher Sicht nicht ausreichend beschrieben. Über die Aufgaben der Geoökologie sind sich die Forscher mehr oder weniger einig, geben aber keinen klaren Studiengegenstand dieser Wissenschaft vor. Eine der häufigsten Annahmen zu diesem Thema lautet: Dies sind Prozesse, die in der Umwelt und in verschiedenen Hüllen der Erde - der Hydrosphäre, der Atmosphäre und anderen - ablaufen, die durch anthropogene Eingriffe entstehen und bestimmte Folgen haben.

Beim Studium der Geoökologie gibt es einen sehr wichtigen Faktor - es ist notwendig, sowohl räumliche als auch zeitliche Beziehungen in der Forschung zu berücksichtigen. Mit anderen Worten, für Geoökologen sind sowohl der Einfluss des Menschen auf die Natur unter verschiedenen geografischen Bedingungen als auch die Veränderungen dieser Folgen im Laufe der Zeit wichtig.

Geoökologen untersuchen die Quellen, die auf die Biosphäre einwirken, untersuchen ihre Intensität und zeigen die räumliche und zeitliche Verteilung ihrer Wirkung auf. Sie schaffen spezielle Informationssysteme, mit deren Hilfe es möglich ist, eine ständige Kontrolle über die natürliche Umwelt zu gewährleisten. Zusammen mit Ökologen betrachten sie Verschmutzungsgrade in verschiedenen Bereichen: im Weltmeer, in der Lithosphäre, in Binnengewässern. Sie versuchen, den Einfluss des Menschen auf die Entstehung von Ökosystemen und deren Funktionieren aufzudecken.

Die Geoökologie befasst sich nicht nur mit der aktuellen Situation, sondern prognostiziert und modelliert auch die möglichen Folgen laufender Prozesse. Auf diese Weise können Sie unerwünschte Änderungen verhindern, anstatt sich mit ihren Folgen auseinanderzusetzen.

Geologie- Dies ist ein Komplex von Wissenschaften über die Zusammensetzung, Struktur und Entwicklungsgeschichte der Erdkruste und der Erde als Ganzes.

Geologie:

Direkte Methoden- Im Labor wird eine Gesteinsprobe untersucht, es werden Experimente durchgeführt, Messungen durchgeführt; Bohren der Erdkruste. (Die größte Bohrung auf der Halbinsel Kola in den 80-90er Jahren, 1500 m, 12,5 km)

Indirekte Methoden- Das Studium der Luftverschmutzung mit Hilfe von Pflanzen, das Studium der atmosphärischen Luft, Röntgenstrahlen,

Geologisches Objekt- ist eine harte Schale der Erde "Lithosphäre" - ein Stein.

Fachgebiet Geologie– System der geologischen Prozesse in der Lithosphäre.

Methoden für das Studium der Geologie:

Geochemie - die Untersuchung von Gesteinen mittels chemischer Analyse (makroskopisch)

Geophysik - die Untersuchung der Strukturen unseres Planeten anhand physikalischer Parameter.

Paläontologie - die Untersuchung des relativen Alters der Sedimentschichten der Erdkruste.

Luft- und Raumfahrt

Computermodellierung und andere Informationsmethoden

Die Methode des Aktualismus oder die Methode des Denkens.

Das Wesen der Denkmethode: Unter ähnlichen Bedingungen folgen geologische Prozesse einem ähnlichen Prozess. Daher kann man beim Studium moderner Prozesse beurteilen, wie analoge Prozesse in der fernen Vergangenheit abliefen. Moderne Prozesse können in der Natur beobachtet werden (Vulkanausbruch oder künstliche, indem Gesteinsproben hohen Temperaturen, Drücken und Drücken ausgesetzt werden). Allerdings haben sich die geologischen und geografischen Gegebenheiten auf dem historischen Weg irreversibel verändert und wir können uns nicht immer eine ganz objektive Vorstellung von den Zuständen machen, die in der Vergangenheit auf unserem Planeten herrschten. Daher ist die Anwendung der Aktualitätsmethode umso eingeschränkter, je älter das Studium der Schichten ist.

Struktur und Zusammensetzung der geologischen Wissenschaft.

Aufbau der Geologie:

Beschreibend (statistisch)

Dynamisch (dynamisch)

Historisch (Rückblick)

Zusammensetzung der geologischen Wissenschaft:

Geophysik- ein Komplex von Wissenschaften, die mit physikalischen Methoden den Aufbau der Erde, ihre physikalischen Eigenschaften und in ihren Schalen ablaufenden Prozesse untersuchen.

Geochemie - eine Wissenschaft, die die chemische Zusammensetzung der Erde, die Häufigkeit chemischer Elemente und ihrer Isotope darin, die Regelmäßigkeit der Verteilung chemischer Elemente in verschiedenen Geosphären, die Verhaltensgesetze, die Kombination und Migration von Elementen in natürlichen Prozessen untersucht.

Geodynamik- ein Zweig der Geologie, der die Kräfte und Prozesse in der Kruste, im Mantel und im Kern der Erde untersucht, die tiefe und oberflächliche Massen in Zeit und Raum verursachen.

Tektonik- ein Zweig der Geologie, der die Entwicklung der Strukturen der Erdkruste, ihre Veränderungen unter dem Einfluss tektonischer Bewegungen und Verformungen im Zusammenhang mit der Entwicklung der Erde als Ganzes untersucht.

Mineralogie- die Wissenschaft der Mineralien, ihrer Zusammensetzung, Eigenschaften, Merkmale und Regelmäßigkeiten der physikalischen Struktur, der Entstehungsbedingungen, des Auffindens und des Studiums in der Natur.

Petrographie (Petrologie)- die Gesteinskunde, ihre mineralogische Zusammensetzung, chemische Zusammensetzung, Struktur und Beschaffenheit, Vorkommensbedingungen, Verbreitungsmuster, Entstehung und Untersuchung in der Erdkruste und an ihrer Oberfläche.

Lithologie- die Wissenschaft von Sedimentgesteinen und modernen Sedimenten, ihrer materiellen Zusammensetzung, Struktur, Regelmäßigkeit der Entstehungs- und Veränderungsbedingungen.

Paläontologie- die Wissenschaft von ausgestorbenen lebenden Organismen, erhalten in Form von fossilen Überresten, Abdrücken und Lebensspuren, über deren Veränderung und Raum und Zeit, über alle Erscheinungsformen des Lebens in der erdgeschichtlichen Vergangenheit, die dem Studium zugänglich sind.

Hydrogeologie- die Wissenschaft des Grundwassers, die ihre Zusammensetzung, Eigenschaften, Herkunft, Verteilungs- und Bewegungsmuster sowie Wechselwirkungen mit Gesteinen untersucht.

Ingenieurgeologie- Prozesse und Phänomene, Eigenschaften von Böden, auf denen Ingenieurbauten gebaut werden.

Geokryologie- eine Wissenschaft, die die Zusammensetzung und Struktur, Eigenschaften, Verbreitungsherkunft und Entwicklungsgeschichte gefrorener Schichten in der Erdkruste sowie die mit ihrem Gefrieren und Auftauen verbundenen Prozesse untersucht.

Die Stellung der Geologie im System der Naturwissenschaften.

Unter den Naturwissenschaften nimmt die Geologie eine herausragende Stellung ein und ist mit anderen Naturwissenschaften eng verwandt. Bei der Erforschung der mineralischen Veränderungen der Erde kommt die Geologie in Kontakt mit Chemie, Physik, Mineralogie und sogar Astronomie, insbesondere bei der Analyse der Frage nach der Entstehung der Erde. Bei der Erforschung geordneter fossiler Überreste tritt die Geologie in enge Beziehungen zur Botanik und Zoologie. Bei der Untersuchung früherer Veränderungen der Erdoberfläche tritt sie in enge Verbindung mit der physikalischen Geographie, und bei der Untersuchung moderner geologischer Phänomene interessiert sie weniger deren Kausalität als vielmehr die Folgen, die diese Phänomene auf der Erdoberfläche hinterlassen. Die Geologie hat ein neues Element nicht nur in das Gebiet der Naturwissenschaften, sondern auch in das weite Gebiet des menschlichen Wissens eingeführt. Einem Mineralogen, Botaniker oder Zoologen, der die fertigen Naturprodukte, also ein Mineral, eine Pflanze oder ein Tier, studiert, mag es gleichgültig sein, wann dieses Naturprodukt auf der Erde erschien. Aber der Geologe eröffnet die Möglichkeit, bei einer konsequenten Analyse der Denkmäler des Erdenlebens diejenigen Seiten zu markieren, denen das Vorhandensein eines bestimmten Minerals oder Organismus mehr oder weniger deutlich eingeprägt ist. Sie können seinen Aufenthalt auf der Erdoberfläche auf den folgenden Seiten der Denkmäler des Lebens der Erde verfolgen und schließlich den Moment notieren, in dem ein bestimmter Organismus entweder vollständig von der Oberfläche der Erde verschwindet oder durch ihn ersetzt wird ein neues.

Die Geologie hat ein neues Element in die Wissenschaften eingeführt – die Zeit, die es ermöglicht, die Ökonomie der Natur mit einem breiteren spirituellen Blick zu erfassen und zu zeigen, wie lang und konsequent der Weg war, auf dem sich die Natur um uns herum entwickelt hat. Hier kann man natürlich eine Parallele zu den Geisteswissenschaften ziehen, für die die Geschichte der Menschheit der gleiche Eckpfeiler ist wie die Geologie für die Naturwissenschaften. Die Geologie hat zudem eine Masse an Material geliefert, das hinsichtlich der Klassifizierung völlig neu ist. Nehmen wir als Beispiel die Zoologie. Einhufer waren lange Zeit völlig isoliert von anderen Säugetieren und ihre genetische Verbindung ging damit verloren. Nur dank geologischer Funde konnte mit ausreichender Klarheit und Konsequenz nachgewiesen werden, dass Einhufer genetisch eng mit anderen Unpaarhufern verwandt sind, die in ihrer modernen Organisation so wenig mit Einhufern gemeinsam haben. Wenn wir die Masse fossiler Organismen berücksichtigen, sowohl aquatische als auch terrestrische, die bereits vom Angesicht der Erde verschwunden sind, hat die Geologie entdeckt, und wenn wir auf die sogenannten embryonalen und vorgefertigten Arten achten, dann wird es ruhig deutlich, dass Botanik und Zoologie dieser Wissenschaft verpflichtet sind.moderne Klassifikationen.

Bei der Analyse der neuesten Seiten des Erdlebens kommt die Geologie auch mit der Geschichte der Menschheit in Kontakt. Bei der Gewinnung von Torf aus den Sümpfen Dänemarks werden seit langem Produkte aus Stein mit grober oder mehr oder weniger perfekter Polsterung, Bronze- und Eisenprodukte gewonnen. Eine konsequente geologische Analyse der Torfschicht ergab, dass diese Reste darin in bekannter Reihenfolge verteilt sind: In den unteren Schichten verteilen sich Steinprodukte, in der Mitte Bronze und in der oberen Eisen. Daraus entstand im Laufe der Kultur des Urmenschen Westeuropas das Zeitalter: Stein, Bronze und Eisen. Doch damit begnügten sie sich nicht und versuchten mit Hilfe von Pflanzenresten im Torf die damalige Natur wiederherzustellen. Es stellte sich heraus, dass die dominierenden Baumarten im Leben eines Menschen der Steinzeit Kiefer, Bronze - Eiche und Eisen - Buche waren. Eine solche vertikale Verteilung der Gehölze lässt aus einem Vergleich mit der modernen Verteilung der Pflanzen auf der Erde den Schluss zu, dass seit dem Leben der Steinzeitmenschen auf der Erde bedeutende klimatische Veränderungen stattgefunden haben und dass zu dieser Zeit das Klima in Dänemark war viel schlimmer als jetzt. Dänemark ist aus alten römischen Nachrichten bekannt: Es wird dort ständig als dominierende Baumart erwähnt - Buche; folglich fanden sogar die Römer eine Buche in diesem Land; und wann ihnen Eichen- oder Kiefernwälder vorausgingen - das ist in den Zeiten der tiefen Antike natürlich verloren gegangen, nicht nur nicht von der Menschheitsgeschichte erfasst, sondern auch lange vor der Zeit des Epos. Schließlich sollten die Funde noch älterer menschlicher Überreste – eines Zeitgenossen des Mammuts und des sibirischen Nashorns – in noch weiter von uns entfernten Zeiten verloren gehen.

Der Aufbau der Erde und das Naturbild aus der Sicht der Denker der Antike.

Die Hauptstadien in der Entwicklung geologischen Wissens.

Die Ursprünge des geologischen Wissens reichen bis in die Antike zurück und sind mit den ersten Informationen über Gesteine, Mineralien und Erze verbunden. Schon in der Antike wurde die Fähigkeit, wertvolle Materialien in der Erdkruste zu finden, zu extrahieren und zu nutzen, darunter auch verschiedene Metalle, sehr geschätzt. Die ersten geologischen Erkenntnisse der Menschen waren also eng mit der Nutzung der Erdkruste verknüpft.

Altgriechische Denker: Thales von Milet, Xenophanes von Kolophon, Heraklit von Ephesus, Aristoteles, Theophrast(oder Theophrast, oder Tirtamos, oder Tirtam) Hunderte von Jahren vor dem Beginn einer neuen Ära versuchten in ihren Schriften, irdische Vorgänge mit realen Vorgängen zu erklären.

Heraklit von Ephesus(530-470 v. Chr.) argumentierte, dass die Welt ewig ist, dass sie sich ständig verändert und in ihr die Prozesse der Schöpfung periodisch durch Prozesse der Zerstörung ersetzt werden.

Aristoteles(384-322 v. Chr.) machte auf Fossilien als Überreste ausgestorbener Organismen aufmerksam. Bereits im antiken Griechenland gab es zwei Hauptinterpretationen der Natur geologischer Phänomene, die später als Plutonismus und Neptunismus bezeichnet wurden.

Plinius der Ältere(23-79 n. Chr.) schrieb im alten Rom etwa 70 Bücher, von denen ein großer Teil bis zu einem gewissen Grad den Beginn der Erdgeschichte enthüllte.

Abu Ali Hussain ibn Abd Allah ibn Sina Abu, oder Avicenna(980-1037) In seinem enzyklopädischen Werk Kitab al-Shifa (Buch der Seelenheilung) legte er sehr fortgeschrittene mittelalterliche Ansichten dar. Berge und Täler entstanden seiner Meinung nach sowohl durch die Einwirkung innerer Erdkräfte, insbesondere starker Erdbeben, als auch unter dem Einfluss äußerer Ursachen, Wasser und Wind. Er glaubte, dass die Welt ewig ist.

Im 15. Jahrhundert wurden die Werke des italienischen Künstlers und Wissenschaftlers weithin bekannt. Leonardo da Vinci(1452-1519). Er glaubte, dass sich die Umrisse des Landes und der Ozeane in der fernen Vergangenheit zu ändern begannen, dass dieser Prozess langsam ist, dieser Prozess konstant ist und der Prototyp der biblischen Legende der Sintflut ist, argumentierte, dass die Erde viel länger existiert als sie heißt es in der Schrift.

Der Begriff Geologie selbst wurde von einem norwegischen Wissenschaftler eingeführt Esholt MP 1657

Ein eigenständiger Zweig der Naturgeologie entstand im 18. Jahrhundert. - Anfang des 19. Jahrhunderts. Es bezieht sich auf Aktivitäten: William Smith, Abraham Gottlob Werner, James Hutton, Charles Lyell oder Lyell,Michail Wassiljewitsch Lomonossow, Wassili Michailowitsch Severgin.

Wilhelm Smith(1769-1839), ein englischer Ingenieur, einer der Begründer der Biostratigraphie, der an Baukanälen arbeitete, stellte fest, dass das Alter von Sedimentgesteinen auf den darin enthaltenen Überresten fossiler Organismen beruht. Er erstellte die erste geologische Karte Englands mit der Verteilung der Gesteine ​​nach ihrem Alter.

Die Biostratigraphie ist ein Zweig der Stratigraphie, der die Verteilung fossiler Überreste von Organismen in Sedimentablagerungen untersucht, um das relative Alter dieser Ablagerungen zu bestimmen.

Abraham Gottlob Werner(1749-1817) deutscher Geologe und Mineraloge, Begründer der deutschen wissenschaftlichen Schule der Mineralogie. Entwickelte eine Klassifizierung von Gesteinen und Mineralien. Begründer des Neptunismus.

Neptunismus ist ein geologisches Konzept (vom 18. bis frühen 19. Jahrhundert), das auf Vorstellungen über den Ursprung aller Gesteine ​​​​aus den Gewässern der Ozeane basiert.

James Hutton(1726-1797) Schottischer Geologe präsentierte die geologische Geschichte der Erde, als die Zerstörung und Entstehung (von einem Kontinent zum anderen). Wies auf die Ähnlichkeit moderner und alter geologischer Prozesse hin. Begründer des Plutonismus.

Plutonismus ist ein geologisches Konzept (vom 18. bis frühen 19. Jahrhundert), über die führende Rolle der inneren Kräfte der Erde in der geologischen Vergangenheit, die Vulkanismus, Erdbeben und tektonische Bewegungen verursachten.

Karl Lyell oder Lyell(1797-1875) Englischer Naturforscher, einer der Begründer des Aktualismus und Evolutionismus in der Geologie. In seinem Hauptwerk mit dem Titel „Grundlagen der Geologie im Gegensatz zur Katastrophentheorie“ entwickelte er die Kupferlehre und die kontinuierliche Veränderung der Erdoberfläche unter dem Einfluss geologischer Faktoren.

Michail Wassiljewitsch Lomonossow(1711-1765) der erste Naturforscher von Weltrang. Er entdeckte die Atmosphäre auf der Venus, beschrieb den Aufbau der Erde, erklärte den Ursprung vieler Mineralien und Mineralien und veröffentlichte ein Handbuch zur Metallurgie. Metallurgisch betrachtet alle Naturphänomene.

Wassili Michailowitsch Severgin(1765-1826), russischer Mineraloge und Chemiker. Einer der Gründer der russischen mineralogischen Schule. Autor umfangreicher Informationen zur Mineralogie. Einführung des Konzepts der mineralischen Paragenese. Als Autor von Werken zur chemischen Technologie entwickelte er auch die russische wissenschaftliche Terminologie.

Wladimir Iwanowitsch Wernadski(1863-1945) Russischer Naturforscher, Denker und Persönlichkeit des öffentlichen Lebens. Der Begründer des gesamten Komplexes der modernen Geowissenschaften. Geochemie, Biogeochemie, Radiogeologie, Hydrogeologie usw. Er leistete einen bedeutenden Beitrag zur Mineralogie und Kristallographie. Er entwickelte die genetische Mineralogie, stellte einen Zusammenhang zwischen der Form kristalliner Mineralien, ihrer chemischen Zusammensetzung, Entstehung und Entstehungsbedingungen her. Er formulierte die wichtigsten Ideen und Probleme der Geochemie. Ab 1907 führte er geologische Forschungen in Radiogeologie durch. 1916-1940er Jahre Er formulierte die wichtigsten Prinzipien und Probleme der Biogeochemie, er schuf auch die Lehre von der Biosphäre und ihrer Evolution, sie waren. Er skizzierte schematisch die wichtigsten Trends in der Evolution der Biosphäre:

die Ausbreitung des Lebens auf der Erdoberfläche, die Stärkung seines transformativen Einflusses auf die abiotische Umwelt.

eine Zunahme des Umfangs und der Intensität biogener Atommigrationen. Das Auftreten qualitativer geochemischer Funktionen lebender Materie, die Eroberung neuer mineralogischer und energetischer Ressourcen durch das Leben.

Übergang der Biosphäre in die Noosphäre

Die Noosphäre ist ein neuer evolutionärer Zustand der Biosphäre, in dem die rationale Aktivität eines Menschen zu einem entscheidenden Faktor in seiner Entwicklung wird.

Qualitativer Sprung in der Geschichte der Geologie, nämlich ihre Umwandlung in einen Komplex von Wissenschaften (an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert). Es ist mit der Durchführung physikalisch-chemischer und mathematischer Forschungsmethoden verbunden.

Die aktuelle Stufe in der Entwicklung der Geologie ist mit der Einführung von Informationsforschungsmethoden in der Geologie (geologische Datenbanken, komplexe Modellierung) sowie mit dem Aufkommen moderner technischer Mittel verbunden, die ein tieferes und breiteres Verständnis des Gegenstands der Geologie ermöglichen und geologische Prozesse (Computer, Luft- und Raumfahrtinstrumente, geophysikalische Anlagen).

Die Struktur des Sonnensystems.

Das Sonnensystem umfasst: einen Stern; Die Sonne, die ein gelber Zwerg ist, 2 oder 3 Generationen; Planeten, in der Reihenfolge ihrer Entfernung von der Sonne: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun. Die Planeten werden in 2 Gruppen eingeteilt: 1. Erdgruppe, 2. Äußere Gruppe (Riesenplaneten).

Eigenschaften der terrestrischen Planeten.

Sie befinden sich näher an der Sonne, haben kleine Größen, eine hohe Dichte, eine relativ geringe Masse, haben mehrere Satelliten oder haben sie überhaupt nicht. Wenn sie eine Atmosphäre haben, die aus schweren Gasen besteht: Kohlenmonoxid, Stickstoff, Ozon, Krypton, Sauerstoff usw., ist ihre Atmosphäre endogenen Ursprungs, das heißt, atmosphärische Gase sind im Verlauf ihrer Entwicklung aus den Eingeweiden der Planeten entstanden . Diese Planeten bestehen größtenteils aus fester Materie, die Masse besteht aus Siliziumoxid und verschiedenen Metallen, die äußeren Schalen (Kruste) sind hauptsächlich Silikate, die innersten Schalen sind Schwermetalllegierungen Eisen-Nickel.

Eigenschaften der Riesenplaneten

Große Größe und Masse, relativ geringe Dichte, befinden sich weiter von der Sonne entfernt. Alle haben eine große Anzahl von Satelliten, Ringe aus Staubpartikeln, Eiskristallen und großen Gesteinsfragmenten. Die Zusammensetzung der Gasriesenplaneten besteht hauptsächlich aus leichten Gasen,

Hypothesen über die Entstehung des Sonnensystems und ihre Klassifikation.

Die erste Theorie zur Entstehung des Sonnensystems, vorgeschlagen 1644 von Descartes. Nach Descartes entstand das Sonnensystem aus einem Primärnebel, der die Form einer Scheibe hatte und aus Gas und Staub bestand (monistische Theorie). 1745 schlug Buffon eine dualistische Theorie vor; nach seiner Version wurde die Substanz, aus der die Planeten bestehen, von einem großen Kometen oder anderen Stern, der zu nahe vorbeikam, von der Sonne weggerissen. Wenn Buffon Recht hätte, wäre das Erscheinen eines Planeten wie dem unseren ein äußerst seltenes Ereignis. Kant ging von der evolutionären Entwicklung eines kalten Staubnebels aus, bei dem zuerst der zentrale massive Körper entstand - die zukünftige Sonne und dann die Planeten, während Laplace den anfänglichen Nebel als gasförmig und sehr heiß mit hoher Rotationsgeschwindigkeit ansah. Der Nebel, der unter dem Einfluss der universellen Gravitationskraft komprimiert wurde, drehte sich aufgrund des Drehimpulserhaltungsgesetzes immer schneller. Aufgrund der großen Zentrifugalkräfte wurden Ringe sukzessive davon getrennt. Dann verdichteten sie sich zu Planeten. Nach Laplaces Hypothese entstanden die Planeten also vor der Sonne. Trotz der Unterschiede ist jedoch ein gemeinsames wichtiges Merkmal die Vorstellung, dass das Sonnensystem als Ergebnis der regelmäßigen Entwicklung des Nebels entstanden ist. Daher ist es üblich, dieses Konzept als „Kant-Laplace-Hypothese“ zu bezeichnen. Die berühmteste Theorie wurde von Sir James Jeans aufgestellt, einem berühmten Popularisierer der Astronomie in den Jahren zwischen dem Ersten und dem Zweiten Weltkrieg. Sie steht in völligem Gegensatz zur Kant-Laplace-Hypothese. Wenn letztere die Bildung von Planetensystemen als den einzigen natürlichen Prozess der Evolution von einfach zu komplex darstellt, dann ist die Bildung solcher Systeme in Jeans' Hypothese eine Sache des Zufalls. Die Ausgangsmaterie, aus der sich später die Planeten bildeten, wurde von der Sonne (die damals schon ziemlich "alt" und der heutigen ähnlich war) beim zufälligen Vorbeiflug eines bestimmten Sterns in ihrer Nähe herausgeschleudert. Diese Passage war so nah, dass man fast von einer Kollision sprechen konnte. Dank der Gezeitenkräfte von der Seite eines Sterns, der in die Sonne geflogen ist, wird ein Gasstrahl aus den Oberflächenschichten der Sonne ausgestoßen. Dieser Jet bleibt auch nach Verlassen der Sonne in der Gravitationssphäre der Sonne. Dann kondensiert der Strahl und lässt Planeten entstehen. Wenn die Hypothese von Jeans richtig wäre, könnte man die Anzahl der Planetensysteme, die sich in zehn Milliarden Jahren ihrer Entwicklung gebildet haben, an den Fingern abzählen. Aber es gibt tatsächlich viele Planetensysteme, daher ist diese Hypothese nicht haltbar. Und aus nirgendwo folgt, dass ein heißer Gasstrahl, der von der Sonne ausgestoßen wird, zu Planeten kondensieren kann. Damit erwies sich die kosmologische Hypothese von Jeans als unhaltbar. Im Herzen der Hypothese O.Yu. Schmidt ist die Idee der Entstehung von Planeten durch die Kombination von Feststoffen und Staubpartikeln. Die in Sonnennähe entstandene Gas- und Staubwolke bestand zunächst zu 98 % aus Wasserstoff und Helium. Die restlichen Elemente kondensierten zu Staubpartikeln. Die chaotische Bewegung des Gases in der Wolke hörte schnell auf: Sie wurde durch eine ruhige Bewegung der Wolke um die Sonne ersetzt.Staubpartikel konzentrierten sich in der Zentralebene und bildeten eine Schicht mit erhöhter Dichte. Als die Dichte der Schicht einen bestimmten kritischen Wert erreichte, begann ihre eigene Gravitation mit der Gravitation der Sonne zu "konkurrieren". Die Staubschicht erwies sich als instabil und zerfiel in einzelne Staubklumpen. Sie kollidierten miteinander und bildeten viele zusammenhängende dichte Körper. Die größten von ihnen erlangten fast kreisförmige Umlaufbahnen und begannen in ihrem Wachstum andere Körper zu überholen und wurden zu potenziellen Embryonen zukünftiger Planeten. Wie massereichere Körper hafteten Neoplasmen an der restlichen Materie der Gas- und Staubwolke. Am Ende entstanden neun große Planeten, deren Umlaufbahn über Milliarden von Jahren stabil bleibt.

Allgemeine Eigenschaften der Erde. Grundlegende physikalische Parameter des Planeten.

Physikalische Felder der Erde.

Ein physikalisches Feld ist eine Form von Materie, die bestimmte Wechselwirkungen zwischen makroskopischen Körpern oder Partikeln ausführt, aus denen die Substanz besteht. Sie werden durch gravitative, magnetische, geometrische und elektrische Felder repräsentiert und von den einschlägigen Wissenschaftszweigen untersucht. S.59 in Geographie http://www.russika.ru/pavlov/glava4.pdf

Allgemeine Eigenschaften der Geosphären.

Bis heute hat die Menschheit viele Daten erhalten, die es ermöglichten, die Eigenschaften der wichtigsten Geosphären der Erde mit hoher Sicherheit festzustellen.

Erdkern- nimmt die zentrale Region unseres Planeten ein. Dies ist die tiefste Geosphäre. Der durchschnittliche Kernradius beträgt etwa 3500 km, er liegt tiefer als 2900 km. Es besteht aus zwei Teilen - einem großen äußeren und einem kleinen inneren Kern. Die Beschaffenheit des Erdinneren aus 5000 km Tiefe bleibt ein Rätsel. Dies ist eine Kugel mit einem Durchmesser von 2200 km, von der Wissenschaftler glauben, dass sie aus Eisen und Nickel besteht und einen Schmelzpunkt von etwa 4500 ° C hat. Der äußere Kern ist eine Flüssigkeit - geschmolzenes Eisen mit einer Beimischung von Nickel und Schwefel. Der Druck in dieser Schicht ist geringer. Der äußere Kern ist eine kugelförmige Schicht mit einer Dicke von 2200 km.

Mantel- die stärkste Hülle der Erde, die 2/3 ihrer Masse und den größten Teil des Volumens einnimmt. Es existiert auch in Form von zwei kugelförmigen Schichten - dem unteren und oberen Mantel. Die Dicke des unteren Teils des Mantels beträgt 2000 km, der obere Teil 900 km. Aufgrund des hohen Drucks befindet sich das Material des Mantels höchstwahrscheinlich in einem kristallinen Zustand. Die Temperatur des Mantels beträgt etwa 2500 ° C. Es sind hohe Drücke, die einen solchen Aggregatzustand der Materie verursacht haben, sonst würde die angegebene Temperatur zu ihrem Schmelzen führen. Die Asthenosphäre, der untere Teil des oberen Mantels, befindet sich in geschmolzenem Zustand. Dies ist die darunter liegende Schicht des oberen Mantels und der Lithosphäre. Generell weist der obere Mantel eine interessante Eigenschaft auf: Er verhält sich bei Kurzzeitbelastung wie ein starres Material und bei Langzeitbelastung wie ein Kunststoff.

Lithosphäre ist die Ethoskruste als Teil des darunter liegenden Mantels, der eine etwa 100 km dicke Schicht bildet. Die Erdkruste hat eine hohe Steifigkeit, aber auch eine große Zerbrechlichkeit. Im oberen Teil besteht es aus Graniten, im unteren Teil aus Basalten. Die geologischen Eigenschaften der Kruste werden durch die kombinierten Auswirkungen von Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre - den drei äußersten Schalen des Planeten - auf sie bestimmt. Die Zusammensetzung der Rinde und der äußeren Schalen wird ständig aktualisiert. Auf der Oberfläche der Lithosphäre entsteht durch die kombinierte Aktivität einer Reihe von Faktoren Boden - dies ist das komplexeste System, das nach einer Gleichgewichtsinteraktion mit der Umwelt strebt.

Hydrosphäre- Die Wasserhülle der Erde wird auf unserem Planeten durch den Weltozean, Süßwasser von Flüssen und Seen, Gletscher- und Grundwasser dargestellt. Die gesamten Wasserreserven auf der Erde betragen 1,5 Milliarden km 3 . Davon sind 97 % salziges Meerwasser, 2 % gefrorenes Gletscherwasser und 1 % Süßwasser. Die Hydrosphäre ist eine kontinuierliche Hülle der Erde, da die Meere und Ozeane an Land in das Grundwasser übergehen und zwischen Land und Meer eine ständige Wasserzirkulation stattfindet, deren jährliches Volumen 100.000 km 3 beträgt. Wasser ist gekennzeichnet durch hohe Wärmekapazität, Schmelzwärme und Verdampfungswärme. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel, daher enthält es viele chemische Elemente und Verbindungen, die zum Erhalt des Lebens notwendig sind. Der größte Teil der Erdoberfläche wird von den Ozeanen eingenommen (71 % der Erdoberfläche). Es umgibt die Kontinente (Eurasien, Afrika, Nord- und Südamerika, Australien und die Antarktis) und Inseln. Der Ozean ist durch Kontinente in vier Teile unterteilt: den Pazifik (50% der Fläche des Weltozeans), den Atlantik (25%), den Indischen (21%) und den Arktischen Ozean (4%). Ein wichtiger Teil der Hydrosphäre der Erde sind Flüsse - Wasserströme, die in natürlichen Kanälen fließen und durch Oberflächen- und Untergrundabflüsse aus ihren Becken gespeist werden.

Seen, Sümpfe, unterirdische Gewässer auch Teil der Hydrosphäre der Erde.

Gletscher, die die Eishülle der Erde (Kryosphäre) bilden, sind ebenfalls Teil der Hydrosphäre unseres Planeten. Sie nehmen 1/10 der Erdoberfläche ein. Sie enthalten die Hauptreserven an Süßwasser (3/4).

Atmosphäre- Dies ist die Lufthülle der Erde, die sie umgibt und sich mit ihr dreht. Es besteht aus Luft - einem Gasgemisch (Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase, Wasserstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf). Darüber hinaus enthält die Luft eine große Menge Staub und verschiedene Verunreinigungen, die durch geochemische und biologische Prozesse auf der Oberfläche des Planeten entstehen.

Die Erdatmosphäre ist geschichtet aufgebaut und die Schichten unterscheiden sich in physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die wichtigsten von ihnen sind Temperatur und Druck, deren Änderung der Trennung atmosphärischer Schichten zugrunde liegt. So wird die Erdatmosphäre unterteilt in: Troposphäre, Stratosphäre, Ionosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre.

Troposphäre- Dies ist die untere Schicht der Atmosphäre, die das Wetter auf unserem Planeten bestimmt. Hat eine konstante Temperatur. Seine Mächtigkeit beträgt 10–18 km. Druck und Temperatur nehmen mit der Höhe ab. Die Troposphäre enthält die Hauptmenge an Wasserdampf, es bilden sich Wolken und alle Arten von Niederschlägen.

Dicke Stratosphäre reicht bis zu 50 km. Durch die Absorption der Sonnenstrahlung durch Ozon kommt es zu einem Temperaturanstieg.

Ionosphäre- dieser Teil der Atmosphäre ab einer Höhe von 50 km und bestehend aus Ionen (elektrisch geladene Luftteilchen). Die Ionisierung der Luft erfolgt unter dem Einfluss der Sonne.

Ab einer Höhe von 80 km beginnt Mesosphäre, dessen Aufgabe es ist, ultraviolette Strahlung der Sonne durch Ozon, Wasserdampf und Kohlendioxid zu absorbieren.

In einer Höhe von 90–400 km gibt es Thermosphäre. Darin finden die Hauptprozesse der Absorption und Umwandlung von UV- und Röntgenstrahlung der Sonne statt.

GEOLOGIE
die Wissenschaft vom Aufbau und der Entwicklungsgeschichte der Erde. Hauptgegenstand der Forschung sind Gesteine, in die sich die geologischen Ursprünge der Erde eingeprägt haben, sowie moderne physikalische Prozesse und Mechanismen, die sowohl an ihrer Oberfläche als auch im Darm wirken und durch deren Erforschung wir verstehen können, wie sich unser Planet entwickelt hat die Vergangenheit. Die Erde verändert sich ständig. Einige Veränderungen treten plötzlich und sehr schnell auf (z. B. Vulkanausbrüche, Erdbeben oder große Überschwemmungen), aber meistens treten sie langsam auf (eine Niederschlagsschicht von nicht mehr als 30 cm Dicke wird abgerissen oder über ein Jahrhundert angesammelt). Solche Veränderungen sind während des Lebens einer Person nicht wahrnehmbar, aber über einen langen Zeitraum wurden einige Informationen über Veränderungen gesammelt, und mit Hilfe regelmäßiger genauer Messungen werden sogar unbedeutende Bewegungen der Erdkruste aufgezeichnet. So wurde beispielsweise festgestellt, dass das Gebiet um die Großen Seen (USA und Kanada) und den Bottnischen Meerbusen (Schweden) derzeit ansteigt, während die Ostküste Großbritanniens absinkt und überschwemmt. Viel aussagekräftigere Informationen über diese Veränderungen liegen jedoch in den Gesteinen selbst, die nicht nur eine Sammlung von Mineralien sind, sondern Seiten der Erdbiographie, die gelesen werden können, wenn Sie die Sprache kennen, in der sie geschrieben sind. Diese Chronik der Erde ist sehr lang. Die Geschichte der Erde begann zeitgleich mit der Entwicklung des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Die geologischen Aufzeichnungen sind jedoch seither durch Fragmentierung und Unvollständigkeit gekennzeichnet Viele alte Gesteine ​​wurden zerstört oder von jüngeren Sedimenten überlagert. Lücken müssen durch Korrelation mit Ereignissen gefüllt werden, die anderswo aufgetreten sind und für die mehr Daten verfügbar sind, sowie durch Analogie und Hypothesen. Das relative Alter von Gesteinen wird auf der Grundlage der darin enthaltenen Komplexe fossiler Überreste und der Ablagerungen, in denen solche Überreste fehlen, auf der Grundlage der relativen Position beider bestimmt. Darüber hinaus lässt sich das absolute Alter fast aller Gesteine ​​durch geochemische Methoden bestimmen.
siehe auch RADIOKOHLENSTOFFDATIERUNG.
Geologische Disziplinen. Als eigenständige Wissenschaft entstand im 18. Jahrhundert die Geologie. Die moderne Geologie ist in eine Reihe eng verwandter Zweige unterteilt. Dazu gehören: Geophysik, Geochemie, Historische Geologie, Mineralogie, Petrologie, Strukturgeologie, Tektonik, Stratigraphie, Geomorphologie, Paläontologie, Paläoökologie, Mineralgeologie. Darüber hinaus gibt es mehrere interdisziplinäre Studienrichtungen: Meeresgeologie, Ingenieurgeologie, Hydrogeologie, Agrargeologie und Umweltgeologie (Ökogeologie). Geologie ist eng verwandt mit Wissenschaften wie Hydrodynamik, Ozeanologie, Biologie, Physik und Chemie.
NATUR DER ERDE
Kruste, Mantel und Kern. Die meisten Informationen über die innere Struktur der Erde werden indirekt durch die Interpretation des Verhaltens seismischer Wellen gewonnen, die von Seismographen aufgezeichnet werden. In den Eingeweiden der Erde wurden zwei Hauptgrenzen festgelegt, an denen sich die Art der Ausbreitung seismischer Wellen stark ändert. Einer von ihnen mit starker Reflexions- und Brechkraft befindet sich in einer Tiefe von 13-90 km von der Oberfläche unter den Kontinenten und 4-13 km - unter den Ozeanen. Sie wird als Mohorovichich-Grenze oder Moho-Oberfläche (M) bezeichnet und gilt als geochemische Grenze und als Zone des Phasenübergangs von Mineralien unter dem Einfluss von Hochdruck. Diese Grenze trennt die Erdkruste und den Mantel. Die zweite Grenze befindet sich in einer Tiefe von 2900 km von der Erdoberfläche entfernt und entspricht der Grenze zwischen Mantel und Kern (Abb. 1).

Temperaturen. Aufgrund der Tatsache, dass geschmolzene Lava aus Vulkanen ausbricht, wurde angenommen, dass die Eingeweide der Erde glühend heiß sind. Nach Ergebnissen von Temperaturmessungen in Bergwerken und Ölquellen wurde festgestellt, dass die Temperatur der Erdkruste mit der Tiefe kontinuierlich zunimmt. Würde sich dieser Trend bis in den Erdkern fortsetzen, dann würde seine Temperatur ca. 2925°C, d.h. würde die Schmelzpunkte von Gesteinen, die üblicherweise auf der Erdoberfläche zu finden sind, deutlich überschreiten. Basierend auf Daten zur Ausbreitung seismischer Wellen wird jedoch angenommen, dass sich der größte Teil des Erdinneren in einem festen Zustand befindet. Die Lösung des Problems der Temperatur des Erdinneren, das eng mit der Frühgeschichte der Erde zusammenhängt, ist von großer Bedeutung, aber immer noch umstritten. Nach einigen Theorien war die Erde zunächst heiß und kühlte dann ab, nach anderen war sie zunächst kalt und erwärmte sich dann unter der Einwirkung von Wärme, die beim Zerfall radioaktiver Elemente und hohem Druck in der Tiefe entsteht.
Erdmagnetismus. Es wird allgemein angenommen, dass das Magnetfeld im Inneren der Erde erzeugt wird, aber der Mechanismus seines Auftretens ist nicht klar genug. Das Magnetfeld kann nicht das Ergebnis der permanenten Magnetisierung des Eisenkerns der Erde sein, da die Temperatur bereits in mehreren zehn Kilometern Tiefe deutlich unter dem Curie-Punkt liegt, der Temperatur, bei der Materie ihre magnetischen Eigenschaften verliert. Darüber hinaus widerspricht die Hypothese eines Permanentmagneten in einer festen Position den beobachteten Änderungen des Magnetfelds jetzt und in der Vergangenheit. Remanente Magnetisierung bleibt in Sediment- und Vulkangestein erhalten. In ruhigen Gewässern abgelagerte Magnetitpartikel sowie magnetische Mineralien in Lavaströmen bei Temperaturen unterhalb des Curie-Punktes kühlen ab und orientieren sich in Richtung der Kraftlinien des lokalen Magnetfeldes, das während der Entstehung der Gesteine ​​existierte . Paläomagnetische Untersuchungen von Gesteinen ermöglichen es, die Position von Magnetpolen festzustellen, die während der Sedimentation existierten und die Ausrichtung magnetischer Partikel beeinflussten. Die erhaltenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass entweder die Magnetpole oder Teile der Erdkruste ihre Position in Bezug auf die Rotationsachse der Erde im Laufe der Zeit signifikant verändert haben (Ersteres scheint unwahrscheinlich). Es gibt auch starke Beweise dafür, dass sich die Kontinente relativ zueinander bewegt haben. Beispielsweise stimmen die aus paläomagnetischen Daten bestimmten Positionen der Magnetpole für Gesteine ​​gleichen Alters in Nordamerika, Europa und Australien räumlich nicht überein. Diese Tatsachen bestätigen die Hypothese, dass die Kontinente aus einem einzigen Mutterkontinent als Ergebnis seiner Teilung in separate Teile und ihrer anschließenden Trennung entstanden sind.
siehe auch GEOMAGNETISMUS.
Gravitationsfeld der Erde. Gravitationsstudien haben ergeben, dass sich die Erdkruste und der Erdmantel unter dem Einfluss zusätzlicher Lasten verbiegen. Wenn zum Beispiel die Erdkruste überall die gleiche Dicke und Dichte hätte, dann würde man erwarten, dass in den Bergen (wo die Gesteinsmasse größer ist) eine größere Anziehungskraft wirken würde als in der Ebene oder in den Meeren. Allerdings ab etwa Mitte des 18. Jahrhunderts. Es wurde festgestellt, dass die Anziehungskraft in und in der Nähe von Bergen geringer ist als erwartet (unter der Annahme, dass Berge einfach zusätzliche Masse der Erdkruste sind). Diese Tatsache wurde durch das Vorhandensein von "Voids" erklärt, die als beim Erhitzen zersetztes Gestein oder als Salzkern von Bergen interpretiert wurden. Solche Erklärungen erwiesen sich als unhaltbar, und in den 1850er Jahren wurden zwei neue Hypothesen vorgeschlagen. Nach der ersten Hypothese besteht die Erdkruste aus Gesteinsblöcken unterschiedlicher Größe und Dichte, die in einer dichteren Umgebung schwimmen. Die Basen aller Blöcke befinden sich auf der gleichen Ebene, und Blöcke mit geringer Dichte sollten höher sein als Blöcke mit hoher Dichte. Gebirgsstrukturen wurden als Blöcke mit geringer Dichte und ozeanische Becken als hoch angesehen (mit der gleichen Gesamtmasse von beiden). Nach der zweiten Hypothese ist die Dichte aller Blöcke gleich und sie schwimmen in einem dichteren Medium, und die unterschiedlichen Oberflächenhöhen erklären sich aus ihrer unterschiedlichen Dicke. Es ist als Bergwurzelhypothese bekannt, da je höher der Block ist, desto tiefer taucht er in die Wirtsumgebung ein. In den 1940er Jahren wurden seismische Daten erhalten, die die Idee einer Verdickung der Erdkruste in Berggebieten bestätigten.
Isostasie. Immer wenn eine zusätzliche Belastung auf die Erdoberfläche einwirkt (z. B. durch Sedimentation, Vulkanismus oder Vereisung), sackt die Erdkruste ab und sinkt, und wenn diese Belastung wegfällt (durch Denudation, schmelzende Eisschilde, etc.), hebt sich die Erdkruste. Dieser kompensatorische Prozess, der als Isostasie bekannt ist, wird wahrscheinlich durch horizontalen Stoffaustausch innerhalb des Mantels realisiert, wo es zu intermittierendem Schmelzen von Material kommen kann. Es wurde festgestellt, dass einige Teile der Küste Schwedens und Finnlands in den letzten 9000 Jahren um mehr als 240 m angestiegen sind, hauptsächlich aufgrund des Abschmelzens der Eisdecke. Die angehobenen Ufer der Großen Seen in Nordamerika sind ebenfalls durch Isostasie entstanden. Trotz des Einsatzes solcher Ausgleichsmechanismen weisen große Ozeantäler und einige Deltas ein erhebliches Massendefizit auf, während einige Gebiete Indiens und Zyperns einen erheblichen Überschuss davon aufweisen.
Vulkanismus. Herkunft der Lava. In einigen Teilen der Welt bricht bei Vulkanausbrüchen Magma in Form von Lava auf die Erdoberfläche aus. Viele vulkanische Inselbögen scheinen mit tiefen Verwerfungssystemen verbunden zu sein. Erdbebenherde befinden sich ungefähr in einer Tiefe von bis zu 700 km von der Erdoberfläche, d.h. Vulkanmaterial stammt aus dem oberen Erdmantel. Auf Inselbögen hat es oft eine andesitische Zusammensetzung, und da Andesite in ihrer Zusammensetzung der kontinentalen Kruste ähneln, glauben viele Geologen, dass sich die kontinentale Kruste in diesen Gebieten aufgrund des Eintrags von Mantelmaterie aufbaut. Vulkane, die entlang ozeanischer Rücken wirken (z. B. der hawaiianische), stoßen Material mit überwiegend basaltischer Zusammensetzung aus. Diese Vulkane sind wahrscheinlich mit flachen Erdbeben verbunden, deren Tiefe 70 km nicht überschreitet. Da Basaltlava sowohl auf Kontinenten als auch entlang ozeanischer Rücken vorkommt, vermuten einige Geologen, dass es direkt unter der Erdkruste eine Schicht gibt, aus der Basaltlava stammt.
siehe auch VULKANE. Es ist jedoch nicht klar, warum in einigen Gebieten sowohl Andesite als auch Basalte aus der Mantelmasse gebildet werden und in anderen nur Basalte. Wenn, wie jetzt angenommen wird, der Mantel tatsächlich ultramafisch ist (d.h. mit Eisen und Magnesium angereichert), dann müssen aus dem Mantel stammende Laven eher basaltisch als andesitisch in der Zusammensetzung sein, da Andesitminerale in ultramafischen Gesteinen fehlen. Dieser Widerspruch wird durch die Theorie der Plattentektonik aufgelöst, wonach sich die ozeanische Kruste unter Inselbögen bewegt und in einer bestimmten Tiefe schmilzt. Diese geschmolzenen Gesteine ​​werden in Form von andesitischer Lava ausgegossen.
Wärmequellen. Eines der ungelösten Probleme der Manifestation vulkanischer Aktivität ist die Bestimmung der Wärmequelle, die für das lokale Schmelzen der Basaltschicht oder des Mantels erforderlich ist. Ein solches Schmelzen muss stark lokalisiert sein, da der Durchgang seismischer Wellen zeigt, dass sich die Kruste und der obere Mantel normalerweise in einem festen Zustand befinden. Außerdem muss die thermische Energie ausreichen, um riesige Mengen an Feststoffen zu schmelzen. In den USA beispielsweise beträgt das Basaltvolumen im Einzugsgebiet des Columbia River (Bundesstaaten Washington und Oregon) mehr als 820.000 km3; ähnlich große Basaltschichten findet man in Argentinien (Patagonien), Indien (Decan Plateau) und Südafrika (Great Karoo Rise). Derzeit gibt es drei Hypothesen. Einige Geologen glauben, dass das Schmelzen auf lokale hohe Konzentrationen radioaktiver Elemente zurückzuführen ist, aber solche Konzentrationen in der Natur scheinen unwahrscheinlich; andere vermuten, dass tektonische Störungen in Form von Verschiebungen und Verwerfungen mit der Freisetzung thermischer Energie einhergehen. Es gibt eine andere Sichtweise, nach der sich der obere Mantel unter hohen Drücken in einem festen Zustand befindet, und wenn der Druck aufgrund von Rissen abfällt, schmilzt er und flüssige Lava fließt aus den Rissen.
Geochemie und Zusammensetzung der Erde. Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Erde ist eine schwierige Aufgabe, da der Kern, der Mantel und der größte Teil der Kruste für eine direkte Probenahme und Beobachtung nicht zugänglich sind und Schlussfolgerungen auf der Grundlage der Interpretation indirekter Daten und Analogien gezogen werden müssen.
Die Erde ist wie ein riesiger Meteorit. Es wird angenommen, dass Meteoriten Bruchstücke von bereits existierenden Planeten sind, die in ihrer Zusammensetzung und Struktur der Erde ähnelten. Es gibt mehrere Arten von Meteoriten. Am bekanntesten und weit verbreitet sind Eisenmeteorite, bestehend aus metallischem Eisen und Eisen-Nickel-Legierungen, von denen angenommen wird, dass sie die Kerne existierender Planeten gebildet haben und analog dem Erdkern in Dichte, Zusammensetzung und magnetischen Eigenschaften identisch sein sollten . Der zweite Typ sind Steinmeteorite, die hauptsächlich aus Eisen-Magnesium-Silikatmineralien bestehen. Sie sind häufiger als Eisenmeteorite und entsprechen in ihrer Dichte den Gesteinen, aus denen der Mantel besteht. Die Zusammensetzung von Steinmeteoriten kommt den ultramafischen Gesteinen der Erde sehr nahe. Der dritte Typ sind gemischte Meteoriten, die Metalle und Silikate enthalten, was auf ihre Entstehung aus der Übergangsschicht (vom Mantel zum Kern) eines bereits existierenden Planeten hinweist.
Dichte der Erde. Die durchschnittliche Dichte der Erde beträgt die 5,5-fache Dichte von Wasser, die 5-fache Dichte der Venus und die 3,9-fache Dichte des Mars. Die Zunahme der Dichte mit der Tiefe, die in guter Übereinstimmung mit der Gesamtmasse, dem Trägheitsmoment, den seismischen Eigenschaften und der Kompressibilität der Erde steht, verteilt sich schätzungsweise wie folgt. Die durchschnittliche Dichte der Erdkruste (zumindest in ihrem oberen Teil bis zu einer Tiefe von 32 km) beträgt 3,32 g/cm3, unterhalb der Oberfläche von Mohorovic nimmt sie kontinuierlich zu (dieses Muster wird auf den Ebenen von 415 und 988 km etwas verletzt). . In einer Tiefe von 2900 km gibt es eine Grenze zwischen dem Mantel und dem äußeren Kern, wo es einen starken Dichtesprung von 5,68 auf 9,57 g/cm3 gibt. Von dieser Markierung bis zur Grenze zwischen äußerem und innerem Kern in 5080 km Tiefe nimmt die Dichte kontinuierlich zu (umfasst 11,54 g/cm3 in 4830 km Tiefe). Die Dichte des inneren Kerns wird auf 14 bis 17 g/cm3 geschätzt.
Die Erde ist wie ein riesiger Hochofen. Einige Geologen glauben, dass, wenn sich die Erde einmal in einem geschmolzenen Zustand befand, dieses geschmolzene Material wahrscheinlich in Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung aufgeteilt wurde, ähnlich wie in einem Hochofen, wenn sich Metall am Boden oben ansammelt - Sulfide, und noch höher - Silikate. Es ist möglich, dass das Innere der Erde in der gleichen Reihenfolge in einen Metallkern und Sulfid- und Silikathüllen unterteilt ist. Es wurden jedoch keine Hinweise auf eine Sulfidschicht gefunden.
Die Zusammensetzung der Erdkruste. Der größte Teil der Erdkruste ist für Untersuchungen nicht zugänglich, da er von jüngeren Sedimentgesteinen überlagert wird, die von den Gewässern der Meere und Ozeane verdeckt werden, und selbst wenn er irgendwo an die Oberfläche kommt, können Proben aus relativ kleinen Schichten entnommen werden. Darüber hinaus macht es die Vielfalt der Gesteine ​​und Mineralien und der unterschiedliche Grad ihres Beitrags zum Aufbau der Erde schwierig oder unmöglich, repräsentative Proben zu erhalten. Etwaige quantitative Angaben oder gemittelte Angaben zur chemischen und mineralogischen Zusammensetzung der Erdkruste stellen eine grobe Annäherung an die wahre Kenngröße dar. Mit mehr oder weniger Sicherheit wurde eine allgemeine Vorstellung von der chemischen Zusammensetzung der Erdkruste auf der Grundlage der Analyse von mehr als 5000 Proben von magmatischen (magmatischen) Gesteinen erstellt. Es wird festgestellt, dass es zu 99% aus 12 Elementen besteht. Ihr Anteil in Gewichtsprozent verteilt sich wie folgt: Sauerstoff (46,6), Silizium (27,7), Aluminium (8,1), Eisen (5,0), Calcium (3,6), Natrium (2,8), Magnesium (2,6), Titan (2,1), Mangan (0,4), Phosphor (0,1), Schwefel und Kohlenstoff (zusammen weniger als 0,1). Offensichtlich wird die Erdkruste von Sauerstoff dominiert, daher liegen die 10 häufigsten Metalle in Form von Oxiden vor. Die Mineralien, aus denen die Gesteine ​​bestehen, sind jedoch normalerweise keine einfachen, sondern komplexe Oxide, die mehrere Metalle enthalten. Da Silizium eines der häufigsten Elemente auf der Erde ist, sind viele Mineralien komplexe Silikate verschiedener Art. Die Kombination von Mineralien in unterschiedlichen Mengenverhältnissen bildet eine Vielzahl von Gesteinen.
Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. Die gegenwärtige Atmosphäre ist das Ergebnis des langsamen und anhaltenden Verlustes der ursprünglichen Erdatmosphäre durch vulkanische Aktivität und andere Prozesse. Vor etwa 3,1 bis 2,7 Milliarden Jahren, mit dem Beginn der Freisetzung großer Mengen von Kohlendioxid und Wasserdampf, entstanden Bedingungen für das Leben der ersten Pflanzen, die den Prozess der Photosynthese durchführen. Große Mengen von Sauerstoff, die von Pflanzen in die Atmosphäre freigesetzt wurden, wurden zuerst für die Oxidation von Metallen verwendet, wie die weite Verbreitung präkambrischer Eisenerze auf der Erde belegt. Vor 1,6 Milliarden Jahren erreichte der Gehalt an freiem Sauerstoff in der Atmosphäre etwa 1% seiner heutigen Menge, was die Geburt primitiver tierischer Organismen ermöglichte. Anscheinend hatte die Uratmosphäre einen reduzierenden Charakter, während die moderne Sekundäratmosphäre durch oxidierende Eigenschaften gekennzeichnet ist. Allmählich änderte sich seine chemische Zusammensetzung aufgrund der anhaltenden vulkanischen Aktivität und der Entwicklung der organischen Welt.
Die chemische Zusammensetzung der Ozeane. Es wird angenommen, dass es anfangs kein Wasser auf der Erde gab. Moderne Gewässer an der Erdoberfläche sind aller Wahrscheinlichkeit nach sekundären Ursprungs, d.h. die durch vulkanische Aktivität in Form von Dämpfen aus den Mineralien der Erdkruste und des Erdmantels freigesetzt wurden und nicht durch die Verbindung von freien Sauerstoff- und Wasserstoffmolekülen entstanden sind. Wenn sich allmählich Meerwasser ansammeln würde, müsste das Volumen des Weltozeans kontinuierlich zunehmen, aber es gibt keine direkten geologischen Beweise für diesen Umstand; Dies bedeutet, dass Ozeane in der gesamten geologischen Geschichte der Erde existiert haben. Die Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Ozeanwassers erfolgte allmählich.
Sial und Sima. Es gibt einen Unterschied zwischen den Krustengesteinen, die den Kontinenten zugrunde liegen, und den Gesteinen, die unter dem Meeresboden liegen. Die Zusammensetzung der kontinentalen Kruste entspricht Granodiorit, d.h. Gestein, bestehend aus Kalium- und Natriumfeldspat, Quarz und geringen Mengen an Eisen-Magnesium-Mineralien. Die ozeanische Kruste entspricht Basalten, die aus Calciumfeldspat, Olivin und Pyroxen bestehen. Die Gesteine ​​der kontinentalen Kruste zeichnen sich durch eine helle Farbe, geringe Dichte und meist saure Zusammensetzung aus, sie werden oft als Sial bezeichnet (durch das Vorherrschen von Si und Al). Die Gesteine ​​​​der ozeanischen Kruste zeichnen sich durch ihre dunkle Farbe, hohe Dichte und Grundzusammensetzung aus, sie werden Sima genannt (entsprechend dem Vorherrschen von Si und Mg). Es wird angenommen, dass die Mantelgesteine ​​in ihrer Zusammensetzung ultramafisch sind und aus Olivin und Pyroxen bestehen. In der modernen russischen wissenschaftlichen Literatur werden die Begriffe "Sial" und "Sima" nicht verwendet, weil als obsolet angesehen.
Geologische Prozesse
Geologische Prozesse werden in exogene (zerstörerisch und kumulativ) und endogene (tektonisch) unterteilt.
ZERSTÖRENDE PROZESSE
Denudation. Die Einwirkung von Wasserläufen, Wind, Gletschern, Meereswellen, Frostverwitterung und chemischer Auflösung führen zur Zerstörung und Verringerung der Oberfläche der Kontinente (Abb. 2). Die Zerstörungsprodukte unter Einwirkung der Gravitationskräfte werden in die ozeanischen Vertiefungen getragen, wo sie sich ansammeln. Somit werden die Zusammensetzung und Dichte der Gesteine, aus denen die Kontinente und Ozeanbecken bestehen, gemittelt, und die Amplitude des Erdreliefs nimmt ab.

Jedes Jahr werden 32,5 Milliarden Tonnen Detritmaterial und 4,85 Milliarden Tonnen gelöste Salze von den Kontinenten entfernt und in den Meeren und Ozeanen abgelagert, wodurch etwa 13,5 km3 Meerwasser verdrängt werden. Wenn solche Denudationsraten in der Zukunft fortgesetzt worden wären, hätten sich die Kontinente (das Volumen des Überwasserteils beträgt 126,6 Millionen km3) in 9 Millionen Jahren in fast flache Ebenen - Peneplens - verwandelt. Eine solche Peneplanisierung (Nivellierung) des Reliefs ist nur theoretisch möglich. Tatsächlich kompensieren isostatische Hebungen Verluste durch Denudation, und manche Gesteine ​​sind so stark, dass sie praktisch unzerstörbar sind. Kontinentale Ablagerungen werden durch das Zusammenwirken von Verwitterung (Gesteinszerstörung), Denudation (mechanischer Gesteinsabtrag unter Einfluss von Fließgewässern, Gletschern, Wind- und Wellenprozessen) und Akkumulation (Ablagerung von Lockermaterial und Bildung von neue Steine). Alle diese Prozesse laufen nur bis zu einer bestimmten Höhe (meist Meeresspiegel), die als Grundlage der Erosion gilt. Lockerschlamm wird beim Transport nach Größe, Form und Dichte sortiert. Dadurch bildet Quarz, dessen Anteil im Ursprungsgestein nur wenige Prozent betragen kann, eine homogene Quarzsandschicht. In ähnlicher Weise werden Goldpartikel und einige andere schwere Mineralien wie Zinn und Titan in Flusskanälen oder Untiefen konzentriert und bilden alluviale Ablagerungen, während feinkörniges Material als Schluff abgelagert und dann in Schiefer umgewandelt wird. Bestandteile wie beispielsweise Magnesium, Natrium, Calcium und Kalium werden gelöst und von Oberflächen- und Grundwasser abtransportiert und anschließend in Höhlen und anderen Hohlräumen abgelagert oder gelangen ins Meerwasser.
Entwicklungsstadien der Erosionsentlastung. Das Relief dient als Indikator für das Stadium der Nivellierung (oder Peneplanisierung) der Kontinente. In Bergen und Gebieten, die eine intensive Hebung erfahren haben, sind Erosionsprozesse am aktivsten. Solche Gebiete sind durch einen schnellen Einschnitt von Flusstälern und eine Zunahme ihrer Länge im Oberlauf gekennzeichnet, und die Landschaft entspricht einem jungen oder jungen Erosionsstadium. In anderen Gebieten, wo die Höhenamplitude klein und die Erosion weitgehend aufgehört hat, führen große Flüsse hauptsächlich mitgerissene und suspendierte Sedimente. Eine solche Erleichterung ist dem reifen Stadium der Erosion inhärent. In Gebieten mit kleinen Höhenamplituden, wo die Landoberfläche geringfügig über dem Meeresspiegel liegt, überwiegen kumulative Prozesse. Dort fließt der Fluss meist etwas über dem allgemeinen Niveau der Tiefebene in einer natürlichen Erhebung aus Sedimentmaterial und bildet in der Mündungszone ein Delta. Dies ist das älteste Erosionsrelief. Allerdings befinden sich nicht alle Gebiete im gleichen Stadium der Erosionsentwicklung und haben das gleiche Erscheinungsbild. Die Reliefformen variieren stark in Abhängigkeit von Klima- und Wetterbedingungen, der Zusammensetzung und Struktur lokaler Gesteine ​​und der Art des Erosionsprozesses (Abb. 3, 4).

Unterbrechungen in Erosionszyklen. Die erwähnte Abfolge von Erosionsprozessen gilt für Kontinente und ozeanische Becken, die sich in statischen Bedingungen befinden, tatsächlich aber vielen dynamischen Prozessen unterliegen. Der Erosionszyklus kann durch Änderungen des Meeresspiegels (z. B. durch das Abschmelzen von Eisschilden) und der Höhe der Kontinente (z. B. durch Gebirgsbildung, Verwerfungstektonik und vulkanische Aktivität) unterbrochen werden. In Illinois (USA) bedeckten die Moränen das reife präglaziale Relief und verliehen ihm ein typisch junges Aussehen. Im Grand Canyon von Colorado war eine Unterbrechung des Erosionszyklus auf den Anstieg des Landes auf eine Höhe von 2400 m zurückzuführen.Als das Territorium anstieg, schnitt der Colorado River allmählich in seine Aue ein und erwies sich als von den Seiten begrenzt des Tals. Infolge dieses Bruchs wurden übereinanderliegende Mäander gebildet, die für die alten Flusstäler charakteristisch sind, die unter den Bedingungen eines jungen Reliefs existieren (Abb. 5). Innerhalb des Colorado-Plateaus sind die Mäander bis zu einer Tiefe von 1200 m eingeschnitten.Die tiefen Mäander des Susquehanna-Flusses, der die Appalachen durchschneidet, weisen auch darauf hin, dass dieses Gebiet einst ein Tiefland war, das von einem "altersschwachen" Fluss durchquert wurde.

AKKUMULATOR-PROZESSE
Die Sedimentation ist einer der wichtigsten geologischen Prozesse, in deren Folge neue Gesteine ​​entstehen. Vom Land weggetragenes Material sammelt sich schließlich in den Meeren und Ozeanen, wo sich Sand-, Schlick- und Tonschichten bilden. Typischerweise lagern sich Schlick- und Tonablagerungen auf dem Meeresboden weiter von der Küste entfernt ab. Mit der anschließenden Hebung dieser Bereiche werden sie in Tonschiefer umgewandelt. Die Sande lagern sich überwiegend an Stränden ab und werden schließlich in Sandsteine ​​umgewandelt. Wenn die Vernichtungsprodukte nicht sortiert werden, werden sie mit der Zeit zu Konglomeraten. In Lösungen transportierte chemische Verbindungen füllen die Reserven von Stoffen auf, die für das Leben von Meerespflanzen und -tieren notwendig sind. Zum Beispiel wird Calcium zum Aufbau von kalkhaltigen Schalen und Panzern und zusammen mit Phosphor zum Aufbau von Knochen und Zähnen von Tieren verwendet; Eisen ist bei Fischen und anderen Tieren an der Blutbildung beteiligt, und Kobalt ist ein Bestandteil von Vitamin B12. Wenn Tiere sterben, setzen sich ihre aus Kalziumkarbonat bestehenden Schalen und Skelette auf dem Meeresboden ab, und wenn das Territorium anschließend angehoben wird, werden sie als Kalksteinschichten freigelegt. Außerdem können Chemikalien beim Verdunsten von Meerwasser direkt abgelagert werden. Auf diese Weise bilden sich Salzablagerungen. Wenn sich unter kontinentalen Bedingungen organische Stoffe ansammeln, bilden sich Kohlevorkommen und unter Meeresbedingungen Öl. Diese Art der Sedimentation findet größtenteils an den Kontinentalrändern statt und führt zu einer Vergrößerung ihrer Fläche durch das Wachstum von Deltas, Regalen und Riffen. Unter diesen Bedingungen bilden sich biogene Karbonatsedimente. Da sich der Hauptteil des Abbruchmaterials gerade in der Küstenflachwasserzone absetzt, kann diese Zone bei leichtem Absinken des Meeresspiegels subaerial werden. Nur ein unbedeutender Teil des klastischen terrigenen Materials wird weit über das Schelf hinausgetragen (Abb. 6).

TEKTONIK
Es ist seit langem bekannt, dass Berge durch die Bildung von Falten und Verwerfungen und tektonischen Hebungen von Sedimentschichten entstehen, die sich am Meeresboden angesammelt haben. Darüber hinaus gibt es viele Hinweise darauf, dass die Gebiete mit den stärksten tektonischen Störungen auf die Küstenzonen der Meere beschränkt sind, wo die Niederschlagsstärke am größten ist. Die Gebirgsbildung (Orogenese) ist einer der wichtigsten Prozesse bei der Entstehung des Erdreliefs, wodurch die von den Kontinenten abgetragenen Sedimentschichten wieder tektonischen Hebungen ausgesetzt werden. Beobachtungen in modernen Berggebieten weisen darauf hin, dass bei der Entwicklung des Reliefs mehrere unterschiedliche Stadien unterschieden werden können.
Bildung von Geosynklinalen. Es wird angenommen, dass der Gebirgsbau mit der Ansammlung dicker Sedimentschichten in Geosynklinalen beginnt - große längliche Vertiefungen in der Erdkruste. Die meisten von ihnen erlebten eine langsame langfristige Senkung (über 50-100 Millionen Jahre) und füllten sich mit Sedimenten, die manchmal bis zu 9 km dick waren. Es wurde festgestellt, dass das Ausmaß und die Geschwindigkeit dieser Prozesse innerhalb desselben Beckens sehr unterschiedlich waren und sogar unterschiedliche Richtungen hatten: Während ein Teil davon aktiv absinkte, befand sich der andere in relativ stabilen Bedingungen und es sammelten sich dort keine Sedimente an. Bei der Bildung von Geosynklinalen und der Sedimentation lässt sich eine gewisse Zyklizität nachweisen: Überschreitungen der Meere wechselten regelmäßig mit Rückgängen. Einige gebirgige Länder bestehen aus inneren Kämmen, die aus gefalteten Sedimentschichten bestehen, und parallelen äußeren Kämmen, die hauptsächlich aus Vulkangestein bestehen. Es ist möglich, dass diese Bereiche in verschiedenen geosynklinalen Becken entstanden, aber miteinander verbunden waren. Vertiefungen mit Sedimentgesteinen werden als Miogeosynklinalen bezeichnet, solche mit vulkanischem Gestein als Eugeosynklinalen. Die gegenseitige Position dieser beiden Typen war konstant: Die Eugeosynklinalen waren dem Meer zugewandt, während sich die Miogeosynklinalen zwischen den Eugeosynklinalen und dem Land befanden. Üblicherweise umfassten Bergbildungsprozesse zuerst Eugeosynklinalen und dann Miogeosynklinalen. Die Washington und Oregon Coast Ranges und die Sierra Nevada Mountains in Kalifornien entsprachen der eugeosynklinalen Zone. Appalachen, New England Mountains (einschließlich White Mountains) und Piemont haben die gleiche Genese. Im Gegensatz dazu wurden die Rocky Mountains in Montana, Wyoming und Colorado sowie die Zone Valleys and Ranges in Pennsylvania und Tennessee mit Miogeocyclinen in Verbindung gebracht.
Geosynkline Transformation. In bestimmten Stadien der Entwicklung in Geosynklinalen kommt es zur Bildung von Falten und Störungen, und die Füllsedimente werden unter dem Einfluss hoher Temperaturen und Drücke umgewandelt. Es zeigen sich rechtwinklig zur Achse der Vertiefungen gerichtete Kompressionsprozesse, die von Verformungen der Sedimentschichten begleitet werden.

Moderne Geosynklinalen sind Vertiefungen entlang der Inseln Java und Sumatra, die Täler von Tonga - Kermadec, Puerto Rico usw. Vielleicht führt ihr weiteres Absinken auch zur Bildung von Bergen. Die Küste des Golfs von Mexiko innerhalb der Vereinigten Staaten stellt nach Ansicht vieler Geologen ebenfalls eine moderne Geosynklinale dar, obwohl dort nach den Bohrdaten keine Anzeichen einer Gebirgsbildung zu erkennen sind. Aktive Manifestationen der modernen Tektonik und des Gebirgsbaus werden am deutlichsten in jungen Gebirgsländern beobachtet - den Alpen, den Anden, dem Himalaya und den Rocky Mountains.
Tektonische Hebungen. In den Endstadien der Entwicklung von Geosynklinalen, wenn der Gebirgsbau abgeschlossen ist, findet eine intensive allgemeine Hebung der Kontinente statt; In gebirgigen Ländern treten in diesem Stadium der Reliefbildung disjunktive Versetzungen auf (Verschiebung einzelner Gesteinsblöcke entlang von Bruchlinien).
GEOLOGISCHE ZEIT
Stratigraphischer Maßstab. Die geologische Standardzeitskala (oder geologische Säule) ist das Ergebnis einer systematischen Untersuchung von Sedimentgesteinen in verschiedenen Regionen der Welt. Da die meisten frühen Arbeiten in Europa durchgeführt wurden, wurde die stratigraphische Abfolge der Ablagerungen in dieser Region als Referenz für andere Gebiete genommen. Aus verschiedenen Gründen weist diese Skala jedoch Mängel und Lücken auf, sodass sie ständig aktualisiert wird. Die Skala ist für jüngere geologische Perioden sehr detailliert, für ältere jedoch deutlich reduziert. Dies ist unvermeidlich, da die geologischen Aufzeichnungen für Ereignisse der jüngeren Vergangenheit am vollständigsten sind und mit zunehmendem Alter der Lagerstätten fragmentierter werden. Die stratigraphische Skala basiert auf der Berücksichtigung fossiler Organismen, die als einziges verlässliches Kriterium für interregionale (insbesondere entfernte) Korrelationen dienen. Es wurde festgestellt, dass einige Fossilien einer genau definierten Zeit entsprechen und daher als richtungsweisend gelten. Die Gesteine, die diese Hauptformen und ihre Komplexe enthalten, nehmen eine genau definierte stratigraphische Position ein. Es ist viel schwieriger, Korrelationen für paläontologisch stille Gesteine ​​herzustellen, die keine Fossilien enthalten. Da gut erhaltene Muscheln nur aus dem Kambrium (vor etwa 570 Millionen Jahren) gefunden werden, ist das Präkambrium, das ca. 85 % der Erdgeschichte lassen sich nicht so detailliert studieren und unterteilen wie jüngere Epochen. Für interregionale Korrelationen von paläontologisch stillen Gesteinen werden geochemische Datierungsmethoden verwendet. Falls erforderlich, wurden Änderungen an der standardmäßigen stratigraphischen Skala vorgenommen, um regionale Besonderheiten widerzuspiegeln. Zum Beispiel gibt es in Europa eine Karbonperiode, und in den USA entsprechen ihr zwei - Mississippi und Pennsylvania. Überall treten Schwierigkeiten auf, wenn es darum geht, lokale stratigraphische Schemata mit der internationalen geochronologischen Skala zu korrelieren. Die Internationale Kommission für Stratigraphie hilft bei der Lösung dieser Probleme und setzt Standards für die stratigraphische Nomenklatur. Sie empfiehlt dringend, lokale stratigraphische Einheiten in geologischen Untersuchungen zu verwenden und sie zum Vergleich mit der internationalen geochronologischen Skala zu vergleichen. Einige Fossilien haben eine sehr weite, fast globale Verbreitung, während andere eng regional sind. Epochen sind die größten Abschnitte der Erdgeschichte. Jeder von ihnen kombiniert mehrere Perioden, die durch die Entwicklung bestimmter Klassen alter Organismen gekennzeichnet sind. Am Ende jeder Ära kam es zum Massensterben verschiedener Gruppen von Organismen. Zum Beispiel verschwanden Trilobiten am Ende des Paläozoikums und Dinosaurier am Ende des Mesozoikums. Die Ursachen dieser Katastrophen sind noch nicht aufgeklärt. Dies können kritische Stadien der genetischen Evolution, Spitzen der kosmischen Strahlung, Emissionen vulkanischer Gase und Asche sowie sehr abrupte Klimaänderungen sein. Für jede dieser Hypothesen gibt es Argumente. Das allmähliche Verschwinden einer großen Anzahl von Familien und Klassen von Tieren und Pflanzen am Ende jeder Ära und das Erscheinen neuer mit Beginn der nächsten Ära bleibt jedoch eines der Rätsel der Geologie. Versuche, das Massensterben von Tieren in den Endstadien des Paläozoikums und Mesozoikums mit globalen Zyklen der Gebirgsbildung in Verbindung zu bringen, blieben erfolglos.
Geochronologie und absolute Altersskala. Die stratigraphische Skala spiegelt nur die Reihenfolge der Gesteinsschichtung wider und kann daher nur zur Angabe des relativen Alters verschiedener Schichten verwendet werden (Abb. 9). Die Möglichkeit, das absolute Alter von Gesteinen zu bestimmen, entstand nach der Entdeckung der Radioaktivität. Zuvor wurde versucht, das absolute Alter mit anderen Methoden abzuschätzen, beispielsweise durch die Analyse des Salzgehalts im Meerwasser. Unter der Annahme, dass es dem festen Abfluss der weltweiten Flüsse entspricht, lässt sich das Mindestalter der Meere messen. Basierend auf der Annahme, dass das Meerwasser anfangs keine Salzverunreinigungen enthielt, und unter Berücksichtigung ihrer Ankunftsrate, wurde das Alter der Meere in einem weiten Bereich geschätzt - von 20 Millionen bis 200 Millionen Jahren. Kelvin schätzte das Alter der Gesteine, aus denen die Erde besteht, auf 100 Millionen Jahre, da es seiner Meinung nach so lange dauerte, bis die anfänglich geschmolzene Erde auf ihre heutige Oberflächentemperatur abgekühlt war.

Abgesehen von diesen Versuchen begnügten sich frühe Geologen damit, das relative Alter von Gesteinen und geologischen Ereignissen zu bestimmen. Ohne jede Erklärung wurde angenommen, dass vom Erscheinen der Erde bis zur Bildung verschiedener Arten von Sedimenten durch Prozesse, die noch heute ablaufen, eine ziemlich lange Zeit vergangen war. Und erst als Wissenschaftler begannen, die Rate des radioaktiven Zerfalls zu messen, bekamen Geologen "Uhren", um das absolute und relative Alter von Gesteinen zu bestimmen, die radioaktive Elemente enthalten. Die Raten des radioaktiven Zerfalls einiger Elemente sind vernachlässigbar. Dies ermöglicht es, das Alter antiker Ereignisse zu bestimmen, indem der Gehalt solcher Elemente und ihrer Zerfallsprodukte in einer bestimmten Probe gemessen wird. Da die Rate des radioaktiven Zerfalls nicht von Umweltparametern abhängt, ist es möglich, das Alter von Gesteinen in beliebigen geologischen Bedingungen zu bestimmen. Die am häufigsten verwendeten Uran-Blei- und Kalium-Argon-Methoden. Die Uran-Blei-Methode ermöglicht eine genaue Datierung auf der Grundlage von Konzentrationsmessungen der Radioisotope von Thorium (232Th) und Uran (235U und 238U). Beim radioaktiven Zerfall entstehen Bleiisotope (208Pb, 207Pb und 206Pb). Gesteine, die diese Elemente in ausreichender Menge enthalten, sind jedoch recht selten. Die Kalium-Argon-Methode basiert auf einer sehr langsamen radioaktiven Umwandlung des 40K-Isotops in 40Ar, was es ermöglicht, mehrere Milliarden Jahre alte Ereignisse durch das Verhältnis dieser Isotope im Gestein zu datieren. Ein wesentlicher Vorteil der Kalium-Argon-Methode besteht darin, dass Kalium, ein sehr häufiges Element, in Mineralien vorhanden ist, die in allen geologischen Umgebungen gebildet werden – vulkanisch, metamorph und sedimentär. Das beim radioaktiven Zerfall entstehende Edelgas Argon ist jedoch nicht chemisch gebunden und tritt aus. Folglich können nur die Mineralien, in denen es gut erhalten ist, zuverlässig zur Datierung herangezogen werden. Trotz dieses Mangels ist das Kalium-Argon-Verfahren weit verbreitet. Das absolute Alter der ältesten Gesteine ​​der Erde beträgt 3,5 Milliarden Jahre. Sehr alte Gesteine ​​sind in der Erdkruste aller Kontinente vertreten, sodass sich die Frage, welches von ihnen das älteste ist, gar nicht erst stellt. Das Alter der auf die Erde gefallenen Meteoriten beträgt nach der Kalium-Argon- und Uran-Blei-Methode etwa 4,5 Milliarden Jahre. Laut Geophysikern hat die Erde, basierend auf den Daten der Uran-Blei-Methode, auch ein Alter von ca. 4,5 Milliarden Jahre. Wenn diese Schätzungen richtig sind, dann gibt es eine Lücke von 1 Milliarde Jahren in den geologischen Aufzeichnungen, was einem wichtigen frühen Stadium in der Evolution der Erde entspricht. Vielleicht wurden die frühesten Beweise zerstört oder auf irgendeine Weise gelöscht, während sich die Erde in einem geschmolzenen Zustand befand. Es ist auch sehr wahrscheinlich, dass die ältesten Gesteine ​​der Erde über viele Millionen Jahre entblößt oder rekristallisiert wurden.
Historische Geologie
Archäische Ära. Die ältesten Felsen, die auf der Oberfläche der Kontinente freigelegt wurden, wurden in der archäischen Zeit gebildet. Die Erkennung dieser Gesteine ​​ist schwierig, da ihre Aufschlüsse verstreut und in den meisten Fällen von dicken Schichten jüngeren Gesteins bedeckt sind. Wo diese Felsen freigelegt sind, sind sie so verändert, dass es oft unmöglich ist, ihren ursprünglichen Charakter wiederherzustellen. Während zahlreicher langer Denudationsstadien wurden dicke Schichten dieser Gesteine ​​zerstört, und die verbleibenden enthalten nur sehr wenige fossile Organismen und daher ist ihre Zuordnung schwierig oder sogar unmöglich. Interessanterweise handelt es sich bei den ältesten bekannten archaischen Gesteinen wahrscheinlich um stark metamorphosierte Sedimentgesteine, während die von ihnen überlagerten älteren Gesteine ​​durch zahlreiche magmatische Einbrüche geschmolzen und zerstört wurden. Daher wurden Spuren der primären Erdkruste noch nicht entdeckt. In Nordamerika gibt es zwei große Gebiete mit Aufschlüssen aus archaischem Gestein. Der erste von ihnen – der Kanadische Schild – befindet sich in Zentralkanada auf beiden Seiten der Hudson Bay. Obwohl die archäischen Felsen stellenweise von jüngeren überlagert werden, bilden sie im größten Teil des Territoriums des Kanadischen Schildes die Tagesoberfläche. Die ältesten bekannten Gesteine ​​in diesem Gebiet sind Marmor, Schiefer und kristalline Schiefer, die mit Lava eingebettet sind. Anfangs wurden hier Kalksteine ​​und Schiefer abgelagert, die später von Lava versiegelt wurden. Dann erlebten diese Felsen die Auswirkungen mächtiger tektonischer Bewegungen, die von großen Graniteinbrüchen begleitet wurden. Letztlich durchliefen die Sedimentgesteinsschichten eine starke Metamorphose. Nach langer Entblößung wurden diese stark veränderten Gesteine ​​stellenweise an die Oberfläche gebracht, aber Granite bilden den allgemeinen Hintergrund. Aufschlüsse archaischer Felsen sind auch in den Rocky Mountains zu finden, wo sie die Kämme vieler Grate und einzelner Gipfel bilden, wie z. B. Pikes Peak. Die jüngeren Gesteine ​​dort sind durch Abtragung zerstört. In Europa sind archaische Gesteine ​​auf dem Gebiet des Baltischen Schildes in Norwegen, Schweden, Finnland und Russland freigelegt. Sie werden durch Granite und stark verwandelte Sedimentgesteine ​​repräsentiert. Ähnliche Aufschlüsse archaischer Felsen findet man im Süden und Südosten Sibiriens, Chinas, Westaustraliens, Afrikas und im Nordosten Südamerikas. Die ältesten Spuren der Lebenstätigkeit von Bakterien und Kolonien der einzelligen Blaualge Collenia wurden in den archäischen Gesteinen des südlichen Afrikas (Simbabwe) und der Provinz Ontario (Kanada) gefunden.
Proterozoikum. Zu Beginn des Proterozoikums wurde das Land nach langer Entblößung weitgehend zerstört, einige Teile der Kontinente sanken ab und wurden von seichten Meeren überflutet, und einige tief liegende Becken begannen sich mit kontinentalen Ablagerungen zu füllen. In Nordamerika finden sich die bedeutendsten Aufschlüsse proterozoischer Gesteine ​​in vier Regionen. Der erste von ihnen ist auf den südlichen Teil des Kanadischen Schildes beschränkt, wo dicke Schiefer- und Sandsteinschichten des betrachteten Zeitalters rund um den See freigelegt sind. Obere und nordöstlich des Sees. Huron. Diese Gesteine ​​sind sowohl marinen als auch kontinentalen Ursprungs. Ihre Verteilung weist darauf hin, dass sich die Lage der Flachmeere während des Proterozoikums deutlich verändert hat. An vielen Stellen sind marine und kontinentale Sedimente von mächtigen Lavasequenzen durchzogen. Am Ende der Sedimentation fanden tektonische Bewegungen der Erdkruste statt, die Gesteine ​​des Proterozoikums wurden gefaltet und große Gebirgssysteme bildeten sich. In den Ausläufern östlich der Appalachen gibt es zahlreiche Aufschlüsse proterozoischer Gesteine. Anfangs wurden sie in Form von Kalk- und Schieferschichten abgelagert und dann während der Orogenese (Gebirgsbildung) umgewandelt und in Marmor, Schiefer und kristalline Schiefer umgewandelt. Im Bereich des Grand Canyon liegt eine dicke Abfolge proterozoischer Sandsteine, Schiefer und Kalksteine ​​unangepasst über archaischem Gestein. Im nördlichen Teil der Rocky Mountains bildet eine Abfolge proterozoischer Kalksteine ​​mit einer Mächtigkeit von ca. 4600 m. Obwohl die proterozoischen Formationen in diesen Gebieten von tektonischen Bewegungen betroffen waren und in Falten zerknittert und durch Verwerfungen gebrochen wurden, waren diese Bewegungen nicht intensiv genug und konnten nicht zu einer Gesteinsmetamorphose führen. Daher wurden dort die ursprünglichen Sedimenttexturen erhalten. In Europa gibt es innerhalb des Baltischen Schildes bedeutende Aufschlüsse proterozoischer Gesteine. Sie werden durch stark metamorphosierte Murmeln und Schiefer dargestellt. Im Nordwesten Schottlands liegt eine dicke Schicht proterozoischer Sandsteine ​​über Graniten und kristallinen Schiefern aus dem Archaikum. Ausgedehnte Aufschlüsse proterozoischer Gesteine ​​findet man in Westchina, Zentralaustralien, Südafrika und Zentralsüdamerika. In Australien werden diese Gesteine ​​durch eine dicke Abfolge von nicht-metamorphen Sandsteinen und Schiefern dargestellt, während es sich in Ostbrasilien und Südvenezuela um stark metamorphe Schiefer und kristalline Schiefer handelt. Fossile Blaualgen Collenia sind auf allen Kontinenten sehr weit verbreitet in nicht-metamorphen Kalksteinen des Proterozoikums, wo auch einige Bruchstücke von Schalen primitiver Mollusken gefunden wurden. Die Überreste von Tieren sind jedoch sehr selten, was darauf hindeutet, dass sich die meisten Organismen durch eine primitive Struktur auszeichneten und noch keine harten Schalen hatten, die im fossilen Zustand erhalten sind. Obwohl Spuren von Eiszeiten für die frühen Stadien der Erdgeschichte verzeichnet sind, wird eine ausgedehnte Vereisung, die eine fast globale Verbreitung hatte, nur ganz am Ende des Proterozoikums festgestellt.
Paläozoikum. Nachdem das Land am Ende des Proterozoikums eine lange Zeit der Entblößung erlebt hatte, erfuhren einige seiner Gebiete eine Senkung und wurden von seichten Meeren überschwemmt. Infolge der Denudation erhöhter Gebiete wurde Sedimentmaterial durch Wasserströme in die Geosynklinale getragen, wo sich Schichten von paläozoischen Sedimentgesteinen mit einer Mächtigkeit von mehr als 12 km ansammelten. In Nordamerika bildeten sich zu Beginn des Paläozoikums zwei große Geosynklinalen. Einer von ihnen, Appalachen genannt, erstreckte sich vom nördlichen Teil des Atlantischen Ozeans durch Südostkanada und weiter südlich bis zum Golf von Mexiko entlang der Achse der modernen Appalachen. Eine weitere Geosynklinale verband den Arktischen Ozean mit dem Pazifik und verlief etwas östlich von Alaska nach Süden durch das östliche British Columbia und das westliche Alberta, dann durch das östliche Nevada, das westliche Utah und Südkalifornien. So wurde Nordamerika in drei Teile geteilt. In bestimmten Perioden des Paläozoikums wurden seine zentralen Regionen teilweise überflutet und beide Geosynklinalen waren durch Flachmeere verbunden. In anderen Perioden kam es infolge isostatischer Landhebungen oder Schwankungen des Weltozeanspiegels zu marinen Regressionen, und dann wurde terrigenes Material in Geosynklinalen abgelagert, die aus benachbarten erhöhten Regionen ausgewaschen wurden. Im Paläozoikum bestanden ähnliche Bedingungen auf anderen Kontinenten. In Europa überschwemmten riesige Meere regelmäßig die Britischen Inseln, die Gebiete Norwegens, Deutschlands, Frankreichs, Belgiens und Spaniens sowie ein riesiges Gebiet der osteuropäischen Ebene von der Ostsee bis zum Uralgebirge. Es gibt auch große Aufschlüsse paläozoischer Gesteine ​​in Sibirien, China und Nordindien. Sie sind in den meisten Teilen Ostaustraliens, Nordafrikas sowie Nord- und Mittelsüdamerikas beheimatet. Das Paläozoikum wird in sechs Perioden ungleicher Dauer unterteilt, die sich mit kurzzeitigen Phasen isostatischer Hebungen oder mariner Regressionen abwechseln, während denen keine Sedimentation innerhalb der Kontinente stattfand (Abb. 9, 10).

Das Kambrium ist die früheste Periode des Paläozoikums, benannt nach dem lateinischen Namen für Wales (Cambria), wo Gesteine ​​dieses Zeitalters erstmals untersucht wurden. In Nordamerika, im Kambrium, wurden beide Geosynklinalen überflutet, und in der zweiten Hälfte des Kambriums nahm der zentrale Teil des Festlandes eine so niedrige Position ein, dass beide Tröge durch ein seichtes Meer und Schichten aus Sandsteinen, Schiefern und Sandsteinen verbunden waren Kalksteine ​​haben sich dort angesammelt. In Europa und Asien fand eine große Meeresüberschreitung statt. Diese Teile der Welt wurden weitgehend überschwemmt. Die Ausnahmen waren drei große isolierte Landmassen (der Baltische Schild, die Arabische Halbinsel und Südindien) und eine Reihe kleiner isolierter Landmassen in Südeuropa und Südasien. Kleinere Meeresübertretungen sind in Australien und Zentralsüdamerika aufgetreten. Das Kambrium zeichnete sich durch eher ruhige tektonische Verhältnisse aus. In den Ablagerungen dieser Zeit wurden die ersten zahlreichen Fossilien erhalten, die auf die Entwicklung des Lebens auf der Erde hinweisen. Obwohl keine Landpflanzen oder Tiere registriert wurden, waren die seichten Epikontinentalmeere und überfluteten Geosynklinalen reich an zahlreichen Wirbellosen und Wasserpflanzen. Die ungewöhnlichsten und interessantesten Tiere dieser Zeit - Trilobiten (Abb. 11), eine Klasse ausgestorbener primitiver Arthropoden, waren in den kambrischen Meeren weit verbreitet. Ihre kalkig-chitinhaltigen Schalen wurden in Gesteinen dieser Zeit auf allen Kontinenten gefunden. Darüber hinaus gab es viele Arten von Brachiopoden, Weichtieren und anderen Wirbellosen. Somit waren alle Hauptformen wirbelloser Organismen in den kambrischen Meeren vorhanden (mit Ausnahme von Korallen, Bryozoen und Pelecypoden).

Am Ende des Kambriums wurde der größte Teil des Landes angehoben und es kam zu einer kurzfristigen marinen Regression. Das Ordovizium ist die zweite Periode des Paläozoikums (benannt nach dem keltischen Stamm der Ordovizier, die das Gebiet von Wales bewohnten). In dieser Zeit kam es erneut zu einer Absenkung der Kontinente, wodurch sich Geosynklinalen und tief liegende Becken in Flachmeere verwandelten. Am Ende des Ordoviziums ca. 70% des Territoriums Nordamerikas wurden vom Meer überflutet, in dem sich mächtige Kalk- und Schieferschichten ablagerten. Das Meer bedeckte auch bedeutende Gebiete Europas und Asiens, teilweise Australiens und die zentralen Regionen Südamerikas. Alle kambrischen Wirbellosen entwickelten sich weiter zum Ordovizium. Außerdem tauchten Korallen, Pelezypoden (Muscheln), Bryozoen und die ersten Wirbeltiere auf. In Colorado wurden in ordovizischen Sandsteinen Fragmente der primitivsten kieferlosen Wirbeltiere (Ostracodermen) gefunden, denen echte Kiefer und paarige Gliedmaßen fehlten, und der vordere Teil des Körpers war mit Knochenplatten bedeckt, die eine schützende Hülle bildeten. Basierend auf der paläomagnetischen Untersuchung der Gesteine ​​wurde festgestellt, dass sich Nordamerika während des größten Teils des Paläozoikums in der Äquatorialzone befand. Fossile Organismen und weit verbreitete Kalksteine ​​dieser Zeit zeugen von der Vorherrschaft warmer Flachmeere im Ordovizium. Australien befand sich in der Nähe des Südpols und Nordwestafrikas - in der Region des Pols selbst, was durch die Anzeichen einer weit verbreiteten Vereisung bestätigt wird, die in den ordovizischen Felsen Afrikas eingeprägt ist. Am Ende des Ordoviziums kam es infolge tektonischer Bewegungen zur Hebung der Kontinente und zur Meeresregression. Die ursprünglichen kambrischen und ordovizischen Gesteine ​​erfuhren stellenweise einen Faltungsprozess, der von Gebirgswachstum begleitet wurde. Dieses älteste Stadium der Orogenese wird als kaledonische Faltung bezeichnet.
Silur. Erstmals wurden die Gesteine ​​dieser Zeit auch in Wales untersucht (der Name der Zeit stammt vom keltischen Silur-Stamm, der diese Region bewohnte). Nach den tektonischen Hebungen, die das Ende des Ordoviziums markierten, setzte eine Denudationsphase ein, und dann, zu Beginn des Silur, erfuhren die Kontinente erneut eine Senkung, und die Meere überschwemmten die tief liegenden Gebiete. In Nordamerika, im frühen Silur, nahm die Meeresfläche erheblich ab, aber im mittleren Silur nahmen sie fast 60% ihres Territoriums ein. Es bildete sich eine dicke Schicht aus marinen Kalksteinen der Niagara-Formation, die ihren Namen von den Niagarafällen erhielt, deren Schwelle sie bildet. Im späten Silur wurden die Meeresflächen stark reduziert. In einem Streifen, der sich vom modernen Bundesstaat Michigan bis in den zentralen Teil des Bundesstaates New York erstreckte, sammelten sich dicke salzhaltige Schichten an. In Europa und Asien waren die Meere des Silur weit verbreitet und besetzten fast die gleichen Gebiete wie die Meere des Kambriums. Dieselben isolierten Massive blieben ungeflutet wie im Kambrium sowie große Gebiete Nordchinas und Ostsibiriens. In Europa haben sich entlang der Peripherie der Südspitze des Baltischen Schildes dicke Kalksteinschichten angesammelt (derzeit sind sie teilweise von der Ostsee überflutet). Kleine Meere waren in Ostaustralien, Nordafrika und in den zentralen Regionen Südamerikas verbreitet. In den Gesteinen des Silur fanden sich im Allgemeinen die gleichen Hauptvertreter der organischen Welt wie im Ordovizium. Landpflanzen kamen im Silur noch nicht vor. Unter den Wirbellosen sind Korallen viel häufiger geworden, wodurch sich in vielen Gebieten riesige Korallenriffe gebildet haben. Die für die Gesteine ​​des Kambriums und des Ordoviziums so charakteristischen Trilobiten verlieren ihre dominierende Bedeutung: Sie werden sowohl mengenmäßig als auch artenmäßig kleiner. Am Ende des Silur tauchten viele große aquatische Arthropoden auf, die Eurypteriden oder Krebstiere genannt wurden. Die Silurzeit in Nordamerika endete ohne größere tektonische Bewegungen. In Westeuropa wurde zu dieser Zeit jedoch der Kaledonische Gürtel gebildet. Diese Bergkette erstreckte sich über Norwegen, Schottland und Irland. Orogenese fand auch in Nordsibirien statt, wodurch sein Territorium so hoch angehoben wurde, dass es nie wieder überflutet wurde. Die Devonzeit ist nach der Grafschaft Devon in England benannt, in der Gesteine ​​dieses Zeitalters erstmals untersucht wurden. Nach einer Denudationspause erfuhren einzelne Gebiete der Kontinente erneut eine Senkung und wurden von seichten Meeren überflutet. In Nordengland und teilweise in Schottland verhinderten junge Caledonier das Eindringen des Meeres. Ihre Zerstörung führte jedoch zur Anhäufung dicker Schichten von terrigenous Sandsteinen in den Tälern der Vorgebirgsflüsse. Diese uralte rote Sandsteinformationen ist für ihre gut erhaltenen fossilen Fische bekannt. Südengland war damals vom Meer bedeckt, in dem sich dicke Kalkschichten ablagerten. Bedeutende Gebiete im Norden Europas wurden dann von den Meeren überschwemmt, in denen sich Schiefer- und Kalksteinschichten ansammelten. Als der Rhein im Bereich des Eifelmassivs in diese Schichten einschnitt, bildeten sich malerische Felswände, die sich entlang der Talufer erheben. Das Devonische Meer bedeckte viele Gebiete des europäischen Teils Russlands, Südsibiriens und Südchinas. Ein riesiges Meeresbecken überschwemmte Zentral- und Westaustralien. Dieses Gebiet ist seit dem Kambrium nicht mehr vom Meer bedeckt. In Südamerika hat sich Meerestransgression auf einige zentrale und westliche Regionen ausgebreitet. Darüber hinaus gab es im Amazonas einen schmalen sublatitudinalen Trog. Devongesteine ​​sind in Nordamerika sehr weit verbreitet. Während des größten Teils dieser Zeit gab es zwei große geosynklinische Becken. Im mittleren Devon breitete sich die Meerestransgression auf das Gebiet des modernen Flusstals aus. Mississippi, wo sich eine vielschichtige Kalksteinschicht angesammelt hat. Im Oberdevon bildeten sich in den östlichen Regionen Nordamerikas dicke Horizonte aus Schiefern und Sandsteinen. Diese klastischen Schichten entsprechen dem Stadium der Gebirgsbildung, das am Ende des Mitteldevons begann und bis zum Ende dieses Zeitraums andauerte. Die Berge erstreckten sich entlang der Ostflanke der Appalachen-Geosynklinale (vom heutigen Südosten der Vereinigten Staaten bis zum Südosten Kanadas). Diese Region wurde stark angehoben, ihr nördlicher Teil wurde gefaltet, dann kam es dort zu ausgedehnten Graniteinbrüchen. Diese Granite bilden die White Mountains in New Hampshire, Stone Mountain in Georgia und eine Reihe anderer Bergstrukturen. Oberes Devon, sog. Die akadischen Berge wurden durch Abtragungsprozesse überarbeitet. Infolgedessen hat sich westlich der Geosynklinale der Appalachen eine geschichtete Sandsteinschicht angesammelt, deren Mächtigkeit stellenweise 1500 m übersteigt und im Bereich der Catskill Mountains weit verbreitet ist, von denen der Name der Catskill stammt Sandsteine ​​kamen. In kleinerem Maßstab manifestierte sich gleichzeitig der Bergbau in einigen Gebieten Westeuropas. Orogenese und tektonische Hebungen der Erdoberfläche verursachten am Ende der Devon-Periode eine marine Regression. Der Devonianer sah einige wichtige Entwicklungen in der Evolution des Lebens auf der Erde. In vielen Teilen der Welt wurden die ersten unbestreitbaren Funde von Landpflanzen entdeckt. Beispielsweise wurden in der Nähe von Gilboa, New York, viele Farnarten, einschließlich Riesenbäume, gefunden. Unter den Wirbellosen waren Schwämme, Korallen, Bryozoen, Brachiopoden und Mollusken weit verbreitet (Abb. 12). Es gab mehrere Arten von Trilobiten, obwohl ihre Anzahl und Artenvielfalt im Vergleich zum Silur deutlich reduziert waren. Das Devon wird aufgrund der üppigen Blüte dieser Wirbeltierklasse oft als „Zeitalter der Fische“ bezeichnet. Obwohl es noch primitive kieferlose Exemplare gab, begannen fortgeschrittenere Formen zu dominieren. Haiartige Fische erreichten eine Länge von 6 m. Zu dieser Zeit tauchten Lungenfische auf, bei denen die Schwimmblase in primitive Lungen umgewandelt wurde, die es ihnen ermöglichten, einige Zeit an Land zu existieren, sowie Kreuzflossen und Rochenflossen . Im Oberdevon wurden die ersten Spuren von Landtieren gefunden - große salamanderartige Amphibien, Stegocephale genannt. Skelettmerkmale zeigen, dass sie sich durch weitere Verbesserung der Lunge und Modifikation der Flossen und deren Umwandlung in Gliedmaßen aus Lungenfischen entwickelt haben.

Karbonzeit. Nach einer Pause erfuhren die Kontinente erneut eine Absenkung und ihre tief liegenden Gebiete verwandelten sich in flache Meere. Damit begann das Karbon, das seinen Namen von dem weitverbreiteten Vorkommen von Kohlevorkommen in Europa und Nordamerika erhielt. In Amerika wurde sein frühes Stadium, das durch maritime Bedingungen gekennzeichnet war, aufgrund der dicken Kalksteinschicht, die sich im modernen Tal des Flusses bildete, früher als Mississippi bezeichnet. Mississippi, und wird nun dem unteren Teil des Karbon zugeschrieben. In Europa wurden während der gesamten Karbonzeit die Gebiete Englands, Belgiens und Nordfrankreichs größtenteils vom Meer überflutet, in dem sich mächtige Kalksteinhorizonte bildeten. Auch einige Gebiete Südeuropas und Südasiens wurden überflutet, wo sich dicke Schichten von Schiefer und Sandstein ablagerten. Einige dieser Horizonte sind kontinentalen Ursprungs und enthalten viele Fossilien von Landpflanzen sowie kohleführende Flöze. Da die Formationen des Unterkarbons in Afrika, Australien und Südamerika kaum vertreten sind, kann davon ausgegangen werden, dass diese Gebiete überwiegend unter subaerischen Bedingungen lagen. Darüber hinaus gibt es dort Hinweise auf eine weit verbreitete kontinentale Vereisung. In Nordamerika wurde die Geosynklinale der Appalachen im Norden von den Akadischen Bergen begrenzt und im Süden, von der Seite des Golfs von Mexiko, vom Mississippi-Meer durchdrungen, das auch das Mississippi-Tal überflutete. Kleine Meeresbecken besetzten einige Gebiete im Westen des Festlandes. Im Bereich des Mississippi Valley sammelte sich eine vielschichtige Schicht aus Kalk- und Schiefergestein. Einer dieser Horizonte, der sog. Indiana-Kalkstein oder Spergenit ist ein gutes Baumaterial. Es wurde beim Bau vieler Regierungsgebäude in Washington verwendet. Am Ende der Karbonzeit war der Gebirgsbau in Europa weit verbreitet. Gebirgszüge erstreckten sich von Südirland über Südengland und Nordfrankreich bis nach Süddeutschland. Dieses Stadium der Orogenese wird als Hercynian oder Varisian bezeichnet. In Nordamerika kam es am Ende der Mississippi-Periode zu lokalen Hebungen. Diese tektonischen Bewegungen wurden von einer marinen Regression begleitet, deren Entwicklung auch durch die Vereisung der südlichen Kontinente erleichtert wurde. Im Allgemeinen war die organische Welt der Unterkarbon- (oder Mississippi-) Zeit dieselbe wie im Devon. Neben einer größeren Artenvielfalt von Baumfarnen wurde die Flora jedoch durch baumartige Bärlappe und Calamiten (baumartige Arthropoden der Klasse der Schachtelhalme) ergänzt. Wirbellose Tiere waren hauptsächlich durch die gleichen Formen wie im Devon vertreten. In der Mississippi-Zeit wurden Seelilien häufiger - benthische Tiere, die in ihrer Form einer Blume ähneln. Unter den fossilen Wirbeltieren sind haifischartige Fische und Stegozephalie zahlreich. Zu Beginn des späten Karbons (Pennsylvanium in Nordamerika) begannen sich die Bedingungen auf den Kontinenten rapide zu ändern. Wie aus der viel breiteren Verbreitung kontinentaler Sedimente hervorgeht, nahmen die Meere kleinere Räume ein. Nordwesteuropa befand sich die meiste Zeit unter subaerischen Bedingungen. Der riesige epikontinentale Uralsee breitete sich weit in Nord- und Zentralrussland aus, und eine große Geosynklinale erstreckte sich durch Südeuropa und Südasien (die modernen Alpen, der Kaukasus und der Himalaya liegen entlang seiner Achse). Dieser Trog, Geosynklinale oder Meer, Tethys genannt, existierte für eine Reihe von nachfolgenden geologischen Perioden. Auf dem Territorium Englands, Belgiens und Deutschlands erstreckten sich Tiefländer. Hier kam es durch kleine Schwingungsbewegungen der Erdkruste zu einem Wechsel zwischen marinen und kontinentalen Einstellungen. Als das Meer zurückging, bildeten sich tief liegende Sumpflandschaften mit Wäldern aus Baumfarnen, Baumkeulen und Kalamiten. Mit dem Vorrücken der Meere blockierten Sedimentformationen die Wälder und verdichteten die holzigen Rückstände, die sich in Torf und dann in Kohle verwandelten. Im Oberkarbon breitete sich die Vereisung auf den Kontinenten der südlichen Hemisphäre aus. In Südamerika wurde der größte Teil des Territoriums des modernen Bolivien und Perus infolge der von Westen eindringenden Meerestransgression überflutet. In der frühen Zeit Pennsylvanias in Nordamerika schloss sich die Geosynklinale der Appalachen, verlor den Kontakt zum Weltozean und in den östlichen und zentralen Regionen der Vereinigten Staaten sammelten sich terrigene Sandsteine. In der Mitte und am Ende dieser Periode war das Innere Nordamerikas (wie auch in Westeuropa) von Tiefland dominiert. Hier wichen flache Meere regelmäßig Sümpfen, in denen sich mächtige Torfablagerungen ansammelten, die sich später in große Kohlebecken verwandelten, die sich von Pennsylvania bis nach Ost-Kansas erstrecken. Einige der westlichen Regionen Nordamerikas wurden während des größten Teils dieser Zeit vom Meer überschwemmt. Dort wurden Schichten aus Kalk-, Ton- und Sandsteinen abgelagert. Die weite Verbreitung subaerialer Umgebungen trug wesentlich zur Evolution von Landpflanzen und -tieren bei. Riesige Wälder aus Baumfarnen und Bärlappen bedeckten das weite sumpfige Tiefland. Diese Wälder waren reich an Insekten und Spinnentieren. Eine der Insektenarten, die größte der Erdgeschichte, ähnelte einer modernen Libelle, hatte aber eine Flügelspannweite von ca. 75 cm Eine deutlich größere Artenvielfalt wurde durch Stegocephalen erreicht. Einige waren länger als 3 m. Allein in Nordamerika wurden mehr als 90 Arten dieser riesigen Amphibien, die Salamandern ähneln, in den Sumpfablagerungen der Pennsylvania-Zeit gefunden. In denselben Felsen wurden die Überreste der ältesten Reptilien gefunden. Aufgrund der Fragmentarität der Funde ist es jedoch schwierig, sich ein vollständiges Bild der Morphologie dieser Tiere zu machen. Wahrscheinlich waren diese primitiven Formen Alligatoren ähnlich.
Perm. Veränderungen der natürlichen Bedingungen, die im späten Karbon begannen, wurden in der Perm-Periode, die das Paläozoikum beendete, noch ausgeprägter. Sein Name stammt aus der Region Perm in Russland. Zu Beginn dieser Periode besetzte das Meer die Geosynklinale des Urals - eine Mulde, die dem Streichen des modernen Uralgebirges folgte. Das flache Meer bedeckte regelmäßig einige Gebiete Englands, Nordfrankreichs und Süddeutschlands, in denen sich geschichtete Schichten mariner und kontinentaler Sedimente ansammelten - Sandsteine, Kalksteine, Schiefer und Steinsalz. Das Tethys-Meer existierte die meiste Zeit über, und in der Region Nordindiens und im modernen Himalaya bildete sich eine dicke Kalksteinschicht. Mächtige permische Ablagerungen findet man in Ost- und Zentralaustralien sowie auf den Inseln Süd- und Südostasiens. Sie sind in Brasilien, Bolivien und Argentinien sowie im südlichen Afrika weit verbreitet. Viele permische Formationen in Nordindien, Australien, Afrika und Südamerika sind kontinentalen Ursprungs. Sie sind durch verdichtete Gletscherablagerungen sowie weit verbreitete Wasser-Gletscher-Sande vertreten. In Zentral- und Südafrika beginnen diese Gesteine ​​eine dicke Abfolge kontinentaler Ablagerungen, die als Karoo-Serie bekannt sind. In Nordamerika nahmen die Meere des Perm im Vergleich zu früheren Perioden des Paläozoikums eine kleinere Fläche ein. Die Hauptübertretung breitete sich vom westlichen Teil des Golfs von Mexiko nach Norden durch das Territorium Mexikos aus und drang in die südlichen Regionen des zentralen Teils der Vereinigten Staaten ein. Das Zentrum dieses epikontinentalen Meeres befand sich im modernen Bundesstaat New Mexico, wo sich eine dicke Reihe von Kalksteinen der Capiten-Reihe gebildet hat. Durch die Aktivität des Grundwassers nahmen diese Kalksteine ​​eine Wabenstruktur an, die in den berühmten Carlsbad Caves (New Mexico, USA) besonders ausgeprägt ist. Im Osten, in Kansas und Oklahoma, wurden rote Schieferfazies an der Küste abgelagert. Am Ende des Perms, als die vom Meer eingenommene Fläche deutlich reduziert wurde, bildeten sich mächtige salz- und gipshaltige Schichten. Am Ende des Paläozoikums begann in vielen Gebieten teils im Karbon, teils im Perm die Orogenese. Dicke Sedimentgesteinsschichten der Appalachen-Geosynklinale wurden in Falten zerknittert und durch Verwerfungen gebrochen. Als Ergebnis wurden die Appalachen gebildet. Diese Phase des Gebirgsbaus in Europa und Asien wird als Hercynian oder Varisian und in Nordamerika als Appalachen bezeichnet. Die Flora der Perm-Zeit war die gleiche wie in der zweiten Hälfte des Karbons. Allerdings waren die Pflanzen kleiner und nicht so zahlreich. Dies weist darauf hin, dass das Klima der Perm-Zeit kälter und trockener wurde. Die Wirbellosen des Perm wurden aus der Vorperiode geerbt. In der Evolution der Wirbeltiere hat ein großer Sprung stattgefunden (Abb. 13). Auf allen Kontinenten enthalten die kontinentalen Ablagerungen des Perm zahlreiche Reptilienreste mit einer Länge von 3 m. Alle diese Vorfahren der mesozoischen Dinosaurier zeichneten sich durch eine primitive Struktur aus und sahen äußerlich wie Eidechsen oder Alligatoren aus, hatten aber manchmal ungewöhnliche Merkmale, zum Beispiel, eine hohe segelartige Flosse, die sich bei Dimetrodon vom Hals bis zum Schwanz entlang des Rückens erstreckt. Stegocephalianer waren immer noch zahlreich.

Am Ende des Perms führte die Gebirgsbildung, die sich vor dem Hintergrund einer allgemeinen Hebung der Kontinente in vielen Regionen der Erde manifestierte, zu so erheblichen Umweltveränderungen, dass viele charakteristische Vertreter der paläozoischen Fauna abzusterben begannen aus. Das Perm war das letzte Stadium in der Existenz vieler wirbelloser Tiere, insbesondere der Trilobiten. Das in drei Perioden unterteilte Mesozoikum unterschied sich vom Paläozoikum durch das Vorherrschen kontinentaler gegenüber marinen Umgebungen sowie durch die Zusammensetzung von Flora und Fauna. Landpflanzen, viele Gruppen wirbelloser Tiere und insbesondere Wirbeltiere haben sich an neue Umgebungen angepasst und bedeutende Veränderungen erfahren. Die Trias-Periode eröffnet das Mesozoikum. Sein Name stammt aus dem Griechischen. Trias (Dreieinigkeit) in Verbindung mit einer deutlichen Dreigliedrigkeit der Lagerstätten dieser Zeit in Norddeutschland. Rot gefärbte Sandsteine ​​kommen an der Basis der Abfolge vor, Kalksteine ​​in der Mitte und rot gefärbte Sandsteine ​​und Schiefer an der Spitze. Während der Trias waren große Gebiete Europas und Asiens von Seen und seichten Meeren besetzt. Das Epikontinentalmeer bedeckte Westeuropa, und seine Küstenlinie kann bis zum Territorium Englands zurückverfolgt werden. Die oben erwähnten stratotypischen Sedimente haben sich in diesem Meeresbecken angesammelt. Die im unteren und oberen Teil der Abfolge vorkommenden Sandsteine ​​sind zum Teil kontinentalen Ursprungs. Ein weiteres Meeresbecken der Trias drang in das Gebiet Nordrusslands ein und breitete sich entlang der Uralrinne nach Süden aus. Das riesige Tethysmeer bedeckte damals ungefähr das gleiche Gebiet wie in der Zeit des späten Karbons und des Perms. In diesem Meer hat sich eine dicke Schicht aus dolomitischen Kalksteinen angesammelt, die die Dolomiten Norditaliens bilden. In Süd-Zentralafrika stammt der größte Teil der oberen Abfolge der Karoo-Kontinentalserie aus dem Trias-Zeitalter. Diese Horizonte sind bekannt für die Fülle an Reptilienfossilien. Am Ende der Trias bildeten sich auf dem Territorium Kolumbiens, Venezuelas und Argentiniens Schlick- und Sanddecken kontinentaler Genese. Die in diesen Schichten gefundenen Reptilien weisen eine verblüffende Ähnlichkeit mit der Fauna der Karoo-Reihe im südlichen Afrika auf. In Nordamerika sind Trias-Gesteine ​​nicht so weit verbreitet wie in Europa und Asien. Die Zerstörungsprodukte der Appalachen – rot gefärbter kontinentaler Sand und Ton – sammelten sich in Senken östlich dieser Berge und erfuhren eine Absenkung. Diese Ablagerungen, die mit Lavahorizonten und Platteneinbrüchen eingebettet sind, sind gebrochen und fallen nach Osten ab. Im Newark Basin in New Jersey und im Connecticut River Valley entsprechen sie den Grundgesteinen der Newark-Serie. Flache Meere besetzten einige der westlichen Regionen Nordamerikas, wo sich Kalkstein und Schiefer ansammelten. An den Seiten des Grand Canyon (in Arizona) tauchen kontinentale Sandsteine ​​und Schiefer der Trias auf. Die organische Welt in der Triaszeit war wesentlich anders als in der Permzeit. Diese Zeit ist durch eine Fülle großer Nadelbäume gekennzeichnet, deren Überreste häufig in den kontinentalen Ablagerungen der Trias gefunden werden. Schiefer der Chinle-Formation im Norden Arizonas sind mit verkieselten Baumstämmen gesättigt. Durch die Verwitterung der Schiefer wurden diese freigelegt und bilden nun einen Steinwald. Cycads (oder Cycadophyten), Pflanzen mit dünnen oder tonnenförmigen Stämmen und Blättern, die wie die von Palmen von der Krone herabhängen, waren weit verbreitet. Einige Arten von Palmfarnen kommen auch in modernen tropischen Regionen vor. Von den wirbellosen Tieren waren Weichtiere am häufigsten, unter denen Ammoniten überwogen (Abb. 14), die eine entfernte Ähnlichkeit mit modernen Nautilussen (oder Booten) und einer Schale mit mehreren Kammern aufwiesen. Es gab viele Arten von Muscheln. In der Evolution der Wirbeltiere hat es bedeutende Fortschritte gegeben. Obwohl Stegocephalianer immer noch weit verbreitet waren, begannen Reptilien zu dominieren, unter denen viele ungewöhnliche Gruppen auftauchten (z. B. Phytosaurier, deren Körperform der moderner Krokodile ähnelte und deren Kiefer schmal und lang mit scharfen konischen Zähnen waren). In der Trias tauchten erstmals echte Dinosaurier auf, die evolutionär weiter fortgeschritten waren als ihre primitiven Vorfahren. Ihre Gliedmaßen waren nach unten gerichtet und nicht zu den Seiten (wie bei Krokodilen), was es ihnen ermöglichte, sich wie Säugetiere zu bewegen und ihren Körper über dem Boden zu halten. Dinosaurier bewegten sich auf ihren Hinterbeinen, hielten das Gleichgewicht mit einem langen Schwanz (wie ein Känguru) und unterschieden sich in kleinem Wachstum - von 30 cm bis 2,5 m. Einige Reptilien passten sich an das Leben in der Meeresumwelt an, zum Beispiel Ichthyosaurier, deren Körper aussah Wie bei einem Hai verwandelten sich die Gliedmaßen in etwas zwischen Flossen und Flossen, und Plesiosaurier, deren Körper abgeflacht, der Hals gestreckt und die Gliedmaßen in Flossen verwandelt wurden. Beide Tiergruppen wurden in späteren Stadien des Mesozoikums zahlreicher.

Die Jurazeit hat ihren Namen vom Juragebirge (in der Nordwestschweiz), das aus einer vielschichtigen Schicht aus Kalkstein, Schiefer und Sandstein besteht. Der Jura erlebte eine der größten Meeresüberschreitungen in Westeuropa. Das riesige Epikontinentalmeer breitete sich über den größten Teil Englands, Frankreichs und Deutschlands aus und drang in einige westliche Regionen des europäischen Russlands ein. In Deutschland sind zahlreiche Aufschlüsse oberjurassischer Lagunen-Feinkornkalke bekannt, in denen ungewöhnliche Fossilien gefunden wurden. In Bayern, in der berühmten Stadt Solenhofen, wurden die Überreste von geflügelten Reptilien und den beiden bekannten Arten der ersten Vögel gefunden. Das Tethysmeer erstreckte sich vom Atlantik durch den südlichen Teil der Iberischen Halbinsel entlang des Mittelmeers und durch Süd- und Südostasien bis zum Pazifischen Ozean. Der größte Teil Nordasiens lag in dieser Zeit über dem Meeresspiegel, obwohl die epikontinentalen Meere von Norden nach Sibirien vordrangen. Kontinentale Juraablagerungen sind in Südsibirien und Nordchina bekannt. Kleine epikontinentale Meere besetzten begrenzte Gebiete entlang der Küste Westaustraliens. Im Inneren Australiens gibt es Aufschlüsse von kontinentalen Ablagerungen aus dem Jura. Ein Großteil Afrikas lag während des Jura über dem Meeresspiegel. Die Ausnahme war sein nördlicher Rand, der vom Tethys-Meer überflutet wurde. In Südamerika füllte ein langgestrecktes schmales Meer eine Geosynklinale, die sich ungefähr an der Stelle der modernen Anden befand. In Nordamerika besetzten die Jurameere sehr begrenzte Gebiete im Westen des Festlandes. Im Bereich des Colorado-Plateaus, insbesondere nördlich und östlich des Grand Canyon, haben sich mächtige Schichten aus kontinentalen Sandsteinen und darüber liegenden Tonschiefern angesammelt. Sandsteine ​​wurden aus dem Sand gebildet, aus dem die Wüstendünenlandschaften der Becken bestanden. Durch Verwitterungsprozesse haben Sandsteine ​​ungewöhnliche Formen angenommen (z. B. die malerischen Spitzgipfel im Zion-Nationalpark oder das Rainbow Bridge National Monument, ein 94 m über dem Canyonboden aufragender Bogen mit einer Spannweite von 85 m; diese Sehenswürdigkeiten befinden sich in Utah). Die Schiefervorkommen der Morrison-Formation sind berühmt für die Funde von 69 Arten fossiler Dinosaurier. Fein verteilte Sedimente in dieser Region haben sich wahrscheinlich unter den Bedingungen eines sumpfigen Tieflandes angesammelt. Die Flora der Jurazeit ähnelte im Allgemeinen derjenigen, die in der Trias existierte. Die Flora wurde von Palmfarnen und Koniferen dominiert. Zum ersten Mal tauchten Ginkgoaceae auf - Gymnospermen von breitblättrigen Gehölzen mit im Herbst fallendem Laub (wahrscheinlich eine Verbindung zwischen Gymnospermen und Angiospermen). Die einzige Art dieser Familie - Ginkgo biloba - hat bis heute überlebt und gilt als der älteste Vertreter der Bäume, ein wirklich lebendes Fossil. Die jurassische Fauna der Wirbellosen ist der Trias sehr ähnlich. Riffbildende Korallen wurden jedoch zahlreicher und Seeigel und Weichtiere verbreiteten sich. Viele Muscheln, die mit modernen Austern verwandt sind, tauchten auf. Es gab noch zahlreiche Ammoniten. Wirbeltiere waren überwiegend Reptilien, da die Stegocephalen am Ende der Trias ausstarben. Dinosaurier haben den Höhepunkt ihrer Entwicklung erreicht. Solche pflanzenfressenden Formen wie Apatosaurier und Diplodocus begannen sich auf vier Gliedmaßen zu bewegen; Viele hatten lange Hälse und Schwänze. Diese Tiere erreichten gigantische Ausmaße (bis zu 27 m Länge) und wogen teilweise bis zu 40 t. Einzelne Vertreter kleinerer pflanzenfressender Saurier, wie beispielsweise Stegosaurier, entwickelten einen schützenden Panzer aus Platten und Stacheln. Fleischfressende Dinosaurier, insbesondere Allosaurier, entwickelten große Köpfe mit kräftigen Kiefern und scharfen Zähnen, erreichten eine Länge von 11 m und bewegten sich auf zwei Gliedmaßen. Auch andere Reptiliengruppen waren sehr zahlreich. Plesiosaurier und Ichthyosaurier lebten in den Jurameeren. Zum ersten Mal tauchten fliegende Reptilien auf - Flugsaurier, bei denen sich häutige Flügel wie bei Fledermäusen entwickelten und deren Masse aufgrund von Röhrenknochen abnahm. Das Auftreten von Vögeln im Jura ist eine wichtige Etappe in der Entwicklung der Tierwelt. In den Lagunenkalken von Solenhofen wurden zwei Vogelskelette und Federabdrücke gefunden. Diese primitiven Vögel hatten jedoch noch viele Gemeinsamkeiten mit Reptilien, darunter scharfe konische Zähne und lange Schwänze. Die Jurazeit endete mit einer intensiven Faltung, die die Berge der Sierra Nevada im Westen der Vereinigten Staaten bildete, die sich weiter nach Norden bis in das heutige Westkanada erstreckten. Anschließend erfuhr der südliche Teil dieses gefalteten Gürtels erneut eine Hebung, die die Struktur des modernen Gebirges vorgab. Auf anderen Kontinenten waren Manifestationen der Orogenese im Jura unbedeutend.
Kreidezeit. Zu dieser Zeit sammelten sich mächtige Schichtschichten aus weichem, schwach verdichtetem weißem Kalkstein - Kreide, aus der der Name der Zeit stammt. Erstmals wurden solche Schichten in Aufschlüssen entlang der Ufer des Pas de Calais in der Nähe von Dover (Großbritannien) und Calais (Frankreich) untersucht. In anderen Teilen der Welt werden Ablagerungen des entsprechenden Alters auch Kreidezeit genannt, obwohl dort auch andere Gesteinsarten zu finden sind. Während der Kreidezeit bedeckten Meerestransgressionen große Teile Europas und Asiens. In Mitteleuropa überschwemmten die Meere zwei geosynklinische Tröge unterhalb der Breitengrade. Einer von ihnen befand sich in Südostengland, Norddeutschland, Polen und den westlichen Regionen Russlands und erreichte den submeridionalen Uraltrog im äußersten Osten. Eine andere Geosynklinale, Tethys, behielt ihren früheren Streich in Südeuropa und Nordafrika bei und verband sich mit der Südspitze des Uraltrogs. Darüber hinaus setzte sich das Tethys-Meer in Südasien fort und war östlich des Indischen Schildes mit dem Indischen Ozean verbunden. Mit Ausnahme des nördlichen und östlichen Randes wurde das Territorium Asiens während der gesamten Kreidezeit nicht vom Meer überflutet, daher sind dort kontinentale Ablagerungen dieser Zeit weit verbreitet. Dicke Kalksteinschichten aus der Kreidezeit sind in vielen Teilen Westeuropas vorhanden. In den nördlichen Regionen Afrikas, wo das Tethysmeer mündete, sammelten sich große Sandsteinschichten an. Der Sand der Sahara entstand hauptsächlich durch die Produkte ihrer Zerstörung. Australien war mit epikontinentalen Kreidemeeren bedeckt. In Südamerika wurde der Andentrog während des größten Teils der Kreidezeit vom Meer überflutet. Östlich davon wurden in einem großen Gebiet Brasiliens terrigene Schlicke und Sande mit zahlreichen Überresten von Dinosauriern abgelagert. In Nordamerika besetzten die Randmeere die Küstenebenen des Atlantischen Ozeans und des Golfs von Mexiko, wo sich Sand, Lehm und Kreidekalk ansammelten. Ein weiteres Randmeer befand sich an der Westküste des Festlandes in Kalifornien und erreichte die südlichen Ausläufer der wiederbelebten Berge der Sierra Nevada. Die letzte größte Meeresüberschreitung umfasste jedoch die westlichen Regionen des zentralen Teils Nordamerikas. Zu dieser Zeit bildete sich ein riesiger geosynklinaler Trog der Rocky Mountains, und ein riesiges Meer breitete sich vom Golf von Mexiko durch die modernen Great Plains und die Rocky Mountains nördlich (westlich des kanadischen Schildes) bis zum Arktischen Ozean aus. Während dieser Transgression wurde eine dicke Schichtfolge von Sandsteinen, Kalksteinen und Schiefer abgelagert. Am Ende der Kreidezeit fand in Süd- und Nordamerika sowie in Ostasien eine intensive Orogenese statt. In Südamerika wurden Sedimentgesteine, die sich über mehrere Perioden in der Geosynklinale der Anden angesammelt hatten, verdichtet und zu Falten zerknittert, was zur Bildung der Anden führte. In ähnlicher Weise bildeten sich in Nordamerika die Rocky Mountains an der Stelle der Geosynklinale. Die vulkanische Aktivität hat in vielen Teilen der Welt zugenommen. Lavaströme bedeckten den gesamten südlichen Teil der Hindustan-Halbinsel (so entstand das riesige Deccan-Plateau), und kleine Lavaausbrüche ereigneten sich in Arabien und Ostafrika. Alle Kontinente erlebten signifikante Hebungen und alle geosynklinalen, epikontinentalen und Randmeere gingen zurück. Die Kreidezeit war von mehreren wichtigen Ereignissen in der Entwicklung der organischen Welt geprägt. Die ersten blühenden Pflanzen erschienen. Ihre fossilen Überreste werden durch Blätter und Holzarten repräsentiert, von denen viele noch heute wachsen (z. B. Weide, Eiche, Ahorn und Ulme). Die kreidezeitliche Fauna der Wirbellosen ähnelt im Allgemeinen der des Jura. Bei den Wirbeltieren ist der Höhepunkt der Artenvielfalt der Reptilien erreicht. Es gab drei Hauptgruppen von Dinosauriern. Fleischfresser mit gut entwickelten massiven Hinterbeinen waren Tyrannosaurier mit einer Länge von 14 m und einer Höhe von 5 m. Es entwickelte sich eine Gruppe zweibeiniger pflanzenfressender Dinosaurier (oder Trachodonten) mit breiten, abgeflachten Kiefern, die einem Entenschnabel ähnelten. Zahlreiche Skelette dieser Tiere wurden in den kontinentalen Ablagerungen der Kreidezeit in Nordamerika gefunden. Die dritte Gruppe umfasst gehörnte Dinosaurier mit einem entwickelten Knochenschild, das Kopf und Hals schützt. Ein typischer Vertreter dieser Gruppe ist ein Triceratops mit einem kurzen Nasen- und zwei langen Supraokularhörnern. Plesiosaurier und Ichthyosaurier lebten in den Meeren der Kreidezeit, und Mosasaurier-Seeechsen mit einem länglichen Körper und relativ kleinen, flossenartigen Gliedmaßen tauchten auf. Pterosaurier (fliegende Eidechsen) verloren ihre Zähne und bewegten sich besser in der Luft als ihre jurassischen Vorfahren. Bei einer der Flugsaurierarten - Pteranodon - erreichte die Flügelspannweite 8 m. Es sind zwei Vogelarten der Kreidezeit bekannt, die einige morphologische Merkmale von Reptilien beibehalten haben, beispielsweise konische Zähne in den Alveolen. Einer von ihnen – Hesperornis (Tauchvogel) – hat sich an das Leben im Meer angepasst. Obwohl seit der Trias und dem Jura Übergangsformen bekannt sind, die eher Reptilien als Säugetieren ähneln, wurden erstmals zahlreiche Überreste echter Säugetiere in Ablagerungen der kontinentalen Oberkreide gefunden. Die primitiven Säugetiere der Kreidezeit waren klein und ähnelten in gewisser Weise modernen Spitzmäusen. Die auf der Erde stark ausgeprägten Prozesse der Gebirgsbildung und der tektonischen Hebung der Kontinente am Ende der Kreidezeit führten zu so starken Veränderungen in Natur und Klima, dass viele Pflanzen und Tiere ausstarben. Von den Wirbellosen verschwanden die Ammoniten, die die Meere des Mesozoikums beherrschten, und von den Wirbeltieren verschwanden alle Dinosaurier, Ichthyosaurier, Plesiosaurier, Mosasaurier und Flugsaurier. Das Känozoikum, das die letzten 65 Millionen Jahre umfasst, ist in das Tertiär (in Russland ist es üblich, zwei Perioden zu unterscheiden - das Paläogen und das Neogen) und das Quartär zu unterteilen. Obwohl letzteres durch seine kurze Dauer auffiel (Altersschätzungen seiner unteren Grenze reichen von 1 bis 2,8 Millionen Jahren), spielte es eine große Rolle in der Erdgeschichte, da damit wiederholte kontinentale Vergletscherungen und das Erscheinen des Menschen verbunden sind .
Tertiärzeit. Zu dieser Zeit waren viele Gebiete Europas, Asiens und Nordafrikas mit flachen epikontinentalen und geosynklinalen Tiefseemeeren bedeckt. Zu Beginn dieser Periode (im Neogen) besetzte das Meer den Südosten Englands, den Nordwesten Frankreichs und Belgiens, und dort sammelte sich eine dicke Schicht aus Sand und Lehm an. Das Tethys-Meer existierte noch immer und erstreckte sich vom Atlantik bis zum Indischen Ozean. Sein Wasser überschwemmte die iberische und die Apenninenhalbinsel, die nördlichen Regionen Afrikas, Südwestasiens und den Norden von Hindustan. In diesem Becken wurden dicke Kalksteinhorizonte abgelagert. Der größte Teil Nordägyptens besteht aus Nummulit-Kalkstein, der als Baumaterial beim Bau der Pyramiden verwendet wurde. Zu dieser Zeit war fast ganz Südostasien von Meeresbecken besetzt, und ein kleines Epikontinentalmeer erstreckte sich bis nach Südostaustralien. Tertiäre Meeresbecken bedeckten die nördlichen und südlichen Enden Südamerikas, und das Epikontinentalmeer drang in das Gebiet von Ostkolumbien, Nordvenezuela und Südpatagonien ein. Im Amazonasbecken haben sich dicke Schichten aus kontinentalem Sand und Schlick angesammelt. Die Randmeere befanden sich an der Stelle der modernen Küstenebenen neben dem Atlantik und dem Golf von Mexiko sowie entlang der Westküste Nordamerikas. Dicke Schichten aus kontinentalen Sedimentgesteinen, die durch die Denudation der wiederbelebten Rocky Mountains entstanden sind, sammelten sich auf den Great Plains und in Senken zwischen den Bergen. Mitte des Tertiärs fand in vielen Regionen der Erde eine aktive Gebirgsbildung statt. In Europa entstanden die Alpen, Karpaten und der Kaukasus. In Nordamerika bildeten die Endstadien des Tertiärs die Coast Ranges (in den heutigen Bundesstaaten Kalifornien und Oregon) und die Cascade Mountains (in Oregon und Washington). Das Tertiär war geprägt von bedeutenden Fortschritten in der Entwicklung der organischen Welt. Moderne Pflanzen entstanden in der Kreidezeit. Die meisten tertiären Wirbellosen wurden direkt von Kreideformen geerbt. Moderne Knochenfische sind zahlreicher geworden, und die Häufigkeit und Artenvielfalt von Amphibien und Reptilien hat abgenommen. Es gab einen Sprung in der Entwicklung der Säugetiere. Von primitiven Spitzmaus-ähnlichen Formen, die erstmals in der Kreidezeit auftauchten, gehen viele Formen auf den Beginn des Tertiärs zurück. Die ältesten fossilen Überreste von Pferden und Elefanten wurden in Gesteinen des unteren Tertiärs gefunden. Fleischfressende und Artiodactyl-Tiere tauchten auf. Die Artenvielfalt der Tiere nahm stark zu, aber viele von ihnen starben bis zum Ende des Tertiärs aus, während andere (wie einige mesozoische Reptilien) zur marinen Lebensweise zurückkehrten, wie Wale und Schweinswale, bei denen die Flossen umgewandelte Gliedmaßen sind. Fledermäuse konnten dank der Membran, die ihre langen Finger verbindet, fliegen. Die Dinosaurier, die am Ende des Mesozoikums ausstarben, wichen den Säugetieren, die zu Beginn des Tertiärs zur dominierenden Tierklasse an Land wurden. Das Quartär wird in Eopleistozän, Pleistozän und Holozän unterteilt. Letzteres begann erst vor 10.000 Jahren. Die modernen Reliefs und Landschaften der Erde nahmen im Wesentlichen im Quartär Gestalt an. Die Bergbildung, die am Ende des Tertiärs stattfand, bestimmte die bedeutende Hebung der Kontinente und den Rückgang der Meere. Das Quartär war geprägt von einer deutlichen Abkühlung des Klimas und der großflächigen Entwicklung von Eisschilden in der Antarktis, Grönland, Europa und Nordamerika. In Europa war das Zentrum der Vereisung der Baltische Schild, von wo aus sich die Eisdecke bis nach Südengland, Mitteldeutschland und die zentralen Regionen Osteuropas erstreckte. In Sibirien war die Eisbedeckung kleiner und hauptsächlich auf Vorgebirgsgebiete beschränkt. In Nordamerika bedeckten Eisschilde ein riesiges Gebiet, einschließlich des größten Teils Kanadas und der nördlichen Regionen der Vereinigten Staaten bis nach Süd-Illinois. Auf der Südhalbkugel ist der quartäre Eisschild nicht nur für die Antarktis, sondern auch für Patagonien charakteristisch. Darüber hinaus war die Gebirgsvergletscherung auf allen Kontinenten weit verbreitet. Im Pleistozän werden vier Hauptstadien der Aktivierung der Vergletscherung unterschieden, die sich mit Zwischeneiszeiten abwechseln, in denen die natürlichen Bedingungen nahe an der Moderne oder sogar wärmer waren. Die letzte Eisdecke in Europa und Nordamerika erreichte vor 18.000 bis 20.000 Jahren ihre größte Ausdehnung und schmolz schließlich zu Beginn des Holozäns. Im Quartär starben viele tertiäre Tierformen aus und neue, an kältere Bedingungen angepasste, tauchten auf. Besonders hervorzuheben sind das Mammut und das Wollnashorn, die im Pleistozän die nördlichen Regionen bewohnten. In den südlicheren Regionen der Nordhalbkugel fand man Mastodons, Säbelzahntiger und Co. Als die Eisschilde schmolzen, starben Vertreter der pleistozänen Fauna aus und moderne Tiere nahmen ihren Platz ein. Primitive Menschen, insbesondere Neandertaler, gab es wahrscheinlich schon in der letzten Zwischeneiszeit, aber ein moderner Menschentyp – ein vernünftiger Mensch (Homo sapiens) – tauchte erst in der letzten Eiszeit des Pleistozäns auf und siedelte sich im Holozän auf der ganzen Welt an .
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