Лабораторный практ по КСЕ часть 2

-141-

25.Что такое раухтопаз?

26.Что такое кремень?

27.Что такое халцедон? Чем он отличается от кремня? 28.Что такое агат? Чем он отличается от халцедона?

29.Что такое кальцит? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

30.Что такое арагонит? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

31.Что такое гипс-селенит? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

32.Что такое «марьино стекло»? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

33.Что такое кристаллический гипс? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

34.Что такое ангидрит? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

35.Что такое мраморный оникс?

36.Что такое мрамор?

37.Что такое целестин? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

38.Что такое стронцианит?

39.Что такое самородная сера? Охарактеризуйте его основные свойства – форму, цвет, твердость, спайность.

-142-

Лабораторная работа № 7

Палеонтология

Цель работы:

Ознакомиться историей развития и основными этапами эволюции жизни на Земле, с многообразием животного и растительного мира прошедших эпох.

Введение

Общие сведения. Геохронология. Шкала геологического времени

В течение многих миллионов лет83 (см. рис. 139) на поверхности Земли происходили грандиозные события: на месте древних морей возникали горы, они постепенно разрушались и вновь погружались в пучину вод, затоплявших сушу. На дне морей и океанов накапливались толщи осадочных горных пород. Затухали и вновь возникали мощные вулканические извержения и излияния лавы. Менялся климат отдельных частей земного шара. Простейшие организмы, возникшие в водной среде, уступали место более высокоорганизованным. В результате эволюции органического мира одни растительные и животные организмы, одни экосистемы сменялись другими.

Раздел геологии, который изучает возраст горных пород, слагающих земную кору, и хронологическую последовательность их образования,

называется геохронологией.

Различают абсолютный и относительный возраст горных пород. Абсолютный возраст – это продолжительность существования («жизни») породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений радиоактивных изотопов некоторых химических элементов (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав горных пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в миллионах лет, другие дают возможность измерить более короткие отрезки времени.

Так, зная, какое количество аргона образуется из 1 г радиоактивного изотопа 40K в год и определив их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится – точнее, время прекращения «утечки» аргона, то есть «затвердевания» данной породы. Этот метод позволяет определять возраст в миллиарды и сотни миллионов лет.

По содержанию углерода 14С, период полураспада которого равен 5568 лет, в «бывших живых» объектах можно установить время прекращения

83 На самом деле – в течение примерно 5 миллиардов лет – именно так сейчас оценивается возраст Земли.

-143-

обмена веществ, то есть время смерти объекта. Углеродный метод датирования применим для оценки интервалов от нескольких сот лет до ста тысяч лет.

Рис. 139. Каменная книга карьера "Яблоневый овраг". Сверху - не травка, а нормальные деревья. Внизу кружком выделена не кучка муравьев, а

группа лиц. Между людьми и деревьями – примерно 30 метров осадочных пород и примерно 15 миллионов лет. Это значит, что в среднем на образование 2 мм осадочных пород тратилась тысяча лет

Относительный возраст позволяет определять возраст пород относительно друг друга, т.е. устанавливать, какие породы древнее, какие моложе. Для установления относительного возраста используют два метода:

стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический метод (см. рис. 139, 140) применяют при ненарушенном горизонтальном залегании слоев на сравнительно небольших участках. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие. Как видно из рис. 141, в случае нарушенного залегания слоев стратиграфический метод может привести к ошибкам.

-144-

Рис. 140. Ненарушенное залегание слоев, Ширяево

Рис. 141. Нарушенное залегание слоев, Новодевичье

Поэтому основным методом определения относительного возраста горных пород является палеонтологический. Палеонтологический

(биостратиграфический) метод позволяет определить возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на отдаленных друг от друга участках. Основан он на изучении окаменелых останков животных и

-145-

растений, живших в прошлые геологические эпохи и захороненных в осадочных горных породах.

После длительного изучения ископаемых остатков живых организмов все геологическое время палеонтологи разделили на отрезки. Так была создана геохронологическая шкала. В геологической истории Земли было выделено пять крупнейших разделов, называемых эрами (см. рис. 142 и табл.

1):

1)архейская — эра начала жизни;

2)протерозойская — эра первичной жизни;

3)палеозойская — эра древней жизни;

4)мезозойская — эра средней жизни;

5)кайнозойская — эра новейшей жизни.

Архейская и протерозойская эры (докембрий) объединяются в криптозой (эра скрытой жизни). Это время зарождения жизни, появления примитивных одноклеточных и мягкотелых (бесскелетных) многоклеточных организмов.

Другие эры – палеозойская, мезозойская и кайнозойская – объединяются в фанерозой (эра явной жизни). Для него характерно возникновение скелетных организмов, расцвет органического мира и появление человека. Из рисунка 142 видно, что чем дальше, тем быстрее идет эволюция – фанерозой гораздо короче криптозоя, мезозой короче палеозоя, кайнозой короче мезозоя.

Рис. 142. Геологические эры. Показана их продолжительность в миллионах лет

-146-

Эры подразделяются на периоды:

Палеозойская эра – на кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды (сокращенно

– кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь)

Мезозойская – на триасовый, юрский и меловой периоды

(сокращенно – триас, юра, мел)

Кайнозойская – на палеогеновый, неогеновый и антропогеновый периоды (сокращенно – палеоген, неоген, антропоген).

Таблица 1. Эоны, эры, периоды

Периоды делятся на еще более мелкие геохронологические единицы: эпохи и века. Эпох обычно три – ранняя (она же – нижняя), средняя и поздняя (она же – верхняя). Такая терминология основана на том, что чем древнее эпоха, тем ниже расположен соответствующий слой осадочных пород. На рис. 139 видны вскрытые карьером отложения, относящиеся к верхнему (то есть позднему) карбону.

Палеонтология

Изучением истории земной коры и истории развития органической жизни на Земле занимается ряд наук, одной из которых является

палеонтология.

-147-

Рис. 143. Окаменелости белемнитов (выделены кругами), Кашпир

Палеонтология – наука обо всех доступных изучению проявлениях жизни в геологическом прошлом на организменном, популяционном и экосистемном (биогеоценотическом) уровнях. Эта наука преследует цель изучить строение и систематику некогда живших организмов, их распределение в толщах осадочных пластов различного возраста, условия их жизни и среды обитания, а также пути их развития и эволюции. Важность палеонтологии определяется двумя факторами – «прикладным» (геология) и «теоретическим» (биология).

Геологическая важность палеонтологии связана с тем, что именно палеонтологический метод до сих пор является основным методом определения относительного возраста горных пород.

Если, например, мы находим в осадочной породе окаменелость белемнита (см. рис. 143) и нам известно (см. таблицу 2), что белемниты

-149-

Рис. 145. Отпечаток аммонита и окаменелость белемнита в одном камне (выделены кругом), Кашпир

А если мы находим в осадочной породе одновременно аммониты и белемниты (см. рис. 145), то это означает, что эта осадочная порода (говоря проще – кусок известняка) образовалась не ранее начала карбона (359 миллионов лет назад) и не позже конца мела (66 миллионов лет назад).

Конечно, профессионалы работают гораздо тоньше – и гораздо точнее. Для них нет «просто аммонитов» и «просто белемнитов». Те же белемниты – это отряд, в котором известно около 50 родов и множество видов. Специалисты знают эти роды и виды и могут их опознать по окаменелостям. Существенно, что на протяжении своей истории белемниты быстро эволюционировали, поэтому конкретные роды и виды белемнитов имеют гораздо более короткий интервал существования, чем «просто белемниты». Так, например, время существования белемнита Duvalia - нижний мел, а

Если бы египетские пирамиды «сдали в эксплуатацию» не 5 тысяч лет назад (как оно и было на самом деле), а в этом году и на них еще краска не заветрилась бы, то возраст Вашего аммонита был бы более 1000 лет. Он очень старый. Относитесь к нему с уважением. Не надо его царапать и ронять. То же самое относится к фузулинам, кораллам и прочим окаменелостям с одним отличием – они еще старше (по крайней мере в несколько раз) и еще легче ломаются.