ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Геологическая история Земли. Догеологический и раннегеологический этап. Катархей. Архей

Остановимся теперь на геологической истории Земли. Интересно, что чем более детально изучаются Земля и Луна, тем более очевидным становится их древний возраст: в конце XIX века его оценивали в 20‑80 млн. лет, в начале XX столетия ‑ в 100‑200 млн. лет, теперь же считают, что он составляет не менее 5 млрд. лет. Возраст Луны считали равным 1,4 млрд. лет, теперь же на ее поверхности встречены почти такие же древние (4,6‑4,8 млрд. лет) породы, как и на Земле.

 Ранее считалось, что жизнь на Земле зародилась 570‑600 млн. лет назад, но теперь установлено, что это событие произошло гораздо раньше. В развитии Земли выделяют несколько этапов: догеологический, раннегеологический, катархейский, архейский, протерозойский и фанерозойский (). В догеологический (5,5 млрд. лет назад) этап из газопылевого облака, разогревшегося до температуры 1600‑1700 °С, образовалась планета, состоявшая из преимущественно железного ядра и силикатной мантии.

В последующий, раннегеологический, этап, продолжавшийся, вероятно, в течение 1‑1,5 млрд. лет, происходили интенсивные извержения многочисленных вулканов и трещинные излияния магмы, при застывании которой образовались огромные горы и целые хребты. В результате над мантией стала формироваться базальтовая оболочка, представляющая собой прообраз коры океанического типа. Газовая оболочка, состоящая преимущественно из углекислоты и паров воды, закрывала поверхность планеты, создавая так называемый "парниковый эффект", аналогичный существующему в настоящее время на Венере, и температура на поверхности Земли могла достигать нескольких сотен градусов.

 Примерно такими же были условия и в последующий, катархейский, период развития Земли, продолжавшийся, вероятно, 0,5 млрд. лет (4,0‑3,5 млрд. лет назад), когда постепенно увеличивалась мощность земной коры и, вероятно, происходила ее дифференциация на более мощные и стабильные и менее мощные и подвижные участки.

 Кардинально изменились условия развития Земли в архейский этап, продолжавшийся в течение 3 млрд. лет: как только температура на поверхности Земли стала меньше 100 °С, вся вода, находившаяся в атмосфере в парообразном состоянии, выпала на поверхность, заполнив крупные депрессии в рельефе и образовав моря и океаны. С этого момента Земля стала принципиально отличаться от всех планет Солнечной системы и вообще от всех известных в настоящее время небесных тел.

 Появление водной оболочки ‑ гидросферы ‑ существенным образом изменило условия развития планеты: на ее поверхности появился агент ‑ вода, который во много раз ускорил процессы нивелирования рельефа. Отныне реки и ручьи с невиданными доселе скоростями начали размывать повышенные участки и сносить продукты размыва в моря, океаны и озера. На Земле появились новые породы ‑ водноосадочные, которых нет ни на одной планете. В архейский этап существовали континенты и острова, разделенные морями и океанами, происходили частые и интенсивные подвижки литосферных плит, интенсивно и широко развивались магматические процессы. В результате этого как осадочные, так и магматические архейские породы повсе местно к концу этапа подверглись воздействию высоких температур и давлений и преобразовались в мета морфические: гнейсы, кристаллические сланцы, граниты, мраморы и др.

 Весьма важным в истории развития Земли событием, которое произошло в начале архейской эры (3,5 млрд. лет назад) и оказало исключительное влияние на всю дальнейшую геологическую историю Земли было появление в водных бассейнах простейших организмов. Мы не будем останавливаться здесь ни на причинах их возникновения, ни на том, как они произошли: этому посвящена специальная литература. Первые микроорганизмы, очевидно, были анаэробными (существовали в условиях отсутствия свободного кислорода), гетеротрофными, и их жизнедеятельность в основном происходила за счет расщепления соединений согласно реакции (СН₂O)n→С₂Н₅OН + СO₂. Затем в организмах в виде пигмента появился хлорофилл, благодаря которому еще в анаэробной среде начали существовать фотоавтотрофные бактерии. Их деятельность была связана с анаэробным фотосинтезом CO₂ + H₂S→(CH₂O)_n+S. Затем, вероятно около 3300 млн. лет назад, появились бактерии, которые использовали углекислоту и воду, выделяя в качестве продуктов жизнедеятельности свободный кислород: СO₂ + Н₂O→(СН₂O)_n + Н₂O + O₂.

 В течение длительного времени в водных бассейнах существовали только одноклеточные простейшие организмы, которые то бурно развивались, распространяясь на огромных просторах океанов и морей (ведь еще не было экологических систем, регулирующих численность организмов), то в огромных количествах погибали под влиянием изменений температуры и солености вод и других факторов, так как не имели еще механизмов, регулирующих их температуру, и защитных приспособлений. Потребовался почти миллиард лет, в течение которых благодаря естественному отбору в организмах выработались различные защитные приспособления, произошла их дифференциация.

 При последующем метаморфизме пород архейского возраста остатки и отпечатки живых организмов были почти полностью уничтожены. Однако следы разрушения органического вещества, накапливавшегося в архейских породах, все же удается обнаруживать по включениям графита, широко распространенного в архейских гнейсах, сланцах и особенно мраморах (см. ниже).

 В послеархейское время благодаря значительному Увеличению мощности земная кора стала менее проницаемой для магмы, сформировались крупные жесткие Участки ‑ щиты, сложенные в основании сильно дислоцированными архейскими породами. Отложившиеся на этих щитах осадки впоследствии не испытывали интенсивного воздействия высоких температур и давлений, не подвергались метаморфизму. В водных бассейнах резко изменились условия осадкообразования: почти всегда в осадках вместе с минеральной частью стали захороняться и органические остатки либо в виде обрывков тканей, микроскопических телец (спор, пыльцы растений и др.), либо в виде мельчайших частиц (рассеянное органическое вещество), пленок и растворов. В отдельные эпохи организмы столь бурно развивались, что захороняемые на дне водоемов осадки оказывались почти целиком сложенными их остатками (коралловые постройки, раковинки пелеципод, радиолярий и др.), продуктами их жизнедеятельности (комочки железа, меди, конкреции марганца и др.) или, наконец, оставшимся от них органическим веществом (торф, горючие сланцы и др.).

 Нельзя не отметить исключительную насыщенность организмами отдельных частей земной поверхности. Так, в настоящее время в 1 г почвы содержится до 20 млрд. бактерий, простейших организмов и актиномицетов.