დედამიწის გეოლოგიური ისტორია

დედამიწის გეოლოგიური ისტორია დაიწყო 4,567 მილიარდი წლის წინ, როდესად მზის ფორმირების შედეგად წარმოქმნილი დისკოს ფორმის მტვრისა და აირის ნისლეულისგან მზის სისტემის პლანეტები შეიქმნა. თავდაპირველად მდნარი დედამიწის გარე შრის გაგრილებით წარმოიქმნა მყარი ქერქი, ხოლო წყალი ატმოსფეროში იწყებს აკუმულირებას. მცირე ხანში წარმოიქმნა მთვარე, სავარაუდოდ მარსის ზომის დედამიწის მასის 10 %-ის ობიექტი თეიას დედამიწასთან დაჯახებით. ამ ობიექტის მასის ნაწილი დედამიწას შეუერთდა, ხოლო ნაწილი გარე სივრცეში გამოიტყორცნა, ამასთან საკმარისი მასალა გადარჩა დედამიწის გარშემო ორბიტაზე მოძრავი თანამგზავრის ჩამოსაყალიბებლად.

აირების ამოტყორცნითა და ვულკანური აქტივობით წარმოიქმნა პირველად ატმოსფერო. კონდენსირებულმა წყლის ორთქლმა, სახეცვლილმა კომეტების მიერ შემოტანილი ყინულით, წამოქმნა ოკეანეები. ამასთან დედამიწის ზედაპირი მუდმივად იცვლიდა სახეს და, შესაბამისად, ასობით მილიონი წლის განმავლობაში კონტინენტები ჩამოყალიბდა და ერთმანეთს დასცილდა. კონტინენტები მიგრაციას განიცდის ზედაპირის გასწვრივ და დროდადრო სუპერკონტინენტებს ქმნის. დაახლოებით 750 წლის წინ ყველაზე ადრეული ცნობილი სუპერკონტინენტი როდინია იწყებს გამოყოფას. კონტინენტებმა მოგვიანებით დაიწყო გადაჯგუფება და ქმნის პანოტიას 600-540 მლნ წლის წინ, ბოლოს კი პანგეას, რომელიც 180 მლნ წლის წინ გამოცალკევდა. გამყინვარების პერიოდების ამჟამინდელი ციკლები დაიწყო დაახლოებით 40 მლნ წლის წინ, შემდეგ გაინტენსიურდა პლეისტოცენის პერიოდში დაახ. 3 მლნ წლის წინ. პოლარულმა რეგიონებმა მას შემდეგ განიცადა გამყინვარებისა და დნობის ციკლები, რომლებიც ყოველ 40 000-100 000 წლებში მეორდება. მიმდინარე გამყინვარების ხანის ბოლო გაყინვის პერიოდი დასრულდა დაახ. 10 000 წლის წინ.

დედამიწის გეოლოგიური ისტორია შეიძლება ზოგადად დაიყოს ორ პერიოდად: წინაკამბრიულ სუპერეონად და ფანეროზოულ ეონად.

კვლევები

შოტლანდიელი მეცნიერი ჯეიმზ ჰატონი პირველი იყო, ვინც გეოლოგიური ცვლილებების ციკლური ბუნება აღმოაჩინა.

უამრავი წლის განმავლობაში გეოლოგები კლდეებში ნაპოვნი სამხილების გამოყენებით ჩვენი პლანეტის ასაკის დადგენას ცდილობენ, მაგრამ უკანასკნელ პერიოდამდე ამ საიდუმლოს ამოხსნამდე ახლოსაც ვერ მივიდნენ.

გეოლოგთა უმრავლესობა შოტლანდიელ ექიმს და მეცნიერს, ჯეიმზ ჰატონს (1726-1797) მიიჩნევს თანამედროვე გეოლოგიის ,,მამად". 1785 წელს, ჰატონმა შექმნა დედამიწის თეორია, რომელსაც საფუძვლად ბუნებრივ პროცესებზე მისი გამოკვლევები და დაკვირვებები ედო. მან გააანალიზა, რომ დედამიწის ზედაპირი მუდმივად იცვლებოდა. ბუნებრივი მოვლენები, მაგალითად, ყინვა თანდათანობით აზიანებდა კლდიან მთებს, ხოლო მდინარეებს თან მიჰქონდათ კლდის ნამსხვრევები ტბებსა და ზღვებში, სადაც ისინი ერთმანეთზე შრეებად ლაგდებოდა და ლამისა და ქვიშის დანალექებით ყალიბდებოდა ახალი დანალექი ქანები.

სიცხე და წნევა

არიზონაში მდებარე დიდი კანიონი 1,6 კმ სიღრმისაა. იგი ხილულს ხდის ქანის 12 ძირითად შრეს, რომლებიც ადრე ზღვის ქვეშ იყო მოქცეული.

თანმიმდევრულად განლაგებული შრეები. თიხოვანი ფიქალის, მერგელის და კირქვის ფენები რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში ილექებოდა.

იგი ამტკიცებდა, რომ სიცხე და წნევა ცვლიდა დანალექი ქანების ღრმად ჩაფლული შრეების თვისებებს და მეტამორფულ მთებად აქცევდა მათ. მან, აგრეთვე, აღწერა კლდის მესამე ტიპი ბაზალტის და გრანიტის ჩათვლით, რომელნიც ფორმირდებიან ვულკანებიდან ამოფრქვეული ცხელი ლავით.

ჰატონი მიხვდა, რომ დანალექი მეტამორფული და ამოფრქვეული ტიპის ქანები, რომლებიც ერთ დროს დედამიწის სიღრმეში იყო მოთავსებული, ხშირად ამოიწეოდნენ ზევით და წარმოქმნიდნენ მთათა სისტემებს და ახალ მიწებს.

ჰატონი, ასევე, დაინტერესდა მთების ქანების ასაკით. მან გამოიკვლია შოტლანდიის კომპლექსური მთათა სისტემა და დაადგინა, რომ მთები თავის დროზე დანალექ ქანებად ჩამოყალიბდნენ, ხოლო მოგვიანებით გადაიქცნენ მეტამორფულ ქანებად. აქ მან აღმოაჩინა გრანიტის თხელი ფენა, რომელიც ცხელი ლავის საშუალებით წარმოიქმნა მეტამორფულ შრეში. მისი აზრით, გრანიტის ფენა უფრო ახალგაზრდა უნდა ყოფილიყო, ვიდრე მეტამორფული ქანი. ჰატონმა, აგრეთვე აღმოაჩინა, რომ დროის დიდი ინტერვალი ზოგჯერ ალცალკევებდა ერთი ქანის შრის მწვერვალს მეორის ბოლოსაგან. ამ ზღვარს არათანაბარი დაშრევება ეწოდება. არათანაბარ დაშრევებას ადგილი აქვს, როდესაც ქანების ფორმაცია წყდება, დედამიწის ზედაპირზე ამოდის და შემდეგ ისევ ქრება. მოგვიანებით, როდესაც ქანები ზღვითაა დაფარული, მათ თავზე ახალი ქანები იწყებენ ჩამოყალიბებას.

ჰატონმა დაადგინა, რომ მის მიერ შესწავლილი პროცესები ძალზე ნელა მიმდინარეობდა. შემდეგ კი დაასკვნა, რომ დედამიწას საკმაოდ დიდი ხნის ისტორია უნდა ჰქონდეს. მას საშუალება არ ჰქონია გამოეთვალა დედამიწის ასაკი, მაგრამ დაასკვნა, რომ ,,ჩვენ ვპოულობთ დასაწყისის ნაკვალევს და არც იმის წარმოდგენა შეგვიძლია, როგორი იქნება დასასრული.

გეოლოგიური რუკის შედგენა

1815 წელს სმითის მიერ გამოცემული, უელსისა და ინგლისის გეოლოგიური რუკა

უილიამ სმითი (1769-1839)

ბრიტანელმა ინჟინერმა უილიამ სმითმა (1769-1839), ასევე მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა დედამიწის გეოლოგიური ისტორიის თემასთან დაკავშირებით. სმითი მუშაობდა არხების კონსტრუქციაზე, რომელიც გამოიყენებოდა საქონლის ტრანსპორტირებისთვის ბრიტანეთში ინდუსტრიული რევოლუციის ადრეულ ეტაპზე. სანამ მისი ხალხი არხებს თხრიდა, სმითი დედამიწის ზედაპირის ქვეშ მოყოლილ ქანებში გაქვავებულ ნაკვალევს აგროვებდა. მან შეამჩნია, რომ ნაკვალევთა უმრავლესობა, მხოლოდ განსაზღვრულ ქანის შრეებში მოიპოვებოდა. მან, აგრეთვე, დაინახა, რომ შრეებს ყოველთვის ერთნაირი წყობა ჰქონდათ და ნაკვალევიც თანამიმდევრულად იყო განლაგებული.

იგი იმ დასკვნამდე მივიდა, რომ სხვადასხვა ადგილას განლაგებული ქანები, რომლებიც ერთნაირ ნაკვალევს მოიცავდნენ, დროის ერთსა და იმავე პერიოდს ეკუთვნოდა. მისი აზრით, ქანების დაჯგუფება შესაძლებელია დროის პერიოდის მიხედვით. ასე რომ, მიუხედავად იმისა, მათი ასაკის დადგენა ვერ შეძლო, სმითი არჩევდა, რომელი შრე იყო უფრო ახალი ან ძველი.

შეგროვებული ინფორმაციის გამოყენებით, სმითმა 1815 წელს გამოსცა ინგლისის და უელსის გეოგრაფიული რუკა. რუკაზე ნაჩვენები იყო ზედაპირზე ამოწეული ქანის ფენები და გეოქრონოლოგია.

ქანებზე ამოკითხული ნაკვალევი

ჰორიზონტალური შრეები ადვილად თარიღდება.

დაშრევების კანონის გამოყენებით, რომლის თანახმადაც, დანალექ ქანებში უახლესი ფენები მწვერვალზე იქნება განლაგებული, გეოლოგებმა ააგეს ურღვევი ქანების გეოქრონოლოგიური სქემა. მაგრამ საყურადღებოა დარღვეული სტრუქტურის მქონე ქანების შრეების კლასიფიკაცია. მაგალითად, დანაოჭებულ ქანებში შრეები დაქანებულია. ზოგიერთი მაღლა იჭიმება და ვერტიკალური ხდება, ზოგიც ამოყირავებულია და ძველი ქანები ახლების თავზე ექცევა. მაგრამ გეოლოგებმა გამოიმუშავეს მეთოდი, რომლის დახმარებით ადგენენ, რა სახით ფორმირდება დანაოჭებული ქანები. მაგალითად, ზოგიერთი ქანის შრეების მწვერვალს ტალღების, ქარის და ჭავლის ნაკვალევი ამჩნევია. ქანის შრეების ზედაპირის სხვა ნაკვალევს ჭიებისგან და სხვა ცხოველებისგან გაკეთებული ღრმულები წარმოადგენენ.

გეოლოგიური სვეტი

ვერტიკალური დაშრევების დროს ქანების ასაკის დადგენა არც ისე ადვილია.

ასეთი მეთოდების გამოყენებით, გეოლოგებმა მთელი მსოფლიოს ქანები წარმოშობის პერიოდის თანამიმდეევრობით დააწყვილეს. ამან შესაძლებელი გახადა შეექმნათ დედამიწის სქემა, ანუ გეოლოგიური სვეტი. როგორც ისტორია გაცილებით ადვილი გასაგებია ცივილიზაციების პერიოდებად დაყოფის, ხოლო მონარქების ქრონოლოგიურად მოხსენიებით, ასევე, დედამიწის ისტორია გეოლოგებმა სექციებად დაყვეს. ყოველ მათგანს საკუთარი სახელი ეწოდა და დახასიათდა.

590 მილიონი წლის წინათ ჩამოყალიბებული ქანების ნაკვალევის საკმაოდ მცირე რაოდენობა მოიპოვება. ბოლო დრომდე ეს უძველესი ქანები ორ ძირითად ჯგუფად იყოფოდა. უძველესი ქანების იმ ნაწილს, რომლებიც ნაკვალევს არ მოიცავენ არქეოზული ეწოდა, იქ სადაც ნაკვალევი საკმაოდ იშვიათია პროტეროზოული ქანებია. უკანასკნელი 590 მილიონი წლის განმავლობაში ჩამოყალიბებულ ქანებს ფანეროზოური ეწოდა.

სამი გრძელი ერა

დორსეტში მდებარე ,,Durdle Door". ქანებზე ასეთი ფორმის მისანიჭებალდ მილიონობით წელი სჭირდება

ფარენოზოული ქანები უამრავ ნაკვალევს შეიცავს, ამიტომ ისინი სამ გრძელ ერად იყოფა: პალეოზოური (უძველესი), მეზოზოური (შუა) და კაინოზოური (ახალი) ერები. ყოველი მათგანი პერიოდულად არის დაყოფილი. პალეოზური ერის პირველი პერიოდია კამბრიული. თანამედროვე გეოლოგები კამბრიულ პერიოდამდე (პროტეროზოული და არქეოზოული) ჩამოყალიბებულ ქანებს პრე-კამბრიულ, ანუ კამბრიულისწინა პერიოდს მიაკუთვნებენ.

ზოგიერთი პერიოდის სახელი ასახავს იმ ადგილის სახელწოდებას, სადაც ამ პერიოდის ქანები იქნა შესწავლილი. მაგალითად, კამბრიული პერიოდი კამბრიის (უელსი ლათინურად) სახელწოდებიდან მომდინარეობს, ხოლო პერმული პერიოდი პერმს — რუსეთის მხარის სახელს ატარებს. მეორე მხრივ, ორდოვიკულ და სილურულ პერიოდებს სახელწოდებები ანტიკური ბრიტანული ტომების სახელწოდებებიდან ერგოთ.

კარბონული და ცარცული პერიოდები უკავშირდება ამავე სახელწოდების მქონე ქანებს, ნახშირს (კარბონი) და ცარცს. ამერიკელმა გეოლოგებმა კარბონული პერიოდი ორ ნაწილად დაყვეს: მისისიპურ (ქვედა) და პენსილვანიურ (ზედა) პერიოდებად.

სისტემები

დედამიწაზე ხმელეთის ერთმანეთისგან გამოყოფა.

კაინოზური ერა ორ პერიოდად იყოფა: მესამეულ და მეოთხეულ პერიოდებად. ეს სახელები ძველი კლასიფიკაციის გადმონაშთია, რომლის მიხედვითაც ქანები ოთხ ძირითად სისტემად ჯგუფდებოდა: პირველადი, მეორეული, მესამეული და მეოთხეული.

მესამეული და მეოთხეული პერიოდის განმავლობაში ფორმირებულ ქანებში იმდენი ნაკვალევია აღმოჩენილი, რომ ისინი კიდევ დაიყო შედარებით მოკლე პერიოდებად - ეპოქებად. ეპოქა შესაძლოა კიდევ შემცირდეს ხანად. მაგალითად, გამყინვარების ხანა, რომელსაც ადგილი ჰქონდა პლეისტოცენურ ეპოქაში - მეოთხეული პერიოდის პირველი ეპოქა. გეოლოგიური სვეტი აჩვენებდა ქანების გეოქრონოლოგიას და ასახელებდა ერებს, პერიოდებს და ეპოქებს. მაგრამ გეოლოგები ადგენენ, რამდენი ხანი გრძელდებოდა თითოეული ეპოქა, პერიოდი თუ ერა.

ნაშთების კვალდაკვალ

ლორდი კელვინი (1824-1907)

სერიოზული მცდელობა ქანების ასაკის დასადგენად XIX საუკუნის დასასრულს დაიწყო. ჩარლზ დარვინის მეგობარი და დიდი გეოლოგი ჩარლზ ლაიელი შეეცადა ქანების ასაკის გამოთვლას მათზე არსებულ ნაკვალევზე ნაჩვენები ევოლუციური საფეხურების რაოდენობის მიხედვით. ამის საფუძველზე მან გამოთვალა, რომ კამბრიულ და თანამედროვე პერიოდებს შორის ხანგრძლივობა, დაახლოებით, 240 მილიონი წელიწადია, თუმცა მისი გამოთვლა არაზუსტი და ნაკლებად ღირებული იყო.

დიდმა ბრიტანელმა ფიზიკოსმა, ლორდ კელვინმა (1824-1907) დედამიწის ასაკის დადგენა რამდენიმე მეთოდის გამოყენებით სცადა. ერთი მოიცავდა დედამიწის როტაციის დონისა და მზისგან მომდინარე სიცხის რაოდენობაზე დაკვირვებას. მეორე მეთოდი ეყრდნობოდა მოსაზრებას, რომ დედამიწა აფეთქების შედეგად იყო შექმნილი. შემდეგ გამოთვალეს, რამდენი დრო დასჭირდებოდა მასზე ტემპერატურის დავარდნას. ამ გამოთვლით დედამიწა, დაახლოებით, 100 მილიონი წლის აღმოჩნდა, რაც სიმართლეს არ შეესაბამებოდა.

დათარიღება

კელვინის გამოთვლა არასწორად მიიჩნიეს 1896 წლის რადიოაქტივობის აღმოჩენის შემდეგ. ზოგიერთ ქანში აღმოჩნდა რადიოაქტიური ნივთიერებები, რომლებიც დიდ ენერგიას, ნაწილაკებს და სხივებს გამოყოფდნენ, შემდეგ კი იშლებოდნენ. მაგალითად, რადიოაქტიური ელემენტი ურანი იშლებოდა და საბოლოოდ რჩებოდა ტყვიის პროდუქტი. ურანის ასაკი შეიძლება გამოითვალოს ტყვიის რაოდენობით.

რადიოაქტიურმა დათარიღებამ გეოლოგებს შესაძლებლობა მისცა ზუსტად დაედგინათ ქანების ასაკი, ერების, პერიოდებისა და ეპოქების დასაწყისი და მათი გაგრძელების ხანგრძლივობა. მაგრამ ეს ციფრები ყოველთვის უნდა გადაიხედოს, რადგანაც ახალი რადიოაქტიური ქანების ნიმუშები კვლავ აღმოჩნდება ხოლმე. რადიოაქტიურმა მეთოდმა ცხადყო, რომ დედამიწის ასაკი მილიონი წლით კი არ უნდა გაიზომოს, არამედ ათასობით მილიონი წლით.

დედამიწის გეოლოგიური ისტორიის საფეხურები

ეონი	ერა	დროის პერიოდი ქანების სისტემა	დროის ეპოქა ქანების რიგი	≈ ასაკი (მლნ. წ. წ.)
ფანეროზოური	კაინოზოური	მეოთხეული	ჰოლოცენური	დღეს–0,011784
		მეოთხეული	პლეისტოცენური	0,011784–1,8
		ნეოგენური	პლიოცენური	1,8–5,3
		ნეოგენური	მიოცენური	5,3–23
		პალეოგენური	ოლიგოცენური	23–33,9
			ეოცენური	33,9–55,8
			პალეოცენური	55,8–65,5
	მეზოზოური	ცარცული	ზემოცარცული	65,5–99,6
		ცარცული	ქვემოცარცული	99,6–145,5
		იურული	ზემო იურული	145,5–161,2
			შუა იურული	161,2–175,6
			ქვემო იურული	175,6–199,6
		ტრიასული	ზემოტრიასული	199,6–228
			შუატრიასული	228–245
			ქვემოტრიასული	245–251
	პალეოზოური	პერმული	Lopingium	251–260,4
			გვადელუპური	260,4–270,6
			Cisuralium	270,6–299
		კარბონული	პენსილვანიური	299–318,1
		კარბონული	მისისიპური	318,1–359,2
		დევონური	ზედადევონური	359,2–385,3
			შუადევონური	385,3–397,5
			ქვედადევონური	397,5–416
		სილურული	პრჟიდოლური	416–418,7
			ლუდლოური	418,7–422,9
			უენლოკური	422,9–428,2
			ლანდოვერიული	428,2–443,7
		ორდოვიციული	ორდოვიციული	443,7–460,9
			შუა ორდოვიციული	460,9–471,8
			ქვედა ორდოვიციული	471,8–488,3
		კამბრიული	Furongium	488,3–499
			3. Serie	499–510
			2. Serie	510– 521
			Terreneuvium	521–542
კამბრიუ- ლისწინა
	პროტერო- ზოური
		Neoprotero- zoikum	Ediacarium	542–630
			Cryogenium	630–850
			Tonium	850–1000
		Mesoprotero- zoikum	Stenium	1000–1200
			Ectasium	1200–1400
			Calymmium	1400–1600
		Paläoprotero- zoikum	Statherium	1600–1800
			Orosirium	1800–2050
			Rhyacium	2050–2300
			Siderium	2300–2500
	არქეული	Neoarchaikum		2500–2800
		Mesoarchaikum		2800–3200
		Paläoarchaikum		3200–3600
		Eoarchaikum		3600–3800
	Hadaikum			3800–4700

სურათები

მსოფლიო გეოლოგიური ოლქები.
ჰორიზონტალური შრეები.
მარსზე გადაღებული სურათი. (9 დეკემბერი, 1977 წ.)
დედამიწა

ლიტერატურა

სამეცნიერო-შემეცნებითი კოლექცია „შემეცნების სამყარო“ №13, გვ. 51.