Геологическая хронология, или геохронология, основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставления геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировались определенные комплексы отложений, и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала - это естественная периодизация истории Земли.

Среди геохронологических подразделений выделяются: эон, эра, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Следовательно, группа является стратиграфическим подразделением, а соответствующее ей временное геохронологическое подразделение представляет эра. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. Первую используют, когда говорят об относительном времени в истории Земли, а вторую, когда имеют дело с отложениями, так как в каждом месте земного шара в любой промежуток времени происходили какие-то геологические события. Другое дело, что накопление осадков было неповсеместным.

Содержание шкалы с момента принятия менялось и уточнялось. В настоящее время выделяются три наиболее крупных стратиграфических подразделения - эонотемы: архейская, протерозойская и фанерозойская, которым в геохронологической шкале отвечают зоны различной длительности.

• Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются в криптозой, так как в докембрийских образованиях полностью отсутствует скелетная фауна и палеонтологический метод к их расчленению неприменим. Поэтому разделение докембрийских образований базируется в первую очередь на общегеологических и радиометрических данных.
• Фанерозойский эон охватывает всего 570 млн. лет и расчленение соответствующей эонотемы отложений базируется на большом разнообразии многочисленной скелетной фауны. Фанерозойская эонотема подразделяется на три группы: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, отвечающие крупным этапам естественной геологической истории Земли, рубежи которых отмечены достаточно резкими изменениями органического мира.

Названия эонотем и групп происходят от греческих слов:

• "археос" - самый древний, древнейший;
• "протерос" - первичный;
• "палеос" - древний;
• "мезос" - средний;
• "кайнос" - новый.

Слово "криптос" означает скрытый, а "фанерозой" - явный, прозрачный, так как появилась скелетная фауна.
Слово "зой" происходит от "зоикос" - жизненный. Следовательно, "кайнозойская эра" означает эру новой жизни и т.д.

Группы подразделяются на системы, отложения которых сформировались в течение одного периода и характеризуются только им свойственными семействами или родами организмов, а если это растения, то родами и видами. Системы были выделены в различных регионах и в разное время, начиная с 1822 г. В настоящее время выделяются 12 систем, названия большей части которых происходят от тех мест, где они впервые были описаны. Например, юрская система - от Юрских гор в Швейцарии, пермская - от Пермской губернии в России, меловая - по наиболее характерным породам - белому писчему мелу и т.д. Четвертичную систему нередко именуют антропогеновой, так как именно в этом возрастном интервале появляется человек.

Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы, в свою очередь, разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных родов и видов ископаемой фауны. И, наконец, ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью международной стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются обычно по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен; например, алданский, башкирский, маастрихтский ярусы и т.д. В то же время зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Зона охватывает, как правило, только определенную часть региона и развита на меньшей площади, нежели отложения яруса.

Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены. Поэтому такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами, в которых содержится только им свойственный комплекс органических остатков, определяющий стратиграфический объем данного стратотипа. Определение относительного возраста каких-либо слоев и заключается в сравнении обнаруженного комплекса органических остатков в изучаемых слоях с комплексом ископаемых в стратотипе соответствующего подразделения международной геохронологической шкалы, т.е. возраст отложений определяют относительно стратотипа. Именно поэтому палеонтологический метод, несмотря на присущие ему недостатки остается наиболее важным методом определения геологического возраста горных пород. Определение относительного возраста, например, девонских отложений, свидетельствует лишь о том, что эти отложения моложе силурийских, но древнее каменноугольных. Однако установить длительность формирования девонских отложений и дать заключение о том, когда (в абсолютном летоисчислении) произошло накопление этих отложений - невозможно. Только методы абсолютной геохронологии способны ответить на этот вопрос.

Таб. 1. Геохронологическая таблица

Эра	Период	Эпоха	Продол- житель- ность, млн. лет	Время от начала периода до наших дней, млн. лет	Геологические условия	Растительный мир	Животный мир
Кайнозой (время млекопитающих)	Четвертичный	Современная	0,011	0,011	Конец последнего ледникового периода. Климат теплый	Упадок древесных форм, расцвет травянистых	Эпоха человека
		Плейстоцен	1	1	Повторные оледенения. Четыре ледниковых периода	Вымирание многих видов растений	Вымирание крупных млекопитающих. Зарождение человеческого общества
	Третичный	Плиоцен	12	13	Продолжается поднятие гор на западе Северной Америки. Вулканическая активность	Упадок лесов. Распространение лугов. Цветковые растения; развитие однодольных	Возникновение человека от человекообразных обезьян. Виды слонов, лошадей, верблюдов, сходные с современными
		Миоцен	13	25	Образовались Сиерры и Каскадные горы. Вулканическая активность на северо-западе США. Климат прохладный		Кульминационный период в эволюции млекопитающих. Первые человекообразные обезьяны
		Олигоцен	11	30	Материки низменные. Климат теплый	Максимальное распространение лесов. Усиление развития однодольных цветковых растений	Архаические млекопитающие вымирают. Начало развития антропоидов; предшественники большинства ныне живущих родов млекопитающих
		Эоцен	22	58	Горы размыты. Внутриконтинентальные моря отсутствуют. Климат теплый		Разнообразные и специализированные плацентарные млекопитающие. Копытные и хищники достигают расцвета
		Палеоцен	5	63			Распространение архаических млекопитающих
Альпийское горообразование (незначительное уничтожение ископаемых)
Мезозой (время пресмыкающихся)	Мел		72	135	В конце периода образуются Анды, Альпы, Гималаи, Скалистые горы. До этого внутриконтинентальные моря и болота. Отложение писчего мела, глинистых сланцев	Первые однодольные. Первые дубовые и кленовые леса. Упадок голосеменных	Динозавры достигают наивысшего развития и вымирают. Зубатые птицы вымирают. Появление первых современных птиц. Архаические млекопитающие обычны
	Юра		46	181	Материки довольно возвышенные. Мелководные моря покрывают некоторую часть Европы и запад США	Увеличивается значение двудольных. Цикадофиты и хвойные обычны	Первые зубатые птицы. Динозавры крупные и специализированные. Насекомоядные сумчатые
	Триас		49	230	Материки приподняты над уровнем моря. Интенсивное развитие условий аридного климата. Широкое распространение континентальных отложений	Господство голосеменных, уже начинающих клониться к упадку. Вымирание семенных папоротников	Первые динозавры, птерозавры и яйцекладущие млекопитающие. Вымирание примитивных земноводных
Герцинское горообразование (некоторое уничтожение ископаемых)
Палеозой (эра древней жизни)	Пермь		50	280	Материки приподняты. Образовались Аппалачские горы. Усиливается засушливость. Оледенение в южном полушарии	Упадок плаунов и папоротникообразных растений	Многие древние животные вымирают. Развиваются звероподобные пресмыкающиеся и насекомые
	Верхний и средний карбон		40	320	Материки сначала низменные. Обширные болота, в которых образовался уголь	Большие леса семенных папоротников и голосеменных	Первые пресмыкающиеся. Насекомые обычны. Распространение древних земноводных
	Нижний карбон		25	345	Климат вначале теплый и влажный, позднее в связи с поднятием суши - более прохладный	Господствуют плауны и папоротникообразные растения. Все шире распространяются голосеменные	Морские лилии достигают наивысшего развития. Распространение древних акул
	Девон		60	405	Внутриконтинентальные моря небольшого размера. Поднятие суши; развитие аридного климата. Оледенение	Первые леса. Наземные растения хорошо развиты. Первые голосеменные	Первые земноводные. Обилие двоякодышащих и акул
	Силур		20	425	Обширные внутриконтинентальные моря. Низменные местности становятся все более засушливыми по мере поднятия суши	Первые достоверные следы наземных растений. Господствуют водоросли	Господствуют морские паукообразные. Первые (бескрылые) насекомые. Усиливается развитие рыб
	Ордовик		75	500	Значительное погружение суши. Климат теплый, даже в Арктике	Вероятно, появляются первые наземные растения. Обилие морских водорослей	Первые рыбы, вероятно пресноводные. Обилие кораллов и трилобитов. Разнообразные молюски
	Кембрий		100	600	Материки низменные, климат умеренный. Самые древние породы с обильными ископаемыми	Морские водоросли	Господствуют трилобиты и нлеченогие. Зарождение большинства современных типов животных
Второе великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Протерозой			1000	1600	Интенсивный процесс осадкообразования. Позднее - вулканическая активность. Эрозия на обширных площадях. Многократные оледенения	Примитивные водные растения - водоросли, грибы	Различные морские простейшие. К концу эры - моллюски, черви и другие морские беспозвоночные
Первое великое горообразование (значительное уничтожение ископаемых)
Архей			2000	3600	Значительная вулканическая активность. Слабый процесс осадкообразования. Эрозия на больших зглощадях	Ископаемые отсутствуют. Косвенные указания на существование живых организмов в виде отложений органического вещества в породах

Проблема определения абсолютного возраста горных пород, продолжительности существования Земли издавна занимала умы геологов, и попытки ее решения предпринимались много раз, для чего использовались различные явления и процессы. Ранние представления об абсолютном возрасте Земли были курьезными. Современник М. В. Ломоносова французский естествоиспытатель Бюффон определял возраст нашей планеты всего лишь в 74 800 лет. Другие ученые давали различные цифры, не превышающие 400-500 млн. лет. Здесь следует отметить, что все эти попытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в первой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты.

Эта возможность базировалась на открытии процесса радиоактивного распада неустойчивых изотопов целого ряда химических элементов. Поскольку этот физический процесс идет с постоянной скоростью и не зависит ни от температуры, ни от давления, воздействовавших на породы, исследователи получили "атомный часовой механизм", позволяющий измерять возраст интересующего их геологического объекта. Так возник радиометрический метод определения абсолютного возраста горных пород, в основе которого лежит физическое явление радиоактивного распада изотопов ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, ⁴⁰K, ⁸⁷Sr, ¹⁴C, ³H и многих других.

Все эти изотопы нестабильны и обладают вполне определенной, выявленной экспериментально скоростью распада, обычно характеризуемой периодом полураспада, т.е. временем, в течение которого распадается половина атомов данного нестабильного изотопа. Период полураспада сильно варьирует у различных изотопов (табл. 2).

В настоящее время определение абсолютного возраста горных пород (т.е. возраста в астрономических единицах - годах, продолжительность которых признается абсолютной, неизменной в масштабе времени) главным образом основано на процессе радиоактивного распада. При известном периоде полураспада радиоактивного элемента определение возраста заключается в том, чтобы найти отношение массы вновь образованного химического элемента к массе материнского изотопа. Например, половина данного количества урана превратится в свинец за 4,46 млрд. лет, так что, измеряя относительное содержание урана и свинца в изучаемой породе, можно достаточно точно оценить ее абсолютный возраст.

Этим методом было вычислено, что возраст древнейших пород самого раннего геологического периода равен примерно 3500 млн. лет, а пород конца кембрия - 500 млн. лет. Эти данные подтверждены при помощи новейших методов исследования с применением ⁸⁷Rb и ⁴⁰К. События более близких времен могут быть датированы на основании распада радиоактивного углерода (¹⁴С), период полураспада которого равен 5730 лет.

Длительность сравнительно коротких отрезков геологического времени можно установить на основании измерений скорости отступания водопадов (Ниагарский водопад смещается вверх по течению со скоростью приблизительно 1,5 м в год по мере того, как он разрушает породы, с которых низвергается), а также при помощи подсчета годичных прослоек глины на дне озер и прудов.

Развитие изотопных методов позволило сделать некоторые поразительные выводы в области геологии. Так, например, было установлено, что соотношение различных изотопов кислорода в углекислом кальции, выделяемом живыми организмами, зависит от температуры. Отсюда следует, что, анализируя углекислый кальций ископаемых раковин, мы можем определить температуру морской воды, в которой обитали эти животные сотни миллионов лет назад.

На границах между основными эрами происходили крупного масштаба геологические нарушения, называемые горообразовательными движениями, которые вздымали или опускали огромные участки земной поверхности и уничтожали мелкие внутриконтинентальные моря или вызывали их появление. Эти горообразовательные движения изменяли распространение морских и наземных организмов и стирали с лица земли многие ранее существовавшие формы. Эра, называемая палеозойской, завершилась горообразованием, в течение которого поднялись Аппалачские горы и было уничтожено 97% существовавших в то время форм. Альпийская горообразовательная эпоха также сопровождалась вымиранием большей части пресмыкающихся мезозойской эры.

Продолжение: Геологические эры