Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки к экзамену: “Теория эволюции”. Часть 2 - Геохронология

 

Геохронология

установление возраста горных пород или ход развития Земли Совершенные технические приемы, включающие измерение радиоактивных отложений, позволяют определить дату образования данной горной породы с точностью до года Относительная геохронология определяет возраст по окаме-нелостям и ископаемым, осадочным породам или по связи между структурами, которые определяют последовательность появления горных пород и порядок геологических процессов в них см УГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ

Биохронологические методы

Определение возраста по годичным кольцам, или дендрологический метод, дает абсолютные данные за последние 3000 лет истории Земли. Они основываются на том, что деревья ежегодно откладывают кольца роста, благодаря которым утолщаются стволы. Толщина и возраст таких годичных колец зависят от господствующих в данный год метеорологических осадков. В засушливые годы кольцо, которое откладывается в древесине, бывает значительно тоньше, чем во влажные. Поэтому если дерево было срублено в известный момент и если внутри ствола обнаруживается заметное годичное кольцо, говорящее о засушливом периоде, то кольца следует отсчитывать снаружи к центру и устанавливать таким образом год образования кольца. Если имеется более старый ствол, по внешним кольцам которого можно установить тот же засушливый год или ту же последовательность засушливых или дождливых лет, то путем отсчета можно проследить и более ранние этапы.

Хронологический метод варвеновского анализа состоит в отсчитывании откладываемых ежегодно отступающими ледниками наносных слоен. Талыми водами из года к год откладываются различные по толщине и составу слои. Эти слои нужно отсчитывать, подобно годичным кольцам у деревьев, идентифицировать и использовать для определения возраста одновременно отложенных палеонтологических находок. Таким образом, можно установить время отложения растительных и животных остатков, которые осели в воде при таянии отступавших ледников. При помощи этого метода была, например, установлена хронология последней ледниковой и послеледниковой фазы минувших 15 000 лет в области Прибалтики.

Астрономический метод геохронологии приписывает изменение климата на земле космическим причинам. Эти причины оказывают влияние как на эллиптическую форму земной орбиты, так и на угол наклона земной оси по отношению к ней. С изменением этих величин меняются и размеры теплового излучения, попадающего на определенную область земного шара, а следовательно, зональный и местный климат. Поэтому время развития животных и растительных видов, возникших при этих климатических условиях, в принципе можно рассчитать на основе соответствия с астрономическими фактами. Более точное время и продолжительность последних четырех эпох оледенения были при помощи и этого метода, независимо от сделанных до этого определений. Причины оледенения еще считаются спорными. Можно допустить, что всеопределяющей причиной служило изменение солнечного освещения (и тем самым солярной константы).

Четвертый метод определения абсолютного возраста основывается на константности времени распада радиоактивных веществ. По соотношению к смеси радиоактивного элемента и возникающих из него в результате разложения элементов можно определить возраст смеси, то есть время образования ее включений. Этот процесс превращения находится я не зависимости от температур и давлений, поэтому он представляет собой надежно работающие геологические часы. Самыми старыми минеральными включениями биологического происхождения, возраст которых был определен таким образом, были упомянутые сине-зеленые водоросли, давность существования которых насчитывает два миллиарда лет.

Абсолютный возраст горных пород

Термин «абсолютный» считается устаревшим. Название метода — условное, приведено только как антоним заголовку предыдущего раздела. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология , прикладная геохронология , изотопная геохронология, например,, геохронология по данным абсолютнолго возраста, радиометрическое датирование и др. Все эти синонимы не определяют сущность геохронологии, а косвенно отражают только методы проведения исследований.

В основе метода лежит явление самопроизвольного радиоактивного распада, который по Резерфорду и Содди (1903 г.) протекает по закону, описывающему ход мономолекулярной реакции. В результате из материнского радиоактивного изотопа jR образуется радиогенный изотоп дочернего элемента iD , где iDr — современная измеренные концентрация дочернего радиогенного изотопа, jRo — современные измеренные концентрации материнского изотопа. ?r — постоянная распада атома jR.


Теоретические основы геохронологии


Уран — свинцовый и свинец — свинцовый методы

Эти методы являются основными в решении геохронологических задач, поскольку характеризуются универсальностью (применяются практически для всех видов минералов, не обязательно урановых) и относительной технологичностью и низкой стоимостью анализов.

 

Рубидий — стронциевый метод

Основная статья: Рубидий-стронциевый метод

Из всех названных наименее распространённый и изученный метод. В основе метода лежит реакция радиоактивного ? — распада рубидия и для расчёта используется первичное уравнение, где 87Sro — примесный стронций. Считается, что в Rb постоянно присутствует 27,2 % 87Rbp. В такой записи это- уравнение прямой линии, однако по нему нельзя определить истинную величину 87Sro. Согласно Г.Фору[28] удобно разделить это уравнение на 86Sr, поскольку отношение изотопов легче измерять на масс-спектрометре чем число атомов стронция и рубидия. В результате используется приведённое уравнение вида

Здесь член в левой части отражает измеренные отношения изотопов. Первый член правой части -это отношение (первичное) изотопов в момент образования породы или минерала. Её величина определяют значением при t = 0.

Сопоставление этой методики с методами, описанными выше, показывают их полную методическую идентичность. Следовательно и ошибки этой метотики те же самые. Поэтому далее методика интерпретации не рассматривается, отправляя желающих к работе

Основные этапы эволюции органического мира

История развития литосферы Земли подразделяется на геологические эры: катархейскую, архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эра делится на периоды и эпохи. Геологическим эрам, периодам и эпохам соответствуют определенные этапы развития жизни на Земле.

Катархей, архей и протерозой объединяются в криптозой – «эпоху скрытой жизни». Ископаемые остатки криптозоя представлены отдельными фрагментами, не всегда поддающимися идентификации. Палеозой, мезозой и кайнозой объединяются в фанерозой – «эпоху явной жизни». Начало фанерозоя характеризуется появлением скелетообразующих животных, хорошо сохраняющихся в ископаемом состоянии: фораминифер, раковинных моллюсков, древних членистоногих.

Ранние этапы развития органического мира

Предшественники современных организмов (архебионты) характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ (электрон–транспортные цепи) и системы воспроизведения, передачи и реализации наследственной информации (репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода).

Дальнейшее развитие органического мира включает эволюцию отдельных групп организмов в составе экосистем. Экосистема должна включать не менее трех компонентов: продуцентов, консументов и редуцентов. Таким образом, на ранних этапах развития органического мира должны были сформироваться основные способы питания: фотоавтотрофный (голофитный), гетеротрофный голозойный и гетеротрофный сапротрофный. Фотоавтотрофный (голофитный) тип питания включает поглощение неорганических веществ поверхностью тела и последующий хемосинтез или фотосинтез. При гетеротрофном сапротрофном типе питания происходит поглощение растворенных органических веществ всей поверхностью тела, а при гетеротрофном голозойном типе питания – захват крупных пищевых частиц и их переваривание.

В условиях избытка готовых органических веществ гетеротрофный (сапротрофный) способ питания является первичным. Большая часть архебионтов специализировалась именно на гетеротрофном сапротрофном питании. У них формируются сложные ферментные системы. Это привело к увеличению объема генетической информации, появлению ядерной оболочки, разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. У части гетеротрофов происходит переход от сапротрофного питания к голозойному. В дальнейшем появляются белки–гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит переход от прокариотического типа организации клеток к эукариотическому.

Другая часть архебионтов специализировалась на автотрофном питании. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе ферментно-транспортных систем хемосинтеза возникает фотосинтез – совокупность обменных процессов, основанных на поглощении световой энергии с помощью разнообразных фотосинтетических пигментов (бактериохлорофилла, хлорофиллов a, b, c, d и других). Избыток углеводов, образующихся при фиксации СО2, позволил синтезировать разнообразные полисахариды.

Все перечисленные признаки у гетеротрофов и автотрофов являются крупными ароморфозами.

Вероятно, на ранних стадиях эволюции органического мира Земли был широко распространен обмен генами между совершенно разными организмами (перенос генов путем трансдукции, межвидовой гибридизации и внутриклеточного симбиоза). В ходе синтезогенеза свойства гетеротрофных и фотоавтотрофных организмов объединились в одной клетке. Это привело к формированию различных отделов водорослей – первых настоящих растений.