stringtranslate.com

Геохронология

Художественное изображение главных событий в истории Земли.

Геохронология — это наука об определении возраста горных пород , окаменелостей и отложений с использованием признаков, присущих самим горным породам. Абсолютная геохронология может быть достигнута с помощью радиоактивных изотопов , тогда как относительная геохронология обеспечивается такими инструментами, как палеомагнетизм и соотношения стабильных изотопов . Объединив несколько геохронологических (и биостратиграфических ) показателей, можно повысить точность восстановленного возраста.

Геохронология по своему применению отличается от биостратиграфии, которая представляет собой науку об отнесении осадочных пород к известному геологическому периоду посредством описания, каталогизации и сравнения ископаемых комплексов флоры и фауны. Биостратиграфия не дает прямого определения абсолютного возраста горной породы, а просто помещает ее в интервал времени, в течение которого, как известно, этот комплекс ископаемых сосуществовал. Однако обе дисциплины работают рука об руку до такой степени, что они используют одну и ту же систему наименования слоев (слоев горных пород) и временные интервалы, используемые для классификации подслоев внутри слоя.

Наука геохронология является основным инструментом, используемым в дисциплине хроностратиграфии , которая пытается получить абсолютные даты возраста всех ископаемых комплексов и определить геологическую историю Земли и внеземных тел .

Методы знакомств

Радиометрическое датирование

Измеряя количество радиоактивного распада радиоактивного изотопа с известным периодом полураспада , геологи могут установить абсолютный возраст исходного материала. Для этой цели используется ряд радиоактивных изотопов, которые в зависимости от скорости распада используются для датировки различных геологических периодов. Более медленно распадающиеся изотопы полезны для более длительных периодов времени, но менее точны в абсолютных годах. За исключением радиоуглеродного метода , большинство этих методов фактически основаны на измерении увеличения содержания радиогенного изотопа, который является продуктом распада исходного радиоактивного изотопа. [2] [3] [4] Для достижения более надежных результатов можно использовать совместно два или более радиометрических метода. [5] Большинство радиометрических методов подходят только для геологического времени, но некоторые из них, такие как радиоуглеродный метод и метод датирования 40 Ar/ 39 Ar, могут быть распространены на период ранней человеческой жизни [6] и на письменную историю. [7]

Некоторые из часто используемых методов:

Знакомства по следам деления

Геохронология космогенных нуклидов

Ряд связанных методов для определения возраста, в котором была создана геоморфическая поверхность ( датирование обнажения ) или когда ранее были захоронены поверхностные материалы (датирование захоронений). [10] При датировании воздействия используется концентрация экзотических нуклидов (например, 10 Be, 26 Al, 36 Cl), образующихся в результате взаимодействия космических лучей с земными материалами, в качестве показателя возраста, в котором была создана поверхность, такая как аллювиальный конус. Датирование захоронений использует дифференциальный радиоактивный распад двух космогенных элементов в качестве показателя возраста, в котором осадки были защищены захоронением от дальнейшего воздействия космических лучей.

Люминесцентное датирование

Методы люминесцентного датирования позволяют наблюдать «свет», излучаемый такими материалами, как кварц, алмаз, полевой шпат и кальцит. В геологии используются многие типы люминесцентных методов, в том числе оптически стимулированная люминесценция (ОСЛ), катодолюминесценция (КЛ) и термолюминесценция (ТЛ). [11] Термолюминесценция и оптически стимулированная люминесценция используются в археологии для датировки «обожженных» объектов, таких как керамика или камни для приготовления пищи, и могут использоваться для наблюдения за миграцией песка.

Дополнительные знакомства

Методы поэтапного датирования позволяют строить годовые хронологии, которые могут быть фиксированными ( т. е. связаны с текущим днем ​​и, следовательно, календарным или звездным временем ) или плавающими.

Палеомагнитное датирование

Последовательность палеомагнитных полюсов (обычно называемых виртуальными геомагнитными полюсами), возраст которых уже четко определен, представляет собой кажущуюся траекторию блуждания полюсов (APWP). Такой путь проложен для крупного континентального блока. APWP для разных континентов можно использовать в качестве эталона для вновь полученных полюсов для пород неизвестного возраста. Для палеомагнитного датирования предлагается использовать APWP, чтобы датировать полюс, полученный из пород или отложений неизвестного возраста, путем привязки палеополюса к ближайшей точке на APWP. Предложены два метода палеомагнитного датирования: 1) угловой метод и 2) метод вращения. [12] Первый метод используется для палеомагнитного датирования пород внутри одного и того же континентального блока. Второй метод применяется для складчатых областей, где возможны тектонические повороты.

Магнитостратиграфия

Магнитостратиграфия определяет возраст по характеру зон магнитной полярности в ряде слоистых осадочных и/или вулканических пород в сравнении с временной шкалой магнитной полярности. Временная шкала полярности ранее определялась путем датирования магнитных аномалий морского дна, радиометрического датирования вулканических пород в магнитостратиграфических разрезах и астрономического датирования магнитостратиграфических разрезов.

Хемостратиграфия

Глобальные тенденции в изотопном составе, особенно изотопов углерода-13 и стронция, можно использовать для корреляции слоев. [13]

Корреляция маркерных горизонтов

Горизонты тефры на юге центральной Исландии . Толстый слой светло-темной окраски на высоте руки вулканолога является маркерным горизонтом риолитово - базальтовой тефры из Геклы .

Маркерные горизонты представляют собой стратиграфические подразделения одного возраста и настолько своеобразного состава и внешнего вида, что, несмотря на их присутствие в разных географических объектах, существует уверенность в их возрастной эквивалентности. Ископаемые фаунистические и цветочные комплексы , как морские, так и наземные, образуют отличительные маркерные горизонты. [14] Тефрохронология – это метод геохимической корреляции неизвестного вулканического пепла (тефры) с геохимически датированной тефрой . Тефру также часто используют в качестве инструмента датировки в археологии, поскольку даты некоторых извержений точно установлены.

Геологическая иерархия хронологической периодизации

Геохронология, от большего к меньшему:

  1. Суперэон
  2. Эон
  3. Эра
  4. Период
  5. Эпоха
  6. Возраст
  7. Хрон

Отличия от хроностратиграфии

Важно не путать геохронологические и хроностратиграфические единицы. [15] Геохронологические единицы — это периоды времени, поэтому правильно сказать, что Тираннозавр Рекс жил в позднемеловую эпоху . [16] Хроностратиграфические единицы представляют собой геологический материал, поэтому правильно также сказать, что окаменелости рода Tyrannosaurus были обнаружены в верхнемеловой серии. [17] Точно так же вполне возможно поехать и посетить отложения верхнего мелового периода – такие как месторождение Хелл-Крик , где были найдены окаменелости тираннозавра – но, естественно, невозможно посетить позднемеловую эпоху, поскольку это период времени.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Коэн, К.М.; Финни, С.; Гиббард, Польша (2015), Международная хроностратиграфическая карта (PDF) , Международная комиссия по стратиграфии..
  2. ^ Дикин, А.П. 1995. Геология радиогенных изотопов . Кембридж, Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-59891-5 
  3. ^ Фор, Г. 1986. Принципы изотопной геологии . Кембридж, Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-471-86412-9 
  4. ^ Фор, Г., и Менсинг, Д. 2005. «Изотопы - принципы и применение». 3-е издание. Дж. Уайли и сыновья. ISBN 0-471-38437-2 
  5. ^ Далримпл, Великобритания; Гроув, М.; Ловера, ОМ; Харрисон, ТМ; Хулен, Дж.Б.; Ланфер, Массачусетс (1999). «Возраст и термическая история плутонического комплекса Гейзерс (фельзитовая единица), геотермальное поле Гейзерс, Калифорния: исследование 40 Ar / 39 Ar и U-Pb». Письма о Земле и планетологии . 173 (3): 285–298. Бибкод : 1999E&PSL.173..285D. дои : 10.1016/S0012-821X(99)00223-X.
  6. ^ Людвиг, КР; Ренне, PR (2000). «Геохронология в палеоантропологической шкале времени». Эволюционная антропология . 9 (2): 101–110. doi :10.1002/(sici)1520-6505(2000)9:2<101::aid-evan4>3.0.co;2-w. S2CID  83948790. Архивировано из оригинала 05 января 2013 г.
  7. ^ Ренне, PR, Шарп, WD, Дейно. А.Л., Орси Г. и Чиветта Л. 1997. Science , 277 , 1279-1280 «Датирование 40Ar/39Ar в исторической сфере: калибровка по Плинию Младшему» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 октября 2008 г. Проверено 25 октября 2008 г.
  8. ^ Пластино, В.; Кайхола, Л.; Бартоломей П.; Белла, Ф. (2001). «Снижение космического фона при измерении радиоуглерода методом сцинтилляционной спектрометрии в подземной лаборатории Гран-Сассо». Радиоуглерод . 43 (2А): 157–161. дои : 10.1017/S0033822200037954 .
  9. ^ Хайдас, Ирка; Аскоу, Филиппа; Гарнетт, Марк Х.; Фэллон, Стюарт Дж.; Пирсон, Шарлотта Л.; Куарта, Джанлука; Сполдинг, Кирсти Л.; Ямагучи, Харука; Йонеда, Минору (9 сентября 2021 г.). «Радиоуглеродное датирование». Учебники по методам Nature Reviews . 1 (1): 1–26. дои : 10.1038/s43586-021-00058-7 . ISSN  2662-8449.
  10. ^ Шефер, Йорг М.; Кодилян, Александру Т.; Уилленбринг, Джейн К.; Лу, Чжэн-Тянь; Кейслинг, Бенджамин; Фюлеп, Река-Х.; Вал, Педро (10 марта 2022 г.). «Космогенные нуклидные методы». Учебники по методам Nature Reviews . 2 (1): 1–22. дои : 10.1038/s43586-022-00096-9. ISSN  2662-8449. S2CID  247396585.
  11. ^ Мюррей, Эндрю; Арнольд, Ли Дж.; Буйларт, Ян-Питер; Герен, Гийом; Цинь, Цзиньтан; Сингхви, Ашок К.; Смедли, Рэйчел; Томсен, Кристина Дж. (28 октября 2021 г.). «Оптически стимулированная люминесценция для датирования с использованием кварца». Учебники по методам Nature Reviews . 1 (1): 1–31. дои : 10.1038/s43586-021-00068-5. ISSN  2662-8449. S2CID  240186965.
  12. ^ Гнатышин Д., Кравчинский В.А., 2014. Палеомагнитное датирование: методы, программное обеспечение MATLAB, пример. Тектонофизика, doi: 10.1016/j.tecto.2014.05.013 [1]
  13. ^ Брейзер, доктор медицины; Сухов, С.С. (1 апреля 1998 г.). «Падение амплитуды изотопных колебаний углерода в нижнем и среднем кембрии: данные Северной Сибири». Канадский журнал наук о Земле . 35 (4): 353–373. Бибкод : 1998CaJES..35..353B. дои : 10.1139/e97-122.
  14. ^ Демидов, И.Н. (2006). «Выявление маркерного горизонта в донных отложениях Онежского перигляциального озера». Доклады наук о Земле . 407 (1): 213–216. Бибкод : 2006ДокЕС.407..213Д. дои : 10.1134/S1028334X06020127. S2CID  140634223.
  15. ^ Дэвид Вейшампель: Эволюция и вымирание динозавров , 1996, Cambridge Press, ISBN 0-521-44496-9 
  16. ^ Джулия Джексон: Глоссарий геологии , 1987, Американский геологический институт, ISBN 0-922152-34-9 
  17. ^ Смит, Дж.Б.; Ламанна, MC; Лаковара, К.Дж.; Додсон, Пул; Младший, П.; Гигенгак, Р. (2001). «Гигантский динозавр-зауропод из мангровых отложений верхнего мела в Египте» (PDF) . Наука . 292 (5522): 1704–1707. Бибкод : 2001Sci...292.1704S. дои : 10.1126/science.1060561. PMID  11387472. S2CID  33454060.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки