stringtranslate.com

Геохронология

Художественное изображение важнейших событий в истории Земли.

Геохронология — это наука об определении возраста горных пород , ископаемых и осадков с использованием сигнатур, присущих самим горным породам. Абсолютная геохронология может быть достигнута с помощью радиоактивных изотопов , тогда как относительная геохронология обеспечивается такими инструментами, как палеомагнетизм и стабильные изотопные отношения . Объединяя несколько геохронологических (и биостратиграфических ) индикаторов, можно улучшить точность восстановленного возраста.

Геохронология отличается в применении от биостратиграфии, которая является наукой назначения осадочных пород известному геологическому периоду посредством описания, каталогизации и сравнения ископаемых флористических и фаунистических комплексов. Биостратиграфия не обеспечивает прямого определения абсолютного возраста породы, а просто помещает ее в интервал времени, в котором, как известно, эта ископаемая совокупность сосуществовала. Однако обе дисциплины работают рука об руку до такой степени, что они разделяют одну и ту же систему наименования пластов (слоев горных пород) и временные интервалы, используемые для классификации подслоев внутри пласта.

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

Методы датирования

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, и в зависимости от скорости распада они используются для датирования 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 распространенности радиогенного изотопа, который является продуктом распада радиоактивного исходного изотопа. [2] [3] [4] Два или более радиометрических метода могут использоваться совместно для достижения более надежных результатов. [5] Большинство радиометрических методов подходят только для геологического времени, но некоторые, такие как радиоуглеродный метод и метод датирования 40 Ar/ 39 Ar, могут быть распространены на время ранней человеческой жизни [6] и на записанную историю. [7]

Вот некоторые из наиболее часто используемых методов:

Датирование по трекам деления

Геохронология космогенных нуклидов

Серия связанных методов определения возраста, в котором была создана геоморфологическая поверхность ( датирование экспозиции ), или в котором ранее поверхностные материалы были захоронены ( датирование захоронения ). [10] Датирование экспозиции использует концентрацию экзотических нуклидов (например, 10 Be, 26 Al, 36 Cl), образующихся при взаимодействии космических лучей с земными материалами, в качестве показателя возраста, в котором была создана поверхность, например, аллювиальный конус выноса. Датирование захоронения использует дифференциальный радиоактивный распад 2 космогенных элементов в качестве показателя возраста, в котором осадок был экранирован захоронением от дальнейшего воздействия космических лучей.

Люминесцентное датирование

Методы люминесцентного датирования наблюдают «свет», излучаемый такими материалами, как кварц, алмаз, полевой шпат и кальцит. В геологии используются многие типы методов люминесценции, включая оптически стимулированную люминесценцию (ОСЛ), катодолюминесценцию (КЛ) и термолюминесценцию (ТЛ). [11] Термолюминесценция и оптически стимулированная люминесценция используются в археологии для датирования «обожженных» объектов, таких как керамика или кухонные камни, и могут использоваться для наблюдения за миграцией песка.

Инкрементальное знакомство

Методы инкрементального датирования позволяют строить годовые хронологии, которые могут быть фиксированными ( т.е. привязанными к текущему дню и, следовательно, к календарному или звездному времени ) или плавающими.

палеомагнитное датирование

Последовательность палеомагнитных полюсов (обычно называемых виртуальными геомагнитными полюсами), которые уже хорошо определены по возрасту, составляет кажущийся путь перемещения полюсов (APWP). Такой путь строится для большого континентального блока. APWP для разных континентов могут использоваться в качестве опорных для вновь полученных полюсов для пород с неизвестным возрастом. Для палеомагнитного датирования предлагается использовать APWP для датирования полюса, полученного из пород или осадков неизвестного возраста, путем связывания палеополюса с ближайшей точкой на APWP. Было предложено 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 используется для складчатых областей, где возможны тектонические вращения.

Магнитостратиграфия

Магнитостратиграфия определяет возраст по схеме зон магнитной полярности в ряду слоистых осадочных и/или вулканических пород путем сравнения 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, в частности, изотопов углерода-13 и стронция, могут быть использованы для корреляции слоев. [13]

Корреляция маркерных горизонтов

Горизонты тефры в юго-центральной части Исландии . Толстый и окрашенный от светлого до темного слой на высоте рук вулканолога является маркерным горизонтом риолитовой - базальтовой тефры из Геклы .

Маркерные горизонты — это стратиграфические единицы одного возраста и такого отличительного состава и внешнего вида, что, несмотря на их присутствие в разных географических местах, есть уверенность в их возрастной эквивалентности. Ископаемые фаунистические и флористические комплексы , как морские, так и наземные, создают отличительные маркерные горизонты. [14] Тефрохронология — это метод геохимической корреляции неизвестного вулканического пепла (тефры) с геохимически отпечатанной, датированной тефрой . Тефра также часто используется в качестве инструмента датирования в археологии, поскольку даты некоторых извержений хорошо 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 — это геологический материал, поэтому правильно также сказать, что ископаемые останки рода тираннозавр были найдены в верхнемеловых отложениях. [17] Точно так же вполне возможно посетить отложения верхнего мелового периода — например, отложения Хелл-Крик , где были найдены ископаемые останки тираннозавра , — но, естественно, невозможно посетить позднемеловую эпоху, поскольку это период времени.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Коэн, К.М.; Финни, С.; Гиббард, П.Л. (2015), Международная хроностратиграфическая карта (PDF) , Международная комиссия по стратиграфии.
  2. ^ Дикин, Алан П. (2000). Геология радиогенных изотопов (1-е изд.). Кембридж: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0-521-59891-0.
  3. ^ Форе, Гюнтер (1986). Принципы изотопной геологии (2-е изд.). Нью-Йорк: Wiley. ISBN 978-0-471-86412-7.
  4. ^ Фор, Гюнтер; Менсинг, Тереза ​​М.; Фор, Гюнтер (2005). Изотопы: принципы и применение (3-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 978-0-471-38437-3.
  5. ^ Dalrymple, GB; Grove, M.; Lovera, OM; Harrison, TM; Hulen, JB; Lanphere, MA (1999). "Возраст и термическая история плутонического комплекса Гейзерс (фельзитовая единица), геотермальное поле Гейзерс, Калифорния: исследование 40 Ar/ 39 Ar и U–Pb". Earth and Planetary Science Letters . 173 (3): 285–298. Bibcode : 1999E&PSL.173..285D. doi : 10.1016/S0012-821X(99)00223-X.
  6. ^ Ludwig, KR; Renne, PR (2000). «Геохронология на палеоантропологической шкале времени». Evolutionary Anthropology . 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 2013-01-05.
  7. ^ Renne, PR, Sharp, WD, Deino. AL, Orsi, G., and Civetta, L. 1997. Science , 277 , 1279-1280 "40Ar/39Ar датирование в исторической области: калибровка по Плинию Младшему" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2008-10-30 . Получено 2008-10-25 .
  8. ^ Plastino, W.; Kaihola, L.; Bartolomei, P.; Bella, F. (2001). «Снижение космического фона при измерении радиоуглерода с помощью сцинтилляционной спектрометрии в подземной лаборатории Гран-Сассо». Radiocarbon . 43 (2A): 157–161. doi : 10.1017/S0033822200037954 .
  9. ^ Хайдас, Ирка; Аскоу, Филиппа; Гарнетт, Марк Х.; Фэллон, Стюарт Дж.; Пирсон, Шарлотта Л.; Кварта, Джанлука; Сполдинг, Кирсти Л.; Ямагучи, Харука; Йонеда, Минору (2021-09-09). «Радиоуглеродное датирование». Nature Reviews Methods Primers . 1 (1): 1–26. doi : 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.; Буйлаерт, Ян-Питер; Герен, Гийом; Цинь, Цзиньтан; Сингхви, Ашок К.; Смедли, Рэйчел; Томсен, Кристина Дж. (2021-10-28). «Оптически стимулированное люминесцентное датирование с использованием кварца». Nature Reviews Methods Primers . 1 (1): 1–31. doi :10.1038/s43586-021-00068-5. ISSN  2662-8449. S2CID  240186965.
  12. ^ Hnatyshin, Danny; Kravchinsky, Vadim A. (сентябрь 2014 г.). «Палеомагнитное датирование: методы, программное обеспечение MATLAB, пример». Тектонофизика . 630 : 103–112. doi :10.1016/j.tecto.2014.05.013.
  13. ^ Brasier, MD; Sukhov, SS (1 апреля 1998 г.). «Падающая амплитуда колебаний изотопов углерода в нижнем и среднем кембрии: данные по северной Сибири». Canadian Journal of Earth Sciences . 35 (4): 353–373. Bibcode :1998CaJES..35..353B. doi :10.1139/e97-122.
  14. ^ Демидов, И. Н. (2006). «Выявление маркирующего горизонта в донных отложениях Онежского перигляциального озера». Доклады АН УССР . 407 (1): 213–216. Bibcode :2006DokES.407..213D. doi :10.1134/S1028334X06020127. S2CID  140634223.
  15. ^ Фастовский, Дэвид Э.; Вайсхэмпель, Дэвид Б. (1996). Эволюция и вымирание динозавров . Кембридж; Нью-Йорк: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-44496-5.
  16. ^ Джексон, Джулия А.; Бейтс, Роберт Латимер; Американский геологический институт, ред. (1997). Глоссарий геологии (4-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 978-0-922152-34-6.
  17. ^ Смит, Дж. Б.; Ламанна, М. К.; Лаковара, К. Дж.; Додсон, Пул; Мл., П.; Гигенгак, Р. (2001). «Гигантский динозавр-завропод из мангровых отложений верхнего мела в Египте» (PDF) . Science . 292 (5522): 1704–1707. Bibcode :2001Sci...292.1704S. doi :10.1126/science.1060561. PMID  11387472. S2CID  33454060.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки