Геохронология
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 [ править ]
| Сегменты горных пород ( пласты ) в хроностратиграфии. | Временные интервалы в геохронологии | Примечания к геохронологические единицы |
|---|---|---|
| Эонотем | Эон | Всего 4, полмиллиарда лет или больше |
| Эратем | Эра | 10 определено, несколько сотен миллионов лет |
| Система | Период | 22 определены, от десятков до ~ ста миллионов лет. |
| Ряд | Эпоха | 34 определены, десятки миллионов лет |
| Этап | Возраст | 99 определено, миллионы лет |
| Хронозона | Хрон | подразделение возраста, не используемое в шкале времени ICS |
Радиометрическое датирование [ править ]
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, такие как радиоуглеродный метод и 40 с/ 39 Метод датирования Ar можно распространить на ранние времена человеческой жизни. [6] и в записанную историю. [7]
Некоторые из часто используемых методов:
- Радиоуглеродное датирование . Этот метод измеряет распад углерода-14 в органическом материале и лучше всего применим к образцам моложе 60 000 лет. [8] [9]
- Уран-свинцовое датирование . Этот метод измеряет соотношение двух изотопов свинца (свинец-206 и свинец-207) к количеству урана в минерале или горной породе. Этот метод, который часто применяется к микроэлементу циркону в магматических породах , является одним из двух наиболее часто используемых (наряду с аргон-аргоновым датированием ) для геологического датирования. Геохронология монацита - еще один пример U-Pb-датирования, используемый, в частности, для датирования метаморфизма. Датирование уран-свинцом применяется к образцам возрастом более 1 миллиона лет.
- Уран-ториевое датирование . Этот метод используется для датирования образований , кораллов , карбонатов и ископаемых костей . Его диапазон составляет от нескольких лет до примерно 700 000 лет.
- Калий-аргоновое датирование и аргон-аргоновое датирование . Эти методы датируют метаморфические , магматические и вулканические породы. Они также используются для датирования слоев вулканического пепла памятников или над ними внутри палеоантропологических . Младший предел аргон-аргонового метода составляет несколько тысяч лет.
- Датирование электронного спинового резонанса (ЭПР)
Датирование по следам деления [ править ]
нуклидов космогенных Геохронология
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 используются концентрации экзотических нуклидов (например, 10 Быть, 26 Ал, 36 Cl), создаваемый космическими лучами, взаимодействующими с земными материалами, как показатель 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 [ править ]
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 [ править ]
Методы поэтапного датирования позволяют строить годовые годовые хронологии, которые могут быть фиксированными ( т. е. связаны с текущим днем и, следовательно, календарным или звездным временем ) или плавающими.
Палеомагнитное датирование [ править ]
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 континентального блока. Второй метод применяется для складчатых областей, где возможны тектонические повороты.
Магнитостратиграфия [ править ]
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 [ править ]
Глобальные тенденции в изотопном составе, особенно изотопов углерода-13 и стронция, можно использовать для корреляции слоев. [13]
Корреляция маркерных горизонтов [ править ]
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 . Тефра также часто используется в качестве инструмента датировки в археологии, поскольку даты некоторых извержений точно установлены.
Геологическая иерархия хронологической периодизации [ править ]
Геохронология, от большего к меньшему:
Отличия от хроностратиграфии [ править ]
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 будет сказать, что окаменелости рода Tyrannosaurus 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. .
См. также [ править ]
- Астрономическая хронология
- Хронологическая датировка , археологическая хронология.
- Геохронология
- Общий
- Согласованность : данные из независимых, несвязанных между собой источников могут «сойтись» в убедительных выводах.
Ссылки [ править ]
- ^ Коэн, К.М.; Финни, С.; Гиббард, PL (2015), Международная хроностратиграфическая карта (PDF) , Международная комиссия по стратиграфии .
- ^ Дикин, А.П. 1995. Геология радиогенных изотопов . Кембридж, Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-59891-5
- ^ Фор, Г. 1986. Принципы изотопной геологии . Кембридж, Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-471-86412-9
- ^ Фор, Г., и Менсинг, Д. 2005. «Изотопы - принципы и применение». 3-е издание. Дж. Уайли и сыновья. ISBN 0-471-38437-2
- ^ 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: 40 с/ 39 Исследование 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 .
- ^ 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 5 января 2013 г.
- ^ Ренне, PR, Шарп, WD, Дейно. А.Л., Орси Г. и Чиветта Л. 1997. Science , 277 , 1279-1280. " 40 с/ 39 Ar датируется исторической сферой: Калибровка против Плиния Младшего » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 октября 2008 г. Проверено 25 октября 2008 г.
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 люминесцентная датировка с использованием кварца» . Учебники по методам Nature Reviews . 1 (1): 1–31. дои : 10.1038/s43586-021-00068-5 . ISSN 2662-8449 . S2CID 240186965 .
- ^ Гнатышин Д., Кравчинский В.А., 2014. Палеомагнитное датирование: методы, программное обеспечение MATLAB, пример. Тектонофизика, doi: 10.1016/j.tecto.2014.05.013 [1]
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Дэвид Вейшампель: Эволюция и вымирание динозавров , 1996, Cambridge Press, ISBN 0-521-44496-9
- ^ Джулия Джексон: Глоссарий геологии , 1987, Американский геологический институт, ISBN 0-922152-34-9
- ^ Смит, Дж. Б.; Ламанна, MC; Лаковара, К.Дж.; Додсон, Пул; Младший, П.; Гигенгак, Р. (2001). «Гигантский динозавр-зауропод из мангровых зарослей верхнего мела в Египте» (PDF) . Наука . 292 (5522): 1704–1707. Бибкод : 2001Sci...292.1704S . дои : 10.1126/science.1060561 . ПМИД 11387472 . S2CID 33454060 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Смарт, П.Л., и Фрэнсис, П.Д. (1991), Методы четвертичного датирования — руководство пользователя . Техническое руководство Ассоциации четвертичных исследований № 4 ISBN 0-907780-08-3
- Лоу, Дж. Дж., и Уокер, MJC (1997), Реконструкция четвертичных сред (2-е издание). Издательство Лонгман ISBN 0-582-10166-2
- Маттинсон, Дж. М. (2013), Революция и эволюция: 100 лет U-Pb геохронологии . Элементы 9, 53–57.
- Библиография по геохронологии. Разговор: Архив Origins.
