Основы геохронологии

Геохронология , область научных исследований, связанных с определением возраста и история пород Земли и горных комплексов. Такие определения времени производятся, и записи прошлых геологических событий расшифровываются путем изучения распределения и последовательности слоев горных пород, а также характера ископаемых организмов, сохранившихся в этих пластах.
Основы геохронологии

Поверхность Земли представляет собой сложную мозаику обнажений различных типов горных пород, собранных в удивительное множество геометрических форм и последовательностей. Отдельные породы в бесчисленных выходах горных пород (или в некоторых случаях в неглубоких подповерхностных проявлениях) содержат определенные материалы или минералогическую информацию, которая может дать представление об их «возрасте».

В течение многих лет исследователи определяли относительный возраст осадочных пород. слоев на основе их положения в обнажении и содержания ископаемых. Согласно давнему принципу наук о Земле, принципу суперпозиции, самый старый слой в последовательности слоев находится в основании, а слои постепенно моложе в порядке возрастания. Относительный возраст слоев горных пород, рассчитанный таким образом, может быть подтвержден и иногда уточнен путем изучения имеющихся ископаемых форм. Отслеживание и сопоставление содержания окаменелостей в отдельных выходах горных пород (т. Е. Корреляция) в конечном итоге позволило исследователям интегрировать последовательности горных пород во многих частях мира и построить относительную геологическую шкалу времени

Научные знания геологической истории Земли значительно продвинулись со времени разработки радиометрическое датирование , метод определения возраста, основанный на принципе, что радиоактивные атомы в геологических материалах распадаются с постоянной известной скоростью до дочерних атомов. Радиометрическое датирование предоставило не только средство количественной оценки геологического времени, но и инструмент для определения возраста различных горных пород, предшествующих появлению форм жизни.

Ранние Взгляды И Открытия

По некоторым оценкам, до 70 процентов всех пород, выходящих на поверхность Поверхность Земли осадочная. В этих скалах сохранились комплексные записи о многочисленных нарушениях и регрессиях моря, а также ископаемые останки или другие признаки ныне вымерших организмов, а также окаменелые пески и гравий древних пляжей, песчаных дюн и рек.

Современное научное понимание сложной истории, рассказанной наскальной летописью, уходит корнями в долгую историю наблюдений и интерпретаций природных явлений, уходящую корнями в далекое прошлое. Греческие ученые.Ксенофан из Колофона (560–478 гг. До Н. Э. ), Например , без труда описал различные морские ракушки и изображения форм жизни, встроенных в скалы, как останки давно умерших организмов. В правильном духе, но по неправильным причинам,Геродот (V век ДО Н.Э. ) считал, что небольшие дискоидные нуммулитовые окаменелости (на самом деле это окаменелости древних выделяющих известь морских простейших), обнаруженные в известняках, обнажающихся на всемДжиза , Египет, были сохранившимися остатками выброшенной чечевицы, оставленной строителями пирамид.

Эти ранние наблюдения и интерпретации представляют собой неустановленное происхождение того, что позже стало основным принципом униформизм , корень любой попытки связать прошлое (сохранившееся в летописи) с настоящим. В общих чертах этот принцип гласит, что различные природные явления, наблюдаемые сегодня, должны были существовать и в прошлом (см. Ниже «Возникновение современной геологической мысли: провозглашение униформизма Лайеллом» ).

Хотя в дохристианскую эпоху существовали довольно разные мнения об истории и происхождении жизни и самой Земли , расхождение между западными и восточными мыслями о естествознании стало более явным в результате расширенияХристианские догматы к объяснению природных явлений. Все больше ограничений накладывались на интерпретацию природы с учетом ученийБиблия . Это требовало, чтобы Земля была задумана как статичное, неизменное тело с историей, которая началась в не слишком далеком прошлом, возможно, всего 6000 лет назад, и концом, согласно Священным Писаниям, который был в не слишком далеком прошлом. отдаленное будущее. Эта библейская история Земли не оставляла места для интерпретации Земли как динамичной , изменяющейся системы. Прошлые катастрофы , особенно те, которые, возможно, были ответственны за изменение поверхности Земли, такие как великое наводнение Ноя, считались артефактом самой ранней истории формирования Земли. Таким образом, они считались маловероятными повторения в том, что считалось неизменным миром.

За исключением нескольких обладающих даром предвидения людей, таких как Роджер Бэкон ( ок. 1220–1292) иЛеонардо да Винчи (1452–1519), никто не выступал вперед, чтобы отстаивать просвещенный взгляд на естественную историю Земли до середины 17 века. Леонардо, кажется, был одним из первыхУченые эпохи Возрождения «заново открывают» униформистскую догму, наблюдая за ископаемыми морскими организмами и отложениями, обнаруженными на холмах северной Италии. Он признал, что морские организмы, обнаруженные теперь в виде окаменелостей в породах, обнаженных вТосканские холмы были просто древними животными, которые жили в этом регионе, когда он был покрыт морем и в конечном итоге был погребен в иле вдоль морского дна. Он также признал, что реки северной Италии, текущие к югу от Альп и впадающие в море, делали это очень давно.

Несмотря на этот дедуктивный подход к интерпретации природных явлений и возможность того, что они могут быть сохранены и впоследствии обнаружены как часть обнажения скальной породы, мало или вообще не уделялось внимания истории, а именно последовательности событий в их естественном развитии, что может сохраниться в этих же скалах

Основы геохронологии

Принцип наложения слоев горных пород

В 1669 году датский естествоиспытатель Николай Стено опубликовал свой знаменитый трактат Продром диссертационного Николаус Стено ОТНОСИТЕЛЬНО твердое тело , заключенное Процессом природы внутри твердого тела , семенная работакоторая заложила необходимую основу для науки о геологии , показывая очень простой способомчто слоистые породы Тосканы демонстрирует последовательное изменение, что они содержат запись прошлых событий. Следуя этому наблюдению, Стено пришел к выводу, что тосканские породы демонстрируют суперпозиционные отношения: отложенные породы сначала лежат в нижней части последовательности, а отложенные позже — вверху. В этом суть того, что сейчас известно какпринцип наложения . Стено выдвинул еще одну идею — слоистые породы, вероятно, откладывались горизонтально. Следовательно, хотя пласты Тосканы были (и все еще отображаются) не в простой геометрии, разъяснение Стено этих фундаментальных принципов, относящихся к формированию стратифицированных горных пород, позволило разработать не только суперпозиционные отношения в толщах горных пород, но и относительный возраст каждого слоя.

С публикацией « Продрома» и последовавшим за этим широким распространением идей Стено другие естествоиспытатели второй половины XVII — начала XVIII веков применили их в своей работе. Ранний английский геологДжон Стрейчи , например, создал в 1725 году то, что вполне могло быть первыми современными геологическзими картами слоев горных пород. Он также описал последовательность пластов, связанных с угленосными осадочными породами в Сомерсетшире, том же регионе Англии, где он нанес на карту обнажения горных пород.

Классификация слоистых пород

В 1756 г. Иоганн Готтлоб Леманн из Германии сообщил о последовательности горных пород в южной части своей страны и в Альпах, измеряя и описывая их композиционные и пространственные вариации. Используя принцип суперпозиции Стено, Леманн признал существование трех различных комплексов горных пород: (1) последовательно низшая категория,Первичные (Ургебирге), состоящие в основном из кристаллических пород, (2) промежуточная категория или Вторичный (Flötzgebirge), состоящий из слоистых или стратифицированных горных пород, содержащих окаменелости, и (3) последняя или последовательно самая молодая последовательность аллювиальных и связанных рыхлых отложений (Angeschwemmtgebirge), которые, как считается, представляют собой самые последние записи в истории Земли .

Эта тройная классификационная схема была успешно применена с небольшими изменениями к исследованиям в других регионах Европы тремя современниками Лемана. В Италии, опять же на Тосканских холмах в окрестностях Флоренции,Джованни Ардуино , которого многие считают отцом итальянской геологии, предложил четырехкомпонентную последовательность горных пород. Его первичные и вторичные классы примерно аналогичны первичным и вторичным категориям Леманна. Кроме того, Arduino предложила еще одну категорию:Третичное деление для учета плохо консолидированных, хотя и стратифицированных, содержащих ископаемые породы, которые были суперпозиционно старше (вышележащего) аллювия, но отличались и были отделены от твердых (нижележащих) стратифицированных пород вторичного.

В двух отдельных публикациях, одно из которых вышло в 1762 году, а второе в 1773 году, Георг Кристиан Фюксель также применил ранние концепции суперпозиции Лемана к другой последовательности стратифицированных горных пород на юге Германии. Используя более девяти отдельных категорий осадочных пород, Фюксель по существу идентифицировал дискретные горные породы уникального состава , латеральной протяженности и положения в последовательности горных пород. (Эти скальные тела составили бы образования в современной терминологии.)

Примерно в 1000 км к востоку немецкий натуралист Петр Симон Паллас изучал толщи горных пород, обнаженных на Южном Урале в восточной части России. Его отчет 1777 года дифференцировал тройное разделение горных пород, по сути повторяя работу Лемана в расширении.

Таким образом, ко второй половине 18-го века суперпозиционная концепция пластов горных пород была прочно обоснована в результате ряда независимых исследований по всей Европе. Хотя принципы Стено широко применялись, оставалось нерешенным ряд фундаментальных вопросов, касающихся временных и латеральных отношений, которые, казалось, существовали между этими разрозненными европейскими объектами. Были ли эти различные немецкие, итальянские и русские места, на которых трехчленная рок-последовательность Леманна была признана современными? Записали ли они ту же серию геологических событий в прошлом Земли? Были ли различные уровни на каждом сайте похожи на слои на других сайтах? Короче говоря, возможна ли теперь корреляция между этими различными сайтами?

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector