Определение абсолютного возраста горных пород
Абсолютный возраст определяется в годах; он свидетельствует, сколько времени прошло с момента образования горных пород. Для этого пользуются изотопными (радиологическими) методами, основанными на изучении процессов радиоактивного распада определенных элементов. Зная количество радиоактивного изотопа и конечных продуктов его распада в минерале можно определить время существования минерала (породы). Например, радиоактивный распад U238 происходит по формуле
U 238 * 8Не4 + Pb206
Известно, что с 1г U238 за 1 год образуется 1.351 10-10 г Рb206. Определив массу урана и свинца в горной породе, можно определить ее возраст. Так, возраст гранитогнейсы на г. Днепре оценивается в 2,5 миллиарда лет, возраст горных пород земной коры 4,5 миллиарда лет. Интервал времени, в котором применяют различные методы в зависимости от периода полураспада веществ, такой: радиоуглеродный метод — 2000 … 3000; калий — аргоновый — 100000 лет; рубидий — стронциевый — 5 млн. лет; урановый U235 — 200 млн. лет, U238 — 1 … 4.5 млрд. лет.
Возраст молодых осадочных пород определяют радиоуглеродным методом, устанавливая возраст органических веществ, содержащихся в ископаемых формах. Отношение между изотопами углерода С13 и С14 в атмосфере постоянное и поглощается растениями в соответствующей пропорции. После отмирания растений количество радиоактивного изотопа С13 уменьшается вследствие его распада, при этом изменяется соотношение С13 / С14. Период полураспада углерода С14 -5750 лет. Исходя из предположения о постоянной концентрации углерода в атмосфере и определив количество его изотопа, который не распался, устанавливают погребении его в горных породах.
|
|
|
Определение возраста радиоуглеродным методом.
Тело мертвого организма теряет аккумулированный им углерод-14 со скоростью, которую можно измерить, что позволяет определить возраст данного организма. Пределы погрешности возрастают при увеличении временного интервала. Во время жизни и сразу после гибели организма в теле содержится некоторое количество углерода-14. Через 5730 лет после смерти организма в останках сохраняется половина углерода-14. Спустя 11460 года после смерти сохраняется одна четвертая углерода-14. Параллельно потере останками углерода-14, наблюдается постепенное накопление азота-14, в который тот превращается. Через 70 000 лет после смерти исчезает почти весь изотоп. Но применяя более изощренные методы датировки, можно определить возраст и более древних предметов органического происхождения.
Геохронологическая шкала
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА
|
|
|
| Эра | Период | Эпоха | Изотопные датировки млн. лет | Характерные формы жизни | ||
| Кайнозой | Четвертичный | Голоцен Плейстоцен | 1,8 | Развитие рода Номо | ||
| Неоген | Плиоцен | 25+/-2 | Возникновение современных семейств млекопитающих, формирование современной флоры | |||
| Палеоген | Миоцен Олигоцен Эоцен Палеоцен | 66+/-3 | Расцвет млекопитающих и птиц | |||
| Мезозой | Мел | 136+/-5 | Развитие цветковых растений, расцвет насекомых, вымирание многих рептилий | |||
| Юра | 190-195+/-5 | Господство рептилий на суше, в воде и воздухе. Возникновение покрытосеменных, птиц. | ||||
| Триас | 230+/-10 | Расцвет рептилий, распространение голосеменных, появление млекопитающих. | ||||
| Палеозой | Пермь | 280+/-10 | Появление голосеменных , распространение рептилий | |||
| Карбон | 345+/-10 | Распространение лесов, расцвет амфибий, появление летающих насекомых, возникновение рептилий | ||||
| Девон | 400+/-10 | Господство рыб, возникновение насекомых и амфибий, появление лесов из папоротников и плавунов | ||||
| Силур | 435+/-10 | Выход растений и позвоночных на сушу | ||||
| Ордовик | 490+/-15 | Появление первых позвоночных – бесчелюстных | ||||
| Кембрий | 570+/-20 | Развитие беспозвоночных, появление высших растений | ||||
| Венд | 650-690+/-20 | Появление кишечнополостных, членистоногих, иглокожих | ||||
| Протерозой
| Рифей | 1650+/-50 | Появление эукариот, многоклеточных растений и животных | |||
| Карелий | 2500+/-100 | Развитие низших растений | ||||
| Архей | Более 3500 | Зарождение жизни, появление прокариот. Господство бактерий и сине-зеленых, появление зеленых водорослей. |
Геохронологическая шкала представлена последовательностью истории Земли, подразделяющей ее на систему временных промежутков. Она отражает относительный возраст слоев осадочных пород, определенный на основе их взаимного расположения и наличия органических остатков.
История создания Геохронологическая шкала была составлена и утверждена в 1881 г. на Международном геологическом конгрессе. Первоначально она представляла собой последовательность разделенных на эпохи периодов. Последние были объединены в эры. То есть исходная шкала включала три подразделения. Позже была введена четвертая, более крупная категория — эон. В 2004 г. Международным союзом геологических наук была утверждена разработанная Международной комиссией по стратиграфии.
В России геохронологическую шкалу, совмещенную с стратиграфической, утвердили в конце XX в. (1992 г.). При этом добавили еще более крупное подразделение — акроны.
|
|
|
Геохронологическая шкала основана на расчленении толщи осадочных пород либо связанных с ними массивов магматических по относительному возрасту.
Его определение относится к задачам геохронологии. Для данной цели применяются методы палеонтологии и стратиграфии.
Стратиграфия занимается исследованием слоев и их последовательности, описанием условий их формирования и содержащихся в них органических остатков. Ввиду этого метод изучения слоев и их взаимоотношений называется стратиграфическим. Он наиболее подходит для условий ненарушенного залегания. В таком случае расположенные сверху слои имеют наименьший возраст.
Палеонтологией называют науку о организмах прошлого. Их останки сохраняются в осадочных породах. Причем они расположены в определенной последовательности в соответствии с осадконакоплением: нижние слои содержат наиболее древние остатки. При этом значение имеют не все из них, а лишь отдельные, характеризующиеся быстрой сменой в ходе эволюции при значительном площадном распространении. Данные остатки называют руководящими. Каждый комплекс пород имеет определенную их совокупность. На этом основан палеонтологический метод определения относительного возраста, считающийся наиболее надежным.
Таким образом, каждому подразделению геохронологической шкалы соответствует стратиграфический комплекс отложений, дифференцированный на основе изменения органического мира.
Геохронологическая шкала включает следующие подразделения: время, век, эпоха, период, эра, эон. Им соответствуют стратиграфические категории: зона, ярус, отдел, система, группа, эонотема. Таким образом, существуют геохронологическая и стратиграфическая шкалы. Первая служит для описания относительного времени геологической истории, а вторая отражает развитие органического мира. Обычно они совмещены.
Геологическая история разделена на основе появления органических остатков в осадочных породах на фанерозой и докембрий (криптозой). В криптозое существовали лишь мягкотелые организмы, не оставившие следов в осадочных породах, поэтому его называют временем скрытой жизни. Начало фанерозоя обусловлено появлением моллюсков и прочих организмов.
Еще один принцип дифференциации времени, используемый в геохронологической шкале, основан на первых попытках разделения геологической истории. В соответствии с ним выделено четыре периода: первичный (соответствует докембрию), вторичный (включает палеозой и мезозой), третичный (включает большую часть кайнозоя), четвертичный (соответствует позднему кайнозою).
Следует отметить, что местная стратиграфическая шкала отличается от международной отнесением четвертичного периода к фанерозою вместо неогена, иным подразделением периодов палеозоя, наличием акронов в докембрии и иным расчленением протерозоя и архея, рассматриваемых в качестве подразделений более высокого ранга.
Применение Использование геохронологической шкалы определяется тем, что она связывает геологические события в истории планеты. Ввиду этого она обширно применяется в науках геологического цикла. К тому же стратиграфическая шкала является основой для составления геологических карт.
Помимо этого, геохронологическая шкала имеет большое практическое значение. Так, она используется при регионально-геологических исследованиях, направленных на выяснение тектонических особенностей территории, определение направления поисков и разведки полезных ископаемых, особенно приуроченных к пластовым месторождениям, соответствующих конкретным стратиграфическим уровням. Геологические карты, создаваемые на основе геохронологической шкалы, используются при проведении инженерно-геологических работ, экологических исследований и т. д.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите задачи, которые решает историческая геология.
2. Что такое относительный возраст горных пород и как он определяется стратиграфическим методом?
3. Объясните суть палеонтологического метода. Для каких горных пород он применяется?
4. Как определяется абсолютный возраст горных пород? Приведите пример.
5. Перечислить недостатки радиологических методов.
6. Что такое геохронологическая шкала, для каких целей она служит?
7. Какие подразделения включает в себя геохронологическая шкала и какие им соответствуют стратиграфические категории?
Задание.
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 795; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!