Geokronologia

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 1. tammikuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Geokronologia ( toisesta kreikasta γῆ  - maa + χρόνος  - aika + λόγος  - sana, oppi) - joukko menetelmiä kivien tai mineraalien absoluuttisen ja suhteellisen iän määrittämiseksi . Tämän tieteen tehtäviin kuuluu koko maapallon iän määrittäminen . Näistä asennoista geokronologiaa voidaan pitää osana yleistä planetologiaa . Se erotetaan kuitenkin erilliseksi tieteeksi.

Historia

Irlantilainen anglikaaninen arkkipiispa James Ussher julkaisi vuonna 1658 Teoksen The  Annals of the Old Testament from the Beginning of the World , jossa hän määritteli Raamatun tutkimuksensa perusteella maailman luomispäiväksi 23. lokakuuta 4004 eKr. e. Tästä päivämäärästä on tullut paljon teologista kiistaa ja sittemmin suosittu lainaus uskonnonkriitikkojen keskuudessa, mutta Ashsherin työ on merkittävä yhtenä ensimmäisistä yrityksistä määrittää maapallon ikä suhteellisen tiukoilla menetelmillä ("suora tai epäsuora synkronointi roomalaiset päivämäärät").

1700-luvulla kukaan ei ollut vielä ajatellut "kivien aikakautta" [1] , mutta amatöörigeologit kehittivät jo tulevaisuuden tieteen menetelmiä. Näin Nicholas Steno [2] muotoili ensimmäisenä (1669) kannan, joka tällä hetkellä toimii lain roolissa: jaksossa normaalisti esiintyvät kerrostumat heijastavat geologisten tapahtumien sarjaa, vaikka käsite "normaalisti esiintyvä" on ei ole tarkasti muotoiltu. Stratigrafisen menetelmän ydin on siinä, että kivien suhteellinen ikä määräytyy sen paikan mukaan, missä yksi tai toinen kerros tai kerros esiintyy maankuoressa . Mutta tektonisten prosessien aikana , kun maankuori alkaa liikkua, on mahdotonta määrittää kivien suhteellista ikää. Stratigrafista menetelmää voidaan soveltaa vain sedimenttikiviin , joiden esiintyminen on rauhallista.

William Smith (1769–1839) määritti kivikerrosten samanaikaisuuden asteen fossiileista , joita kutsutaan opasfossiileiksi ( paleontologinen menetelmä ). Nämä kysymykset esitti aiemmin myös M. V. Lomonosov (1763) [3] .

Iänmääritysmenetelmien jatkokehitys perustui aluksi vain erilaisten fossiilien analysointiin. Mutta ne mahdollistivat vain kivien suhteellisen iän määrittämisen , eli selvittää, mitkä niistä ovat vanhempia. Paleontologisen menetelmän lisäksi kivien suhteellisen iän määrittämiseen on olemassa myös radioaktiivinen menetelmä niiden absoluuttisen iän määrittämiseen [4] [5] .

Kivien absoluuttista ikää oli mahdotonta määrittää. Tästä syystä eri tutkijoiden arviot Maan iästä vaihtelivat 1800-luvun loppuun asti suuresti. Joten lordi Kelvin julkaisi vuonna 1868 matemaattisen mallin Maan jäähtymisestä (kuten myöhemmin kävi ilmi, perustuen mielivaltaiseen oletukseen maanpäällisen aineen lämmönjohtavuuden pysyvyydestä ) ja sai vaihteluvälin 20-400 miljoonaa. vuotta. Geologi John Phillips (1860) antoi läheisen arvion sedimenttitutkimuksista : 96 miljoonaa vuotta; suunnilleen saman ikäiset tähtitieteilijät katsoivat Auringon syyksi. Irlantilainen matemaatikko ja insinööri John Perry vuonna 1895 kritisoi Kelvin-mallia ja antoi ylimmän arvionsa Maan iästä: 4 miljardia vuotta [6] .

Kivien absoluuttisen iän määrittäminen

Tilanteen muuttamisen edellytyksenä oli ranskalaisen kemistin Antoine Henri Becquerelin vuonna 1896 vahingossa tekemä löytö: "Becquerel-säteet", jonka Marie Curie myöhemmin nimesi radioaktiiviseksi säteilyksi . Tämä tasoitti tietä absoluuttiselle iän määrittämiselle radioisotooppidatauksella . Sen sovellus tunnetaan ydin- tai absoluuttisena geokronologiana. Vuonna 1907 Ernest Rutherford suoritti ensimmäiset kokeet uraanista ja toriumista peräisin olevien mineraalien iän määrittämiseksi [7] yhdessä Frederick Soddyn kanssa luoman radioaktiivisuusteorian perusteella . Vuonna 1913 Soddy esitteli isotooppien käsitteen , josta tuli erittäin tärkeä absoluuttisissa ajoitusmenetelmissä [8] . Vuonna 1939 Alfred Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911-1994) loi ensimmäiset yhtälöt iän laskemiseen ja käytti massaspektrometria isotooppien erottamiseen. Siitä lähtien ydingeokronologiasta on tullut perusta geologisten tapahtumien järjestyksen määrittämiselle.

Neuvostoliitossa V. I. Vernadsky (1863-1945) oli radiogeologisen tutkimuksen aloitteentekijä . Hänen yrityksiään jatkoivat V. G. Khlopin (1890-1950), I. E. Starik (1902-1964), E. K. Gerling (1904-1985). Ikääntymiseen liittyvien ongelmien ratkaisussa luotiin erilaisia ​​menetelmiä, mukaan lukien isotooppien Pb , K , Ar , Sr , Rb jne tutkiminen. Nämä menetelmät saivat itsenäiset nimet - uraani-lyijy , lyijy-lyijy , kalium-argon [9] , rubidium-strontium [10] [11] . Nämä ovat yleisimpiä menetelmiä (on olemassa useita muita). Geokronologisen tutkimuksen koordinoimiseksi perustettiin vuonna 1937 Neuvostoliiton tiedeakatemian alaisuudessa komissio määrittämään geologisten muodostumien absoluuttinen ikä . Samaan aikaan [12] radiohiilimenetelmää kehitettiin intensiivisesti (sovellettavissa 55 000 vuoden sisällä), mikä loi tiukan perustan kvaternaarien esiintymien ajoittamiseen ja dendrokronologian kehitykseen . Muita radioaktiivisen iän määritysmenetelmiä, esimerkiksi ksenonia [13] , samarium - neodyymiä ( 147 Sm → 143 Nd + He mukaan), renium - osmiumia , raitoja pitkin, luminesoivaa jne., ei käytetä laajalti.

Tehdyillä tutkimuksilla oli merkittävä rooli geologian kehityksessä. Näiden tutkimusten välitön tulos oli englantilaisen Arthur Holmesin (1890-1965) ensimmäinen " geologisen iän yleisen asteikon " rakennus vuonna 1947 [14] . Lisäksi sitä jalostettiin järjestelmällisesti; tarkennettu geokronologinen mittakaava on annettu lukuisissa teoksissa [15] .

Claire Pattersonin kehittämän lyijy-lyijy-menetelmän avulla vuoteen 1956 mennessä oli mahdollista määrittää Maan ikää 4,54 miljardia vuotta (4,54⋅10 9 vuotta ± 1%) [16] [17] [18] . Nämä tiedot perustuvat ennen alkua muodostuneiden meteoriittinäytteiden ( kondriittien ) radioisotooppien ajoitukseen. Tämä arvio ei ole juurikaan muuttunut vuoden 1956 jälkeen.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Kaikki maapallosta. Kivien iän määritys. (linkki ei saatavilla) . Haettu 17. huhtikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 22. huhtikuuta 2017. 
  2. ↑ Steno Nikolaus - artikkeli Great Soviet Encyclopediasta . 
  3. ↑ Lomonosov M.V. Maan kerroksista ja muista geologian töistä. - M.-L.: Gosgeolizdat, 1949. 209 s.
  4. ↑ Geologia: Kivien absoluuttinen ja suhteellinen ikä . Haettu 20. lokakuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 20. lokakuuta 2014.
  5. ↑ Kivien iän määritysmenetelmät . Haettu 10. maaliskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 11. maaliskuuta 2018.
  6. ↑ Livio, Mario, 2015 , luvut 4, 5. Kuinka vanha maapallo on?.
  7. ↑ Oleinikov A. N. Geokemiallinen kello. L.: Nedra. 1987
  8. ↑ Arnold K. R., Ieva F. J., Bersma M. J. ym. kemian palkinto // Nobel-palkinnon voittajat : Encyclopedia = Nobel Prize Winners / Toim. T. Wasson. - M .: Progress, 1992 [1987]. — ISBN 5-01-002539-6 .
  9. ↑ G. J. Wasserburg et ai., 1955; E. K. Gerling et ai., 1955, 1957, 1961; G. Fore ja D. Powell, 1974; A. S. Batyrmurzaev et ai., 1982 jne.
  10. ↑ L. O. Nikolaysen, 1961; W. Compston, P. M. Jeffery, 1959, 1961, 1962; E. Yeager, 1964, 1984; jne.
  11. ↑ Yu. A. Shukolyukov ym. Isotooppigeologian graafiset menetelmät. Moskova: Nauka, 1974
  12. ↑ Vuonna 1946 amerikkalainen fysikaalinen kemisti Willard Libby ehdotti menetelmää biologisten jäänteiden, esineiden ja biologista alkuperää olevien materiaalien iän määrittämiseksi mittaamalla radioaktiivisen isotoopin 14 C pitoisuus suhteessa stabiileihin hiili-isotoopeihin (Nobelin kemianpalkinto, 1960 ).
  13. ↑ Shukolyukov Yu. A. Ksenonin isotoopit monatsiiteissa .// Geochemistry, 1963, 6, s. 549-551
  14. ↑ Oleinikov A. N. Geokemiallinen kello. L.: Nedra. 1987.
  15. ↑ Katso esimerkiksi Koronovsky N.V. General geology. M.: KDU, 2006. ISBN 5-98227-075-X
  16. ↑ Maan ikä . US Geological Survey (1997). Haettu: 20.12.2010. Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011.
  17. ↑ Dalrymple, G. Brent. Maan ikä 1900-luvulla: ongelma (enimmäkseen) ratkaistu  (englanniksi)  // Special Publications, Geological Society of London : Journal. - 2001. - Voi. 190 . - s. 205-221 . - doi : 10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14 .
  18. ↑ Manhes, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupre, Bernard; ja Hamelin, Bruno. Perus-ultraemäksisten kerroskompleksien lyijy-isotooppitutkimus: Spekulaatioita maan iästä ja primitiivisen vaipan ominaisuuksista  //  Earth and Planetary Science Letters, Elsevier BV : Journal. - 1980. - Voi. 47 . - s. 370-382 . - doi : 10.1016/0012-821X(80)90024-2 . - .

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa
 Geologia
teoreettinen
Dynaaminen
historiallinen
Sovellettu
Muut
Luokka Geologia
 Sedimenttikivilajeja
Sedimentit ja muodostumat
Prosessit
Muut ehdot
Tieteelliset ohjeet
Luokka Litologia
 Maapallo
Maan historia Maapallo
Maan fyysiset ominaisuudet
Maan kuoret
Maantiede
ja geologia
Ympäristö
Katso myös
  • Luokka " Luonto "
  • Portaali "Tiede"