előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal


A Föld és az élet fejlődése

A földtani idő


A rétegtan - mint a földtörténeti kutatás eszköze


Rétegtan (sztratigráfia): elsősorban üledékes rétegekkel foglalkozik, tágabb értelemben magába foglalja a magmás és metamorf kőzetek vizsgálatát is.

Az ősmaradványok szerepe a földtörténeti kutatásban

Őslénytan (paleontológia): a rétegtan segédtudománya. Ősmaradványokkal (fosszíliákkal) foglalkozik.

Fosszilizálódás feltétele: betemetődés. Fosszilizálódásra a szervetlen vázelemek (mész- és kovaanyagú héjak, Ca-foszfát) alkalmasak.

Fosszíliák rendszerezése: taxonokba (rendszertani kategóriákba) való besorolás.

Taxonok:

  • törzs (phylum)
  • osztály (classis)
  • rend (ordo)
  • család (familia)
  • nemzetség (genus)
  • faj (species)

Fosszíliák szerepe a földtörténeti kutatásban:

  • Az üledékes kőzetek korának megállapítása
  • Az ősföldrajzi környezet rekonstrukciója

A fosszíliák lehetnek: héjas példány, kőbél, lenyomat

Héjas példány (A: a kagylók osztályába tartozó Hippurites), kőbél (B: a lábasfejűek osztályába tartozó ammonitesz) és lenyomat (C: a Trilobita osztály egyik képviselője) - mint a fosszilizálódás lehetőségei

A sztratigráfia alapjai

Rétegtani alapelvek
  • Eredeti horizontalitás (eredetileg a rétegek települése vízszintes)
  • Települési törvény (az alsóbb helyzetű rétegek idősebbek a felettük lévőknél)
A rétegek települési módja
  • Konkordáns (folyamatos üledékképződés)
  • Diszkordáns (eróziós és/vagy szögdiszkordancia)
  • Nonkonformitás (magmás intrúzió)

Eredeti településben a keresztrétegzés és a hullámfodrok konvex oldala lefelé mutat, a gradált rétegek szemcséi felfelé egyre finomodnak. Ha ezek egy rétegsorban fordítva jelennek meg, átbuktatott rétegekről van szó

A diszkordancia lehetőségei: eróziós diszkordancia (A), szögdiszkordancia (B), nonkonformitás (C)

A rétegtani osztályozás

Feladata: a rétegek egységekbe sorolása, elkülönítése, tagolása.

  • Litosztratigráfiai osztályozás: ásványkőzettani és geokémiai jellegek alapján tagol. Alapegysége a formáció.
    Lépcsői: formációcsoport -> formáció -> tagozat -> rétegtag.
  • Biosztratigráfiai osztályozás: ősmaradványtartalom alapján tagol. Alapegysége a biozóna Egyenrangú fajtái vannak.
  • Kronosztratigráfiai osztályozás: a kőzetek kora alapján tagol. Alapegysége az emelet.
    Lépcsői: rendszer -> sorozat -> emelet -> kronozóna.
A rétegtani korreláció

Rétegtani korreláció: a különböző helyeken feltárt rétegtani egységek párhuzamosítása, ezáltal korbesorolása

  • Kőzettani korreláció: a litológiai tulajdonságok alapján (indexrétegek segítségével)
  • Őslénytani korreláció: Dollo-törvény teszi lehetővé (indexfosszíliák)

Egymástól elkülönült üledékes kőzetrétegek korrelációja az ősmaradvány-tartalom alapján. Az egymástól esetleg több kilométerre lévő, azonos ősmaradványokat tartalmazó, ma már nem folytonos rétegek egyidejűleg képződtek

A magnetosztratigráfia

Alapja a kőzetek mágnesezhető ásványainak vizsgálata (magnetit, Fe3O4)

  • Vulkáni kőzetek: bazalton alkalmazható. A magnetit atomjai a Curie-pontnál
    (580 °C) mágneseződnek.
  • Üledékes kőzetek: a magnetit törmelékszemcsék üledékképződés közben beállnak a mágneses tér irányába.

A mágneses pólusok néhány százezer évenként kicserélődnek.









Mágneses pólusváltások az utolsó 4,5 millió év során

A földtörténeti időskála


A földtörténeti időskála kialakulása

Az idő-rétegtani sorozatok világméretű korrelációjával a XIX. sz. első felében elkészült a földtörténeti időskála.

A földtörténeti időskála. Az években mért adatok radiometrikus mérések alapján ismertek. A felsorolt egységeken belül a geológiában még finomabb beosztás is használatos

A Föld korának becslése a természettudományok fejlődése során. 1: Ussher: a Biblia alapján, 2-3: Buffon, Lyell: az üledékképződés sebessége alapján, 4: Kelvin: termodinamikai számítások alapján, 5: Joly: a tenger sótartalma alapján, 6: radiometrikus mérési adatok alapján

A radiometrikus kormeghatározás

Radioaktivitás felfedezése: 1886

1950-es évektől vannak megbízható adatok.

A radiometrikus kormeghatározás lényege:

  • Radioaktív izotópokból stabil izotópok keletkeznek
  • A folyamat jellemzője a felezési idő
  • A bomló atomok száma exponenciálisan csökken
  • A 40 ismert radioaktív izotóp felezési idejét (bomlási állandóját) meghatározták
  • A kiindulási és a keletkezett izotópok mennyiségéből, valamint a bomlási állandóból a bomlás időtartama (a kőzet kora) meghatározható

A 238U izotóp átalakulása 206Pb izotóppá. A bomlási görbe a kiindulási anyag exponenciálisan csökkenő mennyiségét mutatja. A 238U izotóp felezési ideje 4,51 millió év. Minden rákövetkező 4,51 millió év periódusban az adott periódus kiindulási anyagmennyiségének fele bomlik el

  • Magmás kőzetek radiometrikus kora: a megszilárdulás időpontja
  • Üledékes kőzetek radiometrikus kora: a glaukonit tartalmú kőzetekre alkalmazható, a leülepedés időpontját adja meg
  • Metamorf kőzetek radiometrikus kora: az átkristályosodás időpontja
  • Az üledékes rétegek kora az azokat átszelő magmás dájkok alapján is kalkulálható
Kiindulási izotópFelezési idő évekbenKeletkezett izotópAlkalmazhatóság (az izotópot tartalmazó anyag)
szén-145730nitrogén-14csontok, fa, faszén
urán-235707 millióólom-207cirkon, U-ásványok
(magmás és metamorf kőzetek)
kálium-401,27 milliárdargon-40csillám, földpát, amfiból, glaukonit
(magmás és üledékes kőzetek)
urán-2384,51 milliárdólom-206cirkon, U-ásványok
(magmás és metamorf kőzetek)
rubidium-8747 milliárdstroncium-87földpátok, csillámok
(magmás és metamorf kőzetek)

A radiometrikus mérésekhez használt fontosabb izotópok és felhasználhatósági területük

Az üledékes kőzeteket átszelő andezit dájk radiometrikus kora meghatározható. Konkordáns település esetén a legfelső, átszelt réteg ennél kissé idősebb, az érintetlen réteg kissé fiatalabb. Ha ezek ősmaradványt tartalmaznak, a más kőzetekben talált ugyanilyen fosszíliák alapján azoknak a rétegeknek a korára is következtethetünk

Fission-track (hasadvány nyom) módszer:

  • Az 238U izotóp bomlása roncsolja a kristályrácsot
  • Polírozott ásványfelületen a roncsolásnyomok mérhetők
  • Összehasonlító alapon a bomlás időtartama számítható








Hasadvány nyomok apatitban (a hosszú csíkok polírozási karcok). Képmagasság 90 mikrométer

A földtörténeti időskála és az években mért idő

Az időskála kezdőpontja: a Föld kialakulása, 4,6 milliárd évvel ezelőtt

A fő egységek időhatárai: kihalási események, 570, 240 és 66 millió évvel ezelőtt


előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal