Методы восстановления абсолютной геохронологии

А бсолютная геохронология представляет собой учение об измерении геологического времени, выраженного в обычных абсолютных астрономических единицах – годах. Особую ценность приобретает при определении возраста магматических пород и пород, возникших на ранних этапах развития Земли, так как здесь методы относительной геохронологии почти бессильны.

Определение времени развития отдельных, в основном, кратковременных, событий представляется возможным с помощью анализа сезонного (годичного) развития Земли. Эти методы называются сезонно-климатическими.

1. Сезонно-климатические методы

Развитие ряда геологических и тем более биологических процессов связаны с сезонными (годичными) изменениями климата, например, всем известные годичные кольца на стволах деревьев сохраняются и на ископаемых окаменелых стволах. Такие же годичные (сезонные) слойки роста обнаруживаются в известковых постройках кораллов. Наряду с сезонными слойками роста в кораллах иногда выявляют очень тонкие пары слойков суточного роста (ночные более тонкие и темные). Таким образом определяют в годах и даже днях, сколько времени пошло на образование известкового скелета данного коралла.

На основании изучения древних четырехлучевых кораллов американский ученый Дж. Уэльс сделал вывод о том, что в девонском году было 400 дней, а в триасовом – 380.

Годичные слои обнаруживаются и в осадочных горных породах, отложенных в поймах или дельтах рек, а еще чаще в озерных отложениях – ленточных глинах или бумажных сланцах, в которых закономерно чередуются два тонких слоя: песчаный и глинистый. Материал для образования первого поступает в озеро весной при таянии снега или льда. При этом на дне осаждаются более крупные песчаные частицы, образуя первый слой. Зимой принос материала прекращается и оседает только тонкая глинистая муть, ранее не успевшая осадиться, формируя второй слой. Следующий год дает очередную пару слойков. Шведский ученый де Геер в разрезе озерных отложений своей страны насчитал 33 000 слойков, определив, что их образование продолжалось в течение 16,5 тыс. лет. Иными словами, слоистая толща может свидетельствовать не только о последовательности, но и о продолжительности образования слоев. Таким же способом вычисляют время накопления соленосных толщ, учитывая, что каждый тонкий слой соли осаждался только в летнее время. Но, к сожалению, подобные сезонные образования встречаются редко и по ним проводить широкие геохронологические исследования невозможно. Следовательно, данный метод имеет ограниченное значение.

2. Радиологические или изотопные методы.

Возникли только в ХХ веке после открытия естественной радиоактивности. В 1902 году Пьер Кюри впервые высказал идею о возможности опрелять возраст минералов по распаду радиоактивных изотопов. Основные типы радиоактивных изотопов и их производные:

²³⁸U→²⁰⁶Pb + 8 He

²³⁵U→²⁰⁷Pb + 7 He

²³²Th→²⁰⁸Pb + 6 He

⁸⁷Rb→ ⁸⁷Sr + β

¹⁴⁷Sm →¹⁴³Nd + He

¹⁸⁷Re → ¹⁸⁷Os + β

⁴⁰K → ⁴⁰Ca +⁴⁰Ar

¹⁴C → ¹⁴N

Радиоактивные изотопы в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. С момента образования минерала в нем начинают накапливаться продукты самопроизвольного распада изотопов. Процесс распада происходит со строго постоянной скоростью. Никакие внешние факторы не могут ни ускорить, ни замедлить этот процесс. При распаде материнских изотопов образуются новые дочерние изотопы.

В зависимости от того, по изотопам какого радиоактивного химического элемента и соответствующего ему продукта распада производится определение возраста, в изотопной геохронологии различают несколько методов:

1) уран-свинцовый получил первым применение, основан на соотношении количества нерасщепившихся атомов урана и вновь образованных атомов свинца со времени возникновения породы или минерала. Расчет возраста производится по формуле:

1 D

t = --- ln {--- + 1}

X P

где: t - возраст минерала,

D и Р - найденные в минерале дочерние и родительские изотопы,

Х – константа распада изотопа,

ln - натуральный логарифм с основанием е, где

е = lim (1+1/m)^m

^m→∞

Производным уран-свинцового метода является

Дата добавления: 2015-08-26