Концепция Стенопа.
Концепции современного естествознания
Два рассмотренных метода называют стратиграфическим (от лат. stratum — настил, слой и греч. grafo — пишу, черчу, рисую) и биостратиграфическим. Они позволяют определить относительный возраст пород, какая старше и какая моложе. Но невозможно определить насколько именно лет одна порода моложе или старше другой. Иначе говоря, указанные методы позволяют определить относительный, но не абсолютный… Читать ещё >
Концепция Стенопа. Концепции современного естествознания (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Согласно его концепции, в серии нормально залегающих пластов вышележащий пласт моложе нижележащего, а секущие их трещины и минеральные жилы еще моложе. Главная идея Стенона такова: слоистая структура пород поверхности Земли представляет собой пространственное отображение геологических длительностей. Другая его идея состояла в том, что геологические объекты, имеющие одинаковое строение и являющиеся следствием одной и той же причины, одновозрастны.
В развитие идей Стенопа современные геологи упорно ведут поиск характерных органических форм или же совокупностей органических остатков, встречающиеся во многих разрезах. Если этот поиск заканчивается успехом, то соответствующие разрезы считаются одновозрастными. Определяющими формами окаменелостей являются для кембрийского периода трилобиты (вымерший класс морских членистоногих), для ордовикского периода — граптолиты (колонии из многочисленных мелких особей, подобных кораллам), для девонского периода — аммониты (подкласс головоногих моллюсков).
Два рассмотренных метода называют стратиграфическим (от лат. stratum — настил, слой и греч. grafo — пишу, черчу, рисую) и биостратиграфическим. Они позволяют определить относительный возраст пород, какая старше и какая моложе. Но невозможно определить насколько именно лет одна порода моложе или старше другой. Иначе говоря, указанные методы позволяют определить относительный, но не абсолютный возраст тех или иных геологических объектов. Очевидно, однако, что и абсолютный возраст представляет для геологов значительный интерес. Когда говорят, что возраст Земли равен 4,54 млрд лет, то речь идет об ее абсолютном возрасте.
Так называемая абсолютная геохронология является детищем не геологии, а физики. Она основана на использовании закона радиоактивного распада, согласно которому количество любого радиоактивного изотопа уменьшается со временем по экспоненциальному закону:
где N0— количество атомов в начальный момент времени; N — количество атомов по прошествии времени t; X — постоянная распада. Физический смысл X определяется следующим образом. Принимают, что N0 больше N ровно в два раза. В таком случае t называется периодом полураспада. Из формулы (4.1) следует, что 
Если в формуле (4.1) заменить А, на ее выражение через Т{^ т0 для t получается выражение.
Э го означает, что, подсчитав число атомов материнского (N) и дочернего изотопа (D = N0 — N), можно определить абсолютный возраст t по формуле.
В табл. 4.1 приведены некоторые изотопы, используемые в ядерной хронологии.
Таблица 4.1
Изотопы, используемые в ядерной хронологии.
Исходный изотоп. | Период полураспада, лет. | Ядро-продукт. |
Уран 238и | 5,9 • 1015. | Ксенон, 13б-129Хе Криптон, 86−83Кг |
Лантан mLa | 2,7- ЮН. | Церий, 138 Се. |
Калий 40К. | 1,238- 109 | Аргон, 40Аг. |
Уран 235 ?/. | 7,04 • 10″. | Свинец, 207pi) |
Углерод 14 С. | Азот, 14N. |
Исследователи имеют возможность подобрать изотоп с большим или меньшим периодом полураспада. Но, разумеется, от них потребуется в работе необходимая тщательность. В частности необходимо как можно более точное изучение истории объекта, миграции химических элементов, из которых он состоит. Если этого не сделать, то радиоизотопные часы будут либо отставать, либо спешить. Как бы то ни было, определение абсолютного возраста пород оказывается возможным. Впрочем, этот метод не всесилен.
Порой ошибочно полагают, что радиоизотопное датирование разрешило все проблемы, связанные с определением длительностей геологических объектов, в частности, оно отменяет необходимость стратиграфического времени. Дело в том, что физическое время не выражает подлинной специфики геологического времени. Геологу необходимо увязать временные характеристики с особенностями типичных геологических объектов. В этой связи он расчленяет отложения, выделяет в них отдельные толщи, слои, пачки, выясняет одновозрастные породы и их последовательность. Эта работа является успешной лишь в случае определения относительного геологического времени. Оно оказывается количественной характеристикой геологических эонов, их составляющих эр и периодов, входящих в состав эр.
Самыми большими процессуальными единицами геологии являются эоны (катархей — 4570—3800 млн лет тому назад; архей — 3800—2500 млн лет; протерозой — 2500—542 млн лет; фанерозой — 542 млн лет тому назад до нашего времени). Устройство ближайшего по времени к нам фанерозойского зона иллюстрируется табл. 4.2.
Таблица 4.2
Фанерозойская часть геохронологической шкалы.
Эон. | Эра. | Период. | Абсолютный возраст периода (начало лет назад). |
Фанерозой. | Кайнозой. | Четвертичный. | 11,7 тыс. — 5,333 млн. |
Неоген. | 5,333 млн — 33,9 млн. | ||
Палеоген. | 33,9 млн — 145 млн. | ||
Мезозой. | Мел. | 145 млн — 201,3 млн. | |
Юра. | 201,3 млн — 252,17 млн. | ||
Триас. | 252,17 млн — 298,9 млн. | ||
Палеозой. | Пермь. | 298,9 млн — 358,9 млн. | |
Карбон. | 358,9 млн — 419,2 млн. | ||
Девон. | 419,2 млн — 443,4 млн. | ||
Силур | 443,4 млн — 485,4 млн. | ||
Ордовик. | 485,4 млн — 541,0 млн. | ||
Кембрий. | 541,0 млн — 635 млн. |
Для несведущего в геологии человека указанные в табл. 4.2 абсолютные возраста периодов не выражают какой-либо закономерности. Для геолога она есть и, что крайне важно, задается соотношением эонов, эр и периодов. Таким образом, геологическое и физическое время дополняют друг друга. Что касается геохронологической шкалы[1], которую мы не стали приводить целиком из-за ее громоздкости, то она является своеобразной таблицей Менделеева для геологии.
Выводы
- • Для количественной характеристики геологических процессов разработано понятие геологического (относительного) времени, которое дополняется физическим временем.
- • Физическое время определяется методом радиоизотопной датировки.
- • При определении геологического времени, а оно является относительным, руководствуются спецификой геологических процессов.
- • Геологическое и физическое время дополняют друг друга.
- • Геохронологическая шкала выражает своеобразие геологических процессов.
- [1] ICS Subcommission for Stratigraphic Information. URL: http:// www.engineering.purdue.edu/Stratigraphy/