Bevezetés a földtörténetbe 3. hét
A földtörténeti idı Geokronológia és kronosztratigráfia
Kérdezz – felelek
Kérdezz – felelek
James Hutton (1788, 1795): Theory of the Earth 1726–1797
Alapgondolat: A Föld nagyon idıs a geológia tudományának megalapozása
Siccar-fok (Siccar Point) (DK-Skócia)
un
st
itás m r o f kon
n)
szilur ala , ag y agp e kk grauva
Sa n d d e Ol d R
ev o d ( e on
Rekord
(~felvétel)
Földtudományi kutatás, vizsgálatok
Múltbeli jelenségek, események, kölcsönhatások
Narratíva ~sztori
Az emlékezet állandósága
(Persistencia de la memoria) Salvador Dalí, 1931
Rekord
(~felvétel)
Kı Idı Narratíva ~sztori
Rétegtan (sztratigráfia)
Rétegzett kızettestek vizsgálata • • • •
geometria (architektúra) anyag (összetétel, sajátságok) eredet (keletkezési környezet) kor
Idı a helyi rétegsorban: Steno törvényei
1638–1686
• települési törvény (szuperpozíció: idısebb alul, fiatalabb felül) • eredeti vízszintesség (leülepedéskor) • oldalirányú folytonosság (laterális kontinuitás)
William Smith: korreláció ısmaradványok alapján
sok km távolság
ısmaradványok függetlenek a litológiától
1726–1797
William „Strata” Smith: gyakorlati használat (1799, 1815) megelızte az elvi alapokat (evolúció, Darwin 1859)
Cuvier magyarázata és a katasztrofizmus
1769–1832
rétegtan kihalás
A Párizsi-medencében tengeri és szárazföldi rétegek váltakoznak, az egymás utáni ısmaradványok különbözıek
A rétegtani rekord „rendszerezése”
• Rendszer (szisztéma): rétegtani egység, kızettani sajátosságok és ısmaradvány-tartalom alapján • XIX. század elejétıl kezdve, Nyugat-Európában (Nagy-Britannia, Franciaország, Németország) • Egymásra következés (szukcesszió) megállapítása • Földtörténet tagolása, idıskála egységei, relatív kor alapján
Jura, mint rétegtani egység: Jura-hegység nevébıl
Alexander von Humboldt
1799: Jura Kalkstein (Jura mészkı)
Brongniart (1829): „Terrains Jurassique”
+ ~ ~
Jura Kalkstein (Jura mészkı)
Inferior Oolite (alsó oolitos mészkı, Anglia)
A juránál idısebb rendszer: triász
kagylós mészkı
tarka homokkı
(~hármas tagolású)
A juránál fiatalabb rendszer: kréta Omalius d’Halloy: Terrain Crétacé 1822
írókréta
triász + jura + kréta = mezozoikum Carboniferous
Az élet története ahogy 1860-ban látták
…zoikum
Letölthetı: books.google.com Phillips, J. 1860: Life on the Earth, its origin and succession 8
A földtörténeti skála hierarchikus és duális eon / eonotéma éra (idı) / ératéma (idıtéma) idıszak / rendszer epoch (kor) / sorozat korszak / emelet kron / zóna
triász + jura + kréta = mezozoikum Carboniferous
fanerozoikum mezozoikum jura kora / alsó jura hettangi
Psiloceras planorbis kron / zóna
A földtörténeti skála duális
Kı
Idı
„kı-idı” egységek
idıegységek
(time-rock units)
(time units)
kronosztratigráfia
geokronológia
eonotéma ératéma (idıtéma) rendszer sorozat emelet zóna
eon éra (idı) idıszak epoch (kor) korszak kron
alsó – középsı – felsı
kora – középsı – késı
Földtörténeti skála / rétegtan rendszere – élıvilág rendszere Természetes vagy mesterséges? Intézményesen szabályozott?
Idı – idıskála: szabványosított, közös nyelv
•
Idı – idıskála
Szabványosítás: határsztratotípusok útján
• Idı – idıskála
GSSP: Global Stratotype Section and Point (Globális Sztratotípus Szelvény és Pont) Szimbolikusan: „aranyszög” beverése Az emeletek alsó határát rögzítjük, a „többi megy magától” Elsıdleges marker esemény egy konkrét szelvényben, másodlagos markerek Globális korreláció igénye és lehetısége
A határsztratotípus (GSSP: Globális Sztratotípus Szelvény és Pont)
kiválasztásának szervezetei 4
3 International Commission on Stratigraphy (Nemzetközi Rétegtani Bizottság)
Minden idıszaknak külön rétegtani albizottsága van
2
1
Emelethatárok munkacsoportjai Marker esemény, típusszelvény
Javaslattevı sztratigráfusok
A GSSP-k többsége biosztratigráfián alapul Például: kainozoikum → plankton foraminiferák A jó index fosszília:
→ gyakori → jellegzetes → nagy földrajzi elterjedéső → független az üledékes fáciestıl → rövid rétegtani elterjedéső
mezozoikum → ammoniteszek
paleozoikum → graptoliták
A Föld élıvilága evolúció útján változik Charles Darwin (1859) → evolúciós események egyszerisége
szilur/devon határ
→ Klonk (Suchomasty), Prágához közel → Monograptus uniformis elsı megjelenése → elsıként fogadták el (1972)
triász/jura határ
→ Kuhjoch (Tirol, Ausztria) → Psiloceras spelae elsı megjelenése → legutóbb elfogadott GSSP (2010)
Tengeri és szárazföldi Tr-J határszelvények
Kuhjoch triász/jura GSSP
Br eit en be rg Ta g
Ke nd e lb
oz
ac hF m.
Kö sse
nF m.
at
a nyíl a GSSP helyét mutatja
Hillebrandt et al. GSSP proposal
Távkorreláció az index ammoniteszfaj segítségével
Psiloceras spelae tirolicum n. ssp. Hillebrandt and Krystyn 2010
Psiloceras spelae Nevadából
Psiloceras cf. spelae Peruból
Lucas et al. 2007
Schaltegger et al. 2008
Biosztratigráfia más csoportok révén
kagylók, foraminiferák
Szénizotóp-sztratigráfia 12C
és 13C izotópok aránya idıben változik a Föld alrendszereiben, és ez az arány megırzıdik a kızetekben
GSSP
Ruhl, Kürschner, Krystyn 2009
δ13C kemosztratigráfiai korreláció a triász-jura határon
Csıvár Pálfy et al. 2001
Kennecott Point, Kanada Ward et al. 2001
St Audrie’s-öböl, Anglia Hesselbo et al. 2002
A jura idıszaki 87Sr/86Sr görbe: kemosztratigráfiai korrelációs lehetıség
Jenkyns et al. 2002
Mészvázú ısmaradványok: a kemosztratigráfia vizsgálati anyagai
Mágnesrétegtan (magnetosztratigráfia)
Óceánfenéki mágneses anomáliák: pólusátfordulás
Mágnesrétegtani korreláció a felsı triászban
normál (fekete) és reverz (fordított, fehér) mágneses zónák
Radiometrikus kormeghatározás: pl. U-Pb módszerrel
Az
238
U⇒
206
Pb bomlás
(T1/2 = 4.468 Ga) 234 U
238 U 234 Pa
230 Th
Atomic Number
90
226 Ra 222 Rn
218 Rn 218 At
210 Po
A felezési idıt leginkább befolyásoló bomlási lépés
214 Bi 214 Pb
218 Po
206 Pb
218 Po
214 Po
210 Bi 210 Pb
206 Tl
80
234 Th
206 Hg
130
140
Neutron Number
Az
235
U⇒
207
Pb bomlás
(T1/2 = 0.704 Ga)
235 U 231 Pa 227 Th
90
Atomic Number
223 Ra
231 Th 227 Ac
223 Fr 219 Rn
219 At
215 At
211 Po
215 Po 211 Bi
215 Bi
211 Pb
207 Pb
A felezési idıt leginkább befolyásoló bomlási lépés
207 Tl
80
130
Neutron Number
140
Cirkon szemcsék
koptatás elıtt...
...és utána
A triász-jura határ számszerő kora (Kunga-sziget, Brit Kolumbia, Kanada)
Pb/ U
U-Pb: 199,6±0,4 Ma
238
206
206
204 E2
202 200 198
A2 D1 D2
B2 C2 C1
B1 207
235
Pb/ U
Carter and Hori 2005
Pálfy et al. 2000
Ciklussztratigráfia és asztrokronológia: összefőzhetı „lebegı” kronológiák, idıtartam meghatározása
Az integrált sztratigráfia módszerei és a földtörténeti idıskála kalibrációja
kronosztratigráfia
radiometrikus kormeghatározás
biosztratigráfia
kormeghatározás, idıtartam mérése (ka, Ma)
korreláció ciklussztratigráfia, asztrokronológia
magnetosztratigráfia
Sr- és stabilizotópsztratigráfia
Kalibrált földtörténeti idıskála: szabvány és ~200 év földtani kutatásainak eredménye
•
Idı – idıskála
