8.5: Інші методи знайомств

Last updated
Save as PDF

Page ID: 36579

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Існує безліч інших методик датування геологічних матеріалів, але ми розглянемо тут лише дві з них: древокільцеве датування (тобто дендрохронологія) і датування на основі запису розворотів магнітного поля Землі.

Дендрохронологія може бути застосована до датування дуже молодих геологічних матеріалів на основі довідкових записів зростання дерев, що сягають багато тисячоліть. Найдовші такі записи можуть прийняти нас назад в 25 ка, на висоту останнього заледеніння. Однією з переваг дендрохронології є те, що, забезпечуючи наявність достовірних довідкових записів, методика може бути використана для дати події до найближчого року.

Дендрохронологія була використана на сьогоднішній день останнього великого землетрусу в зоні субдукції на узбережжі B.C., Вашингтон, і Орегон. Коли в цій обстановці трапляються великі землетруси, існує тенденція до того, що деякі прибережні райони стихають на один-два метри. Потім морська вода кидається, затоплюючи прибережні квартири і вбиваючи дерева та іншу рослинність протягом декількох місяців. Є щонайменше чотири локації вздовж узбережжя Вашингтона, які мають такі мертві дерева (і, ймовірно, багато інших в інших районах). Досліджено зразки деревини з цих дерев і порівнювали кільцеві візерунки з візерунками зі старих живих дерев регіону (рис.\(\PageIndex{1}\)).

Малюнок\(\PageIndex{1}\) Приклад древокільцевого датування мертвих дерев.

Малюнок\(\PageIndex{2}\) Місця у Вашингтоні, де мертві дерева присутні в прибережних квартирах. Зовнішня деревина з восьми дерев була датується дендрохронологією, і з них сім померли протягом 1699 року, що свідчить про те, що земля поблизу узбережжя була затоплена водою в той час.

У всіх досліджуваних місцях дерева були виявлені загиблими або в 1699 році, або дуже незабаром після цього (рис.\(\PageIndex{2}\)). На підставі цих результатів було зроблено висновок, що в цьому регіоні стався сильний землетрус десь між закінченням вегетаційного періоду 1699 року і початком вегетаційного періоду в 1700 році. Свідчення великого цунамі, яке вразило Японію 27 січня 1700 року, звузили терміни землетрусу до деякого вечора 26 січня 1700 року. Для отримання додаткової інформації див Землетрус Хуан де Фука 1700 року.

Зміни магнітного поля Землі також можуть бути використані для дати події в геологічній історії. Магнітне поле робить компаси спрямованими на Північний полюс, але, як ми побачимо в главі 10, це не завжди було так. У різні часи в минулому магнітне поле Землі повністю змінилося, і в ті часи компас вказував би на Південний полюс. Вивчаючи магнетизм у вулканічних породах, які були датовані ізотопічно, геологи змогли окреслити хронологію розворотів магнітного поля, що сягає 250 Ма. Близько 5 мільйонів років цього запису показано на малюнку\(\PageIndex{3}\), де чорні смуги представляють періоди нормального магнетизму («нормальне» значення, подібне до поточного магнітного поля), а білі смуги представляють періоди зворотного магнетизму. Ці періоди послідовної магнітної полярності дають назви, щоб полегшити їх посилання. Нинішнє нормальне магнітне поле, відоме як Brunhes, тривало протягом останніх 780 000 років. До цього був короткий зворотний період, а потім короткий нормальний період, відомий як Jaramillo.

\(\PageIndex{3}\)Малюнок Останні 5 Ма розворотів магнітного поля.

Океанічна кора намагнічується магнітним полем, яке існує, коли кора утворюється з магми. Коли він охолоджується, крихітні кристали магнетиту, які утворюються всередині магми, вирівнюються з існуючим магнітним полем, а потім залишаються таким чином після того, як вся порода затвердіє, як показано на малюнку\(\PageIndex{4}\). Кора, яка утворюється сьогодні, намагнічується в «нормальному» сенсі, але кора, яка утворилася від 780 000 до 900 000 років тому, в проміжку між нормальними періодами Брюнхеса та Харамільо, була намагнічена в «зворотному» сенсі.

У главі 9 йдеться про магнітне поле Землі, включаючи те, де і як воно генерується і чому його полярність періодично змінюється.

\(\PageIndex{4}\)Малюнок Зображення утворення намагніченої океанічної кори на розкинутому хребті. Кольорові смуги представляють періоди нормального магнетизму, а малі великі літери позначають нормальні магнітні періоди Брюнхеса, Джарамілліо, Олдувая та Гаусса (див. Рис.\(\PageIndex{2}\)).

Магнітна хронологія може бути використана як методика датування, оскільки ми можемо вимірювати магнітне поле гірських порід за допомогою магнітометра в лабораторії або цілих регіонів, буксируючи магнітометр за кораблем або літаком. Наприклад, плита Хуан де Фука, яка лежить біля західного узбережжя до н.е., Вашингтона та Орегону, є і була сформована вздовж розкидання хребта Хуан де Фука (рис.\(\PageIndex{5}\)). Частини плити, які все ще знаходяться близько до хребта, мають нормальний магнетизм, тоді як частини, які знаходяться далі (і сформовані набагато раніше), мають або нормальний, або зворотний магнетизм, залежно від того, коли утворилася скеля. Ретельно зіставивши магнітні смуги морського дна з відомою магнітною хронологією, ми можемо визначити вік в будь-якій точці на тарілці. Наприклад, ми бачимо, що найстарішій частині плити Хуан де Фука, яка не підпорядкована (біля узбережжя Орегону), трохи більше 8 мільйонів років, тоді як частина, яка підпорядковується під островом Ванкувер, становить від 0 до близько 6 мільйонів років.

\(\PageIndex{5}\)Малюнок Візерунок магнетизму в районі плити Хуан де Фука, біля західного узбережжя Північної Америки. Кольорові форми представляють частини морського дна, які мають нормальний магнетизм, а магнітна шкала часу показана з використанням тих же кольорів. Блакитні смуги представляють Brunhes, Jaramillo та Olduvai; зелений представляє Гаусса; і так далі. (Зауважте, що на цій схемі магнетизм морського дна показаний лише для плити Хуана де Фука, хоча подібні візерунки існують на Тихоокеанській плиті.)

Вправа 8.4 Магнітні знайомства

Той факт, що магнітні інтервали можуть бути тільки нормальними або зворотними, ставить значні межі на застосовність магнітного датування. Якщо ми знайдемо скелю з нормальним магнетизмом, ми не можемо знати, який нормальний магнітний інтервал він представляє, якщо ми не маємо іншої інформації.

Використовуючи Рисунок\(\PageIndex{3}\) для довідки, визначте вік породи з нормальним магнетизмом, який, як було виявлено, становить від 1,5 до 2,0 Ма на основі викопних доказів.

Як щодо скелі, яка обмежена скам'янілостями від 2,6 до 3,2 Ма і має зворотний магнетизм?

Див Додаток 3 для вправ 8.4 відповіді.

Атрибуції ЗМІ

Малюнок\(\PageIndex{2}\): © Стівен Ерл. КУБ ПО. З даних в Ямагучі, Д.К., Б.Ф. Атвотер, Д.Е. Бункер, Б.Е. Бенсон, і М.С. Рейд. 1997. Дерево-кільце датується землетрусом Каскадія 1700 року. Природа, Том 389, с. 922 — 923, 30 жовтня 1997.
Малюнок\(\PageIndex{3}\): «Геомагнітна полярність пізнього кайнозою» USGS. Адаптовано Стівеном Ерлом. Публічне надбання.