Page 1
1
2. A BIOSZTRATIGRÁFIAI OSZTÁLYOZÁS
(Élet-rétegtani osztályozás)
Emlékeztető:A különböző rétegtani osztályozási módszerek:
Litosztratigráfiai – (kőzettestek litológiai jellegei alapján)BiosztratigráfiaiKronosztratigráfiai
A biosztratigráfia a kőzettesteket ősmaradványtartalmuk
alapján különíti el és sorolja egységekbe csak
üledékes kőzetek esetén!
Page 2
2
A biosztratigráfiai osztályozás alapegysége a BIOZÓNA
A biozóna a jellegzetes ősmaradványtartalma alapján
lehatárolható kőzettest
(tehát kalapálható kőzettest!)
A biozóna térbeli (horizontális és vertikális) lehatárolása az
ősmaradványok alapján történik, tekintet nélkül a kőzettani
bélyegekre.
Page 3
3
mészkő
mészmárga
mészkő
mkőlencsés agyag
mészkő
homokkő
diszkordancia felszín
A
B
C
D
Page 4
4
Különböző földtörténeti időszakok:
más-más flóra és fauna
Az evolúció során nem alakulhatott ki kétszer ugyanaz az élőlény
(az evolúció visszafordíthatatlan – Dollo törvénye)
A kőzettestek relatív kora jól megállapítható
A biosztratigráfia a kőzet viszonylagos korának a meghatározására általában a vezérkövületeket használja fel.
Page 5
5
A törzsfejlődés visszafordíthatatlan nem jelenhet meg a
földtörténet során kétszer ugyanaz az élőlény.
A földtörténet során kialakultak VEZÉRKÖVÜLETEK
A vezérkövületek (indexfosszíliák) egymás utáni sorrendje a
rétegsorokban a Föld nagy területein azonos.
Page 6
6
A legfontosabb vezérkövületek időbeli elterjedése
Balra: tengeriek
Foraminiferák, Archaeocyathák, Tintinninák, korallok, brachiopodák, Nautilus-félék, ammoniteszek, belemniteszek, kagylók, csigák, kagylósrákok, Trilobiták, graptoliták, conodonták,
Jobbra: szárazföldiek
Növények, szárazföldi csigák és emlősök
Page 7
7
A jó vezérkövületek kritériumai:
- rövid időbeli elterjedés (gyors evolúciós tempó)
- nagy földrajzi elterjedés
- jól felismerhető
- nagy gyakorisággal található a kőzetekben
Page 8
8
Egy példa a
nannoplankton zonációra
Paleogén nannoplankton zónák: NP
Neogén nannoplankton zónák: NN
(lásd táblázat)
(Sárgásmoszat)
Page 9
9
3. A KRONOSZTRATIGRÁFIAI OSZTÁLYOZÁS(Idő-rétegtani osztályozás)
Emlékeztető:A különböző rétegtani osztályozási módszerek:
Litosztratigráfiai – (kőzettestek litológiai jellegei alapján)BiosztratigráfiaiKronosztratigráfiai
A kronosztratigráfiai osztályozás a kőzettesteket a kor- és
időkapcsolatok alapján jelöli és sorolja egységekbe
(a kőzetoszlopot az egymásra következő kőzettestek kora szerint
tagoljuk).
Page 10
10
A kronosztratigráfiai osztályozás (tagolás) egységei:
Kronosztratigráfiai egységek
Anyagi, kalapálható kőzettestek
(hasonlóan a lito- és a
biosztratigráfiai egységekhez)
Jura rendszer
Felső-jura sorozat
Oxfordi emelet
EZ KALAPÁLHATÓ KŐZET!
Page 11
11
Vigyázat: kettősség!
Minden kronosztratigráfiai egység a földtörténeti idő 1-1 kisebb-
nagyobb szegmentumát is képviseli
= geokronológiai (történelmi) egységek
Jura időszak
Felső-jura kor
Oxfordi korszak
EZ IDŐ!
Page 12
12
A rétegtani korreláció
Célja: különböző helyeken feltárt rétegtani egységek azonosítása
(párhuzamosítása) ezáltal korbesorolása
Kőzettani korreláció: a kőzettani jellegek figyelembevételével
Indexrétegek: nagy területen elterjedtek
Pl. miocén alsó riolittufa
Őslénytani korreláció: egy-egy ősmaradvány mindig egy adott
időintervallumot jelez
Page 13
13
A földtörténeti időskála
A rétegek korrelációjára épülő idő-rétegtani sorozatok
minden kontinensen megegyeznek.
Világméretű korreláció az ismert rétegsorok
kronológiai sorozatait egyetlen rendszerbe foglalták.
Ennek alapja az üledékes kőzetek ősmaradványainak
relatív (egymáshoz viszonyított) kora
Földtörténeti időskála
Page 14
14
Ezek csak relatív korok az eseményekre, ősmaradványok
megjelenésére vonatkozóan!
Éveket kell hozzárendelni!
Kísérletek a Föld korának meghatározására:
Nagy eltérések:
75 000 év – 1,5 millió év
A megoldás: a radiometrikus kormeghatározás
Page 15
15
.
A földtörténeti
időskála
(Hartai É. 2003
Alapján, néhány érték
módosítva
Gradstein et al. 2004
alapján)
15542 Ma
488 Ma
416 Ma
444 Ma
251 Ma
299 Ma
199.6 Ma
359.2 Ma
145.5 Ma 65.5 Ma
Page 16
16
A radiometrikus kormeghatározás
Radioaktivitás felfedezése 1896
A jelenség felismerője Marie Curie (1876-1934)
Ernest Rutherford (1871-1937)
„A kőzetek kora radiometrikus mérések
segítségével megadható”
Page 17
17
A radioaktivitás: az atommag spontán bomlása,
elektromágneses sugárzás kibocsátásával
A bomlás során a radioaktív izotópok stabil izotópokká
alakulnak, állandó sebességgel. A folyamat irreverzibilis.
Felezési idő: a radioaktív izotópok jellemzője. Időtartam, amely
alatt a radioaktív izotóp kiindulási atomjainak a száma a felére
csökken. A csökkenés exponenciális.
Page 18
18
Meghatározták a természetben ismert radioaktív izotópok (kb. 40) felezési idejét
238U 206Pb bomlási görbe, felezési idő: kb. 4 500 millió év
Page 19
19
Egy adott ásványban mérjük a keletkezett stabil izotóp és a
maradvány radioaktív izotóp mennyiségét, és ismerjük a
felezési időt (a bomlási állandót) az ásvány kora egy
exponenciális összefüggés alapján kiszámítható.
A helyes mérés feltételei:
1. Az ásvány keletkezésekor csak a kiindulási izotóp volt jelen
2. A keletkezett izotópok mennyisége más forrásból nem
gyarapodik
3. A kőzetben nem zajlottak olyan folyamatok, amelyek a
kiindulási vagy végtermékek mennyiségét megváltoztatták
Page 20
20
A kőzetek radiometrikus kora
Ásványok - időpont megállapítása, amikor az ásványt felépítő ionok vagy atomok kristályrácsba rendeződtek.
Mi mérhető?
- Magmás kőzet magmából való kikristályosodása
- Újrakristályosodás (metamorf kőzetek)
- Orogén övek felemelkedése, kihűlése
- Üledékes kőzet lerakódása (ha a mért ásvány az üledék
lerakódásakor kristályosodik): glaukonit (olykor illit)
Page 21
21
Radiometrikus módszerek
1. 40K – 40Ar - lassú, de fiatalabb kőzetekre is jó, mert az Ar kis
mennyiségekben is mérhető
Ásványok: muszkovit, biotit, amfiból, szanidin, plagioklász, glaukonit
Hibalehetőség:
Mélységi magmás kőzetek: lassú hűlés - Ar szökése (a méréssel a blokkoló hőmérsékletre való lehűlés időpontját kapjuk)
Vulkáni kőzetek – gyors hűlés
Üledékes kőzetek – nincs Ar-diffúzió
Felezési idő: 11 900 millió év
Page 22
22
2. 87Rb – 87Sr
Nagy felezési idő (kb. 50 milliárd év)
főleg prekambriumi kőzetekre
+ paleozoos magmás és metamorf
Felhasználható: muszkovit, biotit, ortoklász, mikroklin
3. Urán – ólom módszer
235U – 207Pb felezési idő: 713 millió év
238U – 206Pb 4500 millió év
100-200 millió évnél idősebb kőzetekre
Page 23
23
4. Radiokarbon módszer
kozmikus sugárzás hatására a 14N izotópból az
atmoszférában folyamatosan 14C izotóp képződik
ez beépül az élő szervezetek szöveteibe
a szervezetek elhalása után:
14C bomlás 14N-gyé alakul vissza
Felezési idő: 5570 év
Legfeljebb 40 000 éves anyagok datálására
Pleisztocén-kutatás + régészet
Page 24
24
5. Fission track módszer
(hasadvány-nyom” módszer)
238U izotóp tartalmú ásvány
az izotóp a bomlása során roncsolja a kristályrácsot
nyomokat hagy – az ásvány polírozott felülete vizsgálható: kis gödrök (=hasadvány nyomok)
Az egységnyi területre eső nyomok megszámolhatók
A sérüléseket összevetve a mesterségesen létrehozott rács-
sérülésekkel a bomlás időtartama kiszámolható
Csillámok, kvarc, apatit, cirkon
Egyszerű + viszonylag olcsó módszer
Page 25
25
.
A földtörténeti
időskála
(Hartai É. 2003
Alapján, néhány érték
módosítva
Gradstein et al. 2004
alapján)
25542 Ma
488 Ma
416 Ma
444 Ma
251 Ma
299 Ma
199.6 Ma
359.2 Ma
145.5 Ma 65.5 Ma
Page 26
26
Magnetosztratigráfia
Alapja: a kőzetek mágnesezhető ásványainak vizsgálata (magnetit, Fe3O4)
természetes remanens mágnesség („mágneses memória”)
Mérhető: mágneses mező - intenzitása
- inklinációja
Kiszámítható: a földi mágneses pólusok helyzete a kőzet keletkezésekor
Page 27
27
A remanens mágnesességre épülnek
a paleomágneses mérési módszerek
Alkalmazhatóság
Magmás kőzetek (pl. bazalt): a magnetit atomjai a
Curie-pontnál (580 oC) mágneseződnek
Üledékes kőzetek: üledékképződéskor a magnetit
szemcsék beállnak a mágneses tér irányába
Page 28
28
Fontos: orientált minták vétele
Pólusváltás: a földi mágneses
pólusok néhány százezer éven-
ként felcserélődnek
Normál (normal - n)
Átfordult mező (reverse – r)