Historiallinen geologia: tieteen perusteet, perustajat, kirjallisuuskatsaus

Sisällysluettelo:

Historiallinen geologia: tieteen perusteet, perustajat, kirjallisuuskatsaus
Historiallinen geologia: tieteen perusteet, perustajat, kirjallisuuskatsaus
Anonim

Historiallinen geologia keskittyy geologisiin prosesseihin, jotka muuttavat maan pintaa ja ulkonäköä. Se käyttää stratigrafiaa, rakennegeologiaa ja paleontologiaa määrittääkseen näiden tapahtumien järjestyksen. Se keskittyy myös kasvien ja eläinten kehitykseen eri aikajaksoilla geologisessa mittakaavassa. Radioaktiivisuuden löytäminen ja useiden radiometristen ajoitusmenetelmien kehittäminen 1900-luvun alkupuoliskolla tarjosivat keinon johtaa geologisen historian absoluuttiset ja suhteelliset iät.

Arkean aikakausi
Arkean aikakausi

Talousgeologia, polttoaineiden ja raaka-aineiden etsintä ja t alteenotto riippuu pitkälti tietyn alueen historian ymmärtämisestä. Ympäristögeologian, mukaan lukien maanjäristysten ja tulivuorenpurkausten geologisen vaaran määrittäminen, on myös sisällettävä yksityiskohtaiset tiedot geologisesta historiasta.

Founding Scientists

Nikolai Steno, joka tunnetaan myös nimellä Niels Stensen, oli ensimmäinen, joka havaitsi ja ehdotti joitain historiallisen geologian peruskäsitteitä. Yksi näistä käsitteistä oli, että fossiilit tulivat alun perin elämisestäorganismit.

James Hutton ja Charles Lyell vaikuttivat myös Maan historian varhaiseen ymmärtämiseen. Hutton ehdotti ensin uniformitarismin teoriaa, joka on nykyään perusperiaate kaikilla geologian alueilla. Hutton kannatti myös ajatusta, että Maa oli melko vanha, toisin kuin tuolloin vallinnut käsitys, jonka mukaan maa oli vain muutama tuhat vuotta vanha. Uniformismi kuvaa maapalloa samojen luonnonilmiöiden luomana, jotka toimivat nykyään.

tieteenalan historia

Vallitseva 1700-luvun käsitys lännessä oli usko, että erilaiset kataklysmiset tapahtumat olivat hallinneet maapallon hyvin lyhyttä historiaa. Tätä näkemystä tukivat voimakkaasti Abrahamilaisten uskontojen kannattajat, jotka perustuivat suurelta osin kirjaimelliseen uskonnollisten raamatuntekstien tulkintaan. Uniformitarismin käsite kohtasi huomattavaa vastustusta ja johti kiistoihin ja keskusteluun koko 1800-luvun ajan. Lukuisat löydöt 1900-luvulla tarjosivat runsaasti todisteita siitä, että maapallon historia on sekä asteittaisten prosessien että äkillisten kataklysmien tulos. Nämä uskomukset ovat nyt historiallisen geologian perusta. Katastrofaalit tapahtumat, kuten meteoriittien törmäykset ja suuret tulivuoren räjähdykset, muokkaavat maan pintaa asteittaisten prosessien, kuten sään, eroosion ja sedimentoitumisen, ohella. Nykyisyys on avain menneisyyteen ja sisältää sekä katastrofaalisia että asteittaisia prosesseja, mikä saa meidät ymmärtämään suunnittelua.historiallisten alueiden geologia.

Maa Arkeassa
Maa Arkeassa

Geologinen aikaasteikko

Geologinen aikaasteikko on kronologinen päivämääräjärjestelmä, joka yhdistää geologiset kerrokset (stratigrafia) tiettyihin aikaväleihin. Ilman tämän mittakaavan perusymmärrystä ihminen tuskin ymmärtää, mitä historiallinen geologia opiskelee. Geologit, paleontologit ja muut tiedemiehet käyttävät tätä asteikkoa määrittämään ja kuvaamaan eri ajanjaksoja ja tapahtumia maapallon historiassa. Pohjimmiltaan moderni historiallinen geologia perustuu siihen. Asteikolla esitetty geologisten aikavälien taulukko on yhdenmukainen Kansainvälisen stratigrafian komission vahvistaman nimikkeistön, päivämäärien ja vakiovärikoodien kanssa.

Ajanjaon ensisijaiset ja suurimmat yksiköt ovat eoneja, jotka seuraavat toisiaan peräkkäin: Hadean, Arkea, Proterotsoic ja Fanerozoic. Eonit on jaettu aikakausiin, jotka puolestaan jaetaan ajanjaksoihin, ja jaksot on jaettu aikakausiin.

Aionien, aikakausien, ajanjaksojen ja aikakausien mukaan termejä "anonyymi", "eratem", "järjestelmä", "sarja", "vaihe" käytetään osoittamaan kivikerroksia, jotka kuuluvat näihin geologisen osion osiin. aika maan historiassa.

Geologit luokittelevat nämä yksiköt "varhaisiksi", "keskimmäisiksi" ja "myöhäisiksi" viitattaessa aikaan ja "alempiin", "keskimmäisiin" ja "ylempiin" vastaaviin kiviin viitattaessa. Esimerkiksi kronostratigrafiassa alempi jura vastaa geokronologiassa varhaista juraa.

Ediacaran eliöstö
Ediacaran eliöstö

Maan historia ja ikä

Radiometriset päivämäärätiedot osoittavat, että maapallo on noin 4,54 miljardia vuotta vanha. Geologisen aika-asteikon eri ajanjaksoille on yleensä ominaista vastaavat muutokset kerrosten koostumuksessa, jotka osoittavat merkittäviä geologisia tai paleontologisia tapahtumia, kuten massasukupuuttoja. Esimerkiksi liitukauden ja paleogeenin välisen rajan määrittää liitukauden ja paleogeenin sukupuuttotapahtuma, joka merkitsi dinosaurusten ja monien muiden elämänryhmien loppua.

Geologiset yksiköt sam alta aj alta, mutta eri puolilla maailmaa näyttävät usein erilaisilta ja sisältävät erilaisia fossiileja, joten samaan aikakauteen kuuluville esiintymille on historiallisesti annettu eri nimiä eri paikoissa.

Historiallinen geologia sekä peruspaleontologia ja tähtitiede

Joillakin muilla aurinkokunnan planeetoilla ja kuuilla on riittävän jäykät rakenteet pitämään kirjaa omasta historiastaan, kuten Venus, Mars ja Kuu. Hallitsevat planeetat, kuten kaasujättiläiset, eivät säilytä historiaansa vastaavalla tavalla. Massiivisten meteoriittipommitusten lisäksi tapahtumilla muilla planeetoilla oli todennäköisesti vain vähän vaikutusta Maahan, ja maan tapahtumilla oli vastaavasti vähän vaikutusta näihin planeetoihin. Siten planeetat yhdistävän aika-asteikon rakentamisella on vain rajallinen arvo Maan aika-asteikolle, paitsi aurinkokunnan kontekstissa. Näkökulmasta muiden planeettojen historialliseen geologiaan - astropaleogeologiaan - keskustellaan edelleentiedemiehet.

Kambrian aikakausi
Kambrian aikakausi

Nikolaji Stenon löytö

1600-luvun lopulla Nikolai Steno (1638-1686) muotoili Maan geologisen historian periaatteet. Steno väitti, että kivikerrokset (tai kerrostumat) laskettiin peräkkäin, ja jokainen niistä edustaa "siivua" ajasta. Hän muotoili myös superpositiolain, jonka mukaan mikä tahansa kerros on todennäköisesti vanhempi kuin sen yläpuolella olevat ja nuorempi kuin sen alapuolella olevat. Vaikka Stenon periaatteet olivat yksinkertaiset, niiden soveltaminen osoittautui vaikeaksi. Stenon ideat johtivat myös muiden tärkeiden käsitteiden löytämiseen, joita nykygeologitkin käyttävät. 1700-luvulla geologit ymmärsivät, että:

  1. Tasossekvenssit ovat usein kuluneita, vääristyneitä, vinossa tai jopa käänteisiä.
  2. Samaan aikaan eri alueilla asetetuilla strateilla voi olla täysin erilaiset rakenteet.
  3. Jokaisen alueen kerrokset ovat vain osa maapallon pitkää historiaa.
Permin aika
Permin aika

James Hutton ja Plutonismi

Silloin suositut neptunistiset teoriat (Abraham Wernerin (1749-1817) 1700-luvun lopulla esittämät) mukaan kaikki kivet ja kivet olivat peräisin jostain v altavasta tulvasta. Suuri ajattelun muutos tapahtui, kun James Hutton esitteli teoriansa Edinburghin kuninkaalliselle seuralle maalis-huhtikuussa 1785. John McPhee väitti myöhemmin, että James Huttonista tuli modernin geologian perustaja sinä päivänä. Hutton ehdotti, että maan sisäpuoli on erittäin kuuma ja että se on lämminoli moottori, joka kannusti luomaan uusia kiviä ja kiviä. Sitten maapalloa jäähdytettiin ilmalla ja vedellä, jotka asettuivat merien muodossa - mitä esimerkiksi vahvistaa osittain Uralin ylitse meren historiallinen geologia. Tämä teoria, joka tunnetaan nimellä "Plutonismi", oli hyvin erilainen kuin "Neptunuksen" teoria, joka perustuu vesivirtausten tutkimukseen.

Triasskausi
Triasskausi

Historiallisen geologian muiden perusteiden löytäminen

Ensimmäiset vakavat yritykset muotoilla geologinen aika-asteikko, jota voidaan soveltaa kaikkialla maapallolla, tehtiin 1700-luvun lopulla. Menestynein noista varhaisista yrityksistä (mukaan lukien Wernerin) jakoi maankuoren kivet neljään tyyppiin: ensisijainen, sekundaarinen, tertiäärinen ja kvaternaari. Jokainen kivityyppi teorian mukaan muodostui tietyn ajanjakson aikana maapallon historiassa. Siten voitaisiin puhua "tertiaarikaudesta" sekä "tertiaarisista kivistä". Itse asiassa termiä "tertiaarinen" (nykyisin paleogeeni ja neogeeni) käytetään edelleen usein dinosaurusten sukupuuttoon kuolemisen jälkeisen geologisen ajanjakson nimenä, kun taas termi "kvaternaari" on edelleen nykyisen ajanjakson virallinen nimi. Käytännön ongelmat historiallisesta geologiasta tarjottiin nojatuoliteoreetikoille erittäin nopeasti, koska kaikki, mitä he itse ajattelivat, oli todistettava käytännössä - pääsääntöisesti pitkien kaivausten kautta.

Sedimenttien fossiilipitoisuus

Kerrosteiden tunnistaminen niiden fossiilien perusteella, ensimmäisenä ehdottivat William Smith, Georges Cuvier, Jean d'Amalius d'Allah jaAlexander Bronnart 1800-luvun alussa antoi geologille mahdollisuuden jakaa maapallon historian tarkemmin. Sen avulla he pystyivät myös kartoittamaan tasoja kansallisten (tai jopa mannerten) rajojen varrella. Jos kaksi kerrosta sisälsivät samoja fossiileja, ne kerrostettiin samaan aikaan. Historiallisesta ja alueellisesta geologiasta oli v altavasti apua tämän löydön tekemisessä.

Jurassic kausi
Jurassic kausi

Geologisten ajanjaksojen nimet

Varhaista työtä geologisen aika-asteikon kehittämiseksi hallitsivat brittiläiset geologit, ja geologisten ajanjaksojen nimet heijastavat tätä määräävää asemaa. "Cambrian" (Walesin klassinen nimi), "Ordovician" ja "Silur", jotka on nimetty muinaisten Walesin heimojen mukaan, olivat ajanjaksoja, jotka määriteltiin käyttämällä Walesista peräisin olevia stratigrafisia sekvenssejä. "Devon" nimettiin Englannin Devonshiren kreivikunnan mukaan, kun taas "Carbon" nimettiin 1800-luvun brittigeologien käyttämien vanhentuneiden hiilimittojen mukaan. Permi on nimetty venäläisen Permin kaupungin mukaan, koska skotlantilainen geologi Roderick Murchison määritteli sen alueen kerrostumien perusteella.

Dilophosauruksen kallo
Dilophosauruksen kallo

Jotkin ajanjaksot ovat kuitenkin muiden maiden geologit määrittäneet. Saksalainen geologi Friedrich von Alberti nimesi triaskauden vuonna 1834 kolmesta erillisestä kerroksesta (trias on latinaksi "kolmio"). Ranskalainen geologi Alexandre Bronnjart nimesi jurakauden Jura-vuorten laajojen merellisten kalkkikivikivien mukaan. Liitukausi (latinan sanasta creta, jokakäännetty "liituksi") tunnisti ensimmäisen kerran belgialainen geologi Jean d'Omalius d'Halloy vuonna 1822 tutkittuaan Länsi-Euroopasta löydettyjä liitukertymiä (meren selkärangattomien kuorien kerääntymää kalsiumkarbonaattia).

Liitukausi
Liitukausi

Jaettu aikakausi

Brittiläiset geologit olivat myös edelläkävijöitä ajanjaksojen lajittelussa ja niiden jakamisessa aikakausiin. Vuonna 1841 John Phillips julkaisi ensimmäisen maailmanlaajuisen geologisen aika-asteikon, joka perustui kunkin aikakauden fossiilityyppeihin. Phillipsin asteikko auttoi standardisoimaan sellaisten termien käyttöä, kuten paleozoic ("vanha elämä"), jonka hän pidentää aikaisempaa käyttöä pidemmäksi ajaksi, ja mesozoic ("keskielämä"), jonka hän keksi itse. Niille, jotka ovat edelleen kiinnostuneita oppimaan tästä upeasta maan historian tieteestä, mutta joilla ei ole aikaa lukea Phillipsiä, Stenoa ja Huttonia, voimme neuvoa Koronovskin historiallista geologiaa.

Suositeltava: