Ke ʻAno Geochronology i ka Hoʻoholo ʻana i ka Makahiki o ka Honua
ʻO Geochronology kahi lālā o ka ʻepekema honua e aʻo ana i ka hoʻopaʻa ʻana o nā mea geological a me ke kaʻina o nā hanana i hoʻokumu i ka Honua. Ma o ka geochronology, hiki i nā kānaka ʻepekema ke pane i nā nīnau kumu: pehea ka makahiki o ka Honua, i ka wā i hoʻokumu ʻia ai kekahi mau pōhaku, a pehea e wehe ʻia ai ka mōʻaukala o ka honua i ka hala ʻana o ka manawa. ʻAʻole hana ʻia ka hoʻoholo ʻana i ka makahiki o ka Honua ma ka "helu ʻana i hope" mai kahi hanana hoʻokahi, akā ma o ka hui pū ʻana o nā ʻano hana hoʻoikaika like ʻana—ʻo ia hoʻi ka radiometric dating, stratigraphy, a me ka pilina fossil. I kēia manawa, ua ʻae nui ʻia ka makahiki o ka Honua ma kahi o 4,54 biliona mau makahiki, he hopena o ka ʻaelike o nā hōʻike geochemical a me astronomical.
Nā Kumu o ka Geochronology
Ma keʻano laulā, ua māhele ʻia nā ʻano hana geochronological i ʻelua mau pūʻulu nui: ka hoʻopaʻa inoa pili a me ka hoʻopaʻa inoa paʻa. ʻAʻole hāʻawi ka hoʻopaʻa inoa pili i kahi makahiki ma nā makahiki, akā hoʻoholo i ke kaʻina o nā hanana—ʻo wai ka mea ʻelemakule a ʻo wai ka mea ʻōpiopio. ʻO nā hiʻohiʻona e komo pū me ke kumumanaʻo o ka superposition (ʻo nā papa sedimentary haʻahaʻa he ʻelemakule pinepine), ka pilina truncation (ʻo kahi magma intrusion e ʻoki ana i nā papa kahiko he ʻōpio), a me nā unconformities, e hōʻike ana i ka "manawa nalowale" ma muli o ka erosion a i ʻole ka nele o ka deposition.
I ka hoʻohālikelike ʻana, hāʻawi ka hoʻopaʻa inoa paʻa (ʻoi aku ka pololei o ka helu ʻana) i kahi kuhi makahiki ma nā helu, no ka laʻana "he 250 miliona mau makahiki kēia pōhaku." ʻO ke ʻano helu hilinaʻi loa no nā makahiki kahiko loa, ʻo ia ka hoʻopaʻa inoa radiometric, ma muli o ka palaho o nā mea radioactive i loko o nā mea kaikamahine ma kahi wikiwiki i wānana ʻia.
Nā Kumumanaʻo o ka Lā Radiometric
Hana ka hoʻopaʻa inoa ʻana o Radiometric no ka mea he paʻa ʻole kekahi mau ʻātoma a palaho maoli i loko o nā ʻātoma ʻē aʻe. Hōʻike ʻia ka wikiwiki o kēia palaho ma ke ʻano o ka hapalua ola, ʻo ia ka manawa e pono ai no ka hapalua o nā ʻātoma makua e lilo i mau ʻātoma kaikamahine. No ka mea, he waiwai kino mau ka hapalua ola ma lalo o nā kūlana kūlohelohe, hiki ke hoʻohana ʻia ka lakio o nā mea makua a me ke kaikamahine i loko o kahi mineral e helu i kona mau makahiki mai ka manawa e "laka" ai ka mineral i kāna ʻōnaehana (pani ʻana), ʻo ia hoʻi, i ka wā e hoʻomaʻalili ai ka mineral a ʻaʻole hiki i nā mea makua a me ke kaikamahine ke neʻe maʻalahi i loko a i waho.
Eia nō naʻe, he mea nui e hoʻomaopopo he mea maʻamau ka hoʻoholo ʻana o ka radiometric dating i ka makahiki o ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā minerala a i ʻole ke anuanu ʻana, ʻaʻole wale ka makahiki o ka "pōhaku" i kekahi ʻano. No ka laʻana, hiki i nā pōhaku metamorphic ke hōʻike i ka makahiki o ka metamorphism, ʻoiai ʻo nā sediments pinepine i loaʻa nā hua mineral i ʻoi aku ka kahiko ma mua o ko lākou manawa o ka waiho ʻana.
ʻAno Uranium–Lead (U–Pb): Ke Kia o ka Hoʻoholo ʻana i ka Makahiki Kahiko
ʻO kekahi o nā ʻano hana koʻikoʻi no nā pōhaku kahiko ʻo ia ke ʻano Uranium–Lead (U–Pb), i hoʻopili pinepine ʻia i ka mineral zircon (ZrSiO₄). He mea pono loa ka Zircon no ka mea:
1. Hiki ke hoʻokomo i ka uranium i loko o kona ʻano kristal ke hoʻokumu ʻia.
2. Hōʻole i ke kēpau (Pb) i ka wā o ka crystallization, no laila ʻo ka Pb i ana ʻia he hopena ia o ka palaho.
3. Kūpaʻa i ka ʻino a me ka metamorphism, no laila hiki iā ia ke mālama i nā "moʻolelo o ka manawa" kahiko loa.
Ma ka ʻōnaehana U-Pb, aia ʻelua mau kaulahao palaho nui: ʻo U-238 a i Pb-206 a me U-235 a i Pb-207. Me ʻelua "uaki" i ka manawa like, hiki i kēia ʻano hana ke nānā pono i loko. Hoʻohana nā loiloi hou i nā ʻano hana e like me LA-ICP-MS a i ʻole SIMS, hiki ke ana i nā makahiki ma ka unahi micron, e ʻae ana i nā wahi ulu zircon like ʻole e hāʻawi i ka ʻike e pili ana i nā hanana geological i hana hou ʻia.
He mea koʻikoʻi ʻo U–Pb i ka helu ʻana i ka makahiki o ka Honua no ka mea hiki iā ia ke hoʻopaʻa i ka lā ma nā pōhaku kahiko loa ma ka Honua a, ʻoi aku ka nui, e hoʻopaʻa i ka lā ma nā mea extraterrestrial e like me nā meteorites i hoʻokumu ʻia i ka Solar System mua.
Nā Hana Potassium–Argon (K–Ar) a me Argon–Argon (Ar–Ar)
Hoʻohana ke ʻano hana Potassium-Argon (K-Ar) i ka palaho o K-40 i Ar-40. No ka mea he kinoea ka argon, ʻaʻole maʻalahi ia e "mālama" ʻia i loko o nā minelala wela a hou i hoʻokumu ʻia. Ke hoʻomaʻalili ka pōhaku, hoʻomaka ka argon e paʻa i loko o ka lattice mineral. ʻO kēia ka mea e pono ai ʻo K-Ar no ka hoʻopaʻa ʻana i ka wā o nā pōhaku pele a me nā pōhaku metamorphic.
ʻO kahi ʻano ʻoi aku ka paʻakikī, ʻo Argon-Argon (Ar-Ar), ke ana i ka lakio isotope argon me ka hoʻohana ʻana i ka neutron irradiation, e hāʻawi pinepine ana i ka pololei ʻoi aku ka nui a me ka ʻae ʻana i ka nānā ʻana i ka hoʻomehana ʻanuʻu. He mea pono loa kēia ʻano hana no ka hoʻomaopopo ʻana inā ua hoʻomehana hou ʻia kahi pōhaku e "hoʻonohonoho hou" i kāna uaki radiometric.
ʻO Rubidium–Strontium (Rb–Sr) a me Samarium–Neodymium (Sm–Nd)
Hoʻohana ke ʻano hana Rb-Sr i ka palaho o Rb-87 i Sr-87. Hoʻohana pinepine ʻia kēia ʻano hana no nā pōhaku igneous a me metamorphic, ʻoi aku hoʻi me ke ʻano isochron, kahi ʻano hana e hōʻemi ana i ka pono no nā kuhi e pili ana i ka haku mele mua o nā mea kaikamahine.
I kēia manawa, ua ʻike ʻia ʻo Sm–Nd (Sm-147 e palaho ana i Nd-143) he ʻoi aku ka paʻa i nā loli metamorphic, e lilo ana ia i mea pono no ke aʻo ʻana i ka ulu ʻana o ka ʻili a me ka mantle o ka Honua. Ma waho aʻe o ka hāʻawi ʻana i nā makahiki, kōkua pū ka ʻōnaehana Sm–Nd i ka wehewehe ʻana i nā kumu magma a me ka mōʻaukala hoʻokaʻawale ʻana o ka Honua, ʻoiai hiki i ka neodymium ke lilo i hōʻailona o ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka ʻili continental mai ka mantle.
Ka Lā Pili: Stratigraphy a me nā Fossils Index
ʻOiai ke hilinaʻi nui nei ka hoʻoholo ʻana i ka makahiki o ka Honua i nā ʻano radiometric, pono pū ka geochronology i kahi ʻōnaehana stratigraphic. Hiki ke hoʻopili ʻia nā papa pōhaku sedimentary ma ka honua holoʻokoʻa me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano lithological, nā ʻano waiho ʻana, a me nā mōʻalihaku.
ʻO nā mōʻalihaku papa kuhikuhi—nā mōʻalihaku o nā meaola i ola no ka manawa pōkole akā ua hoʻolaha nui ʻia—e ʻae i nā pilina ma waena o nā wahi. Ma kēia ʻano, hiki i nā kānaka ʻepekema honua ke kūkulu i kahi pae manawa honua (e.g., Jurassic, Cretaceous, Paleogene), a laila "hoʻopaʻa" i kēlā pae pili me nā helu paʻa o nā papa lua pele i hoʻopili ʻia ma waena o nā sediments (e.g., lehu pele hiki ke hoʻopaʻa ʻia me U–Pb a i ʻole Ar–Ar).
Pehea e hoʻoholo ʻia ai ka makahiki o ka Honua?
ʻAʻole hiki ke pane ʻia ka nīnau no ka makahiki o ka Honua mai nā pōhaku kahiko loa ma ka ʻili honua wale nō, no ka mea, ke hana hou ʻia nei ka ʻili o ka Honua e nā plate tectonics: ua hoʻohaʻahaʻa ʻia ka ʻili o ke kai, ua hoʻololi ʻia ka ʻili o ka ʻāina, a ua hoʻokumu ʻia ka magma hou. No laila, hoʻohana nā kānaka ʻepekema i kekahi mau ʻano hana:
1. Nā pōhaku kahiko loa ma ka Honua: Loaʻa nā pōhaku kahiko loa ma kekahi mau cratons (nā ʻāpana paʻa o nā ʻāina nui), e like me Kanada, Greenland, Australia, a me ʻApelika Hema. ʻO nā minelala Zircon mai Western Australia, no ka laʻana, ua hoʻopaʻa ʻia ma mua o 4 biliona mau makahiki, e hōʻike ana ua hoʻokumu mua ʻia ka ʻili mua.
2. Nā meteorite a me nā mea o ka ʻōnaehana lā mua: No ka mea, ua manaʻo ʻia nā meteorite he koena o ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka ʻōnaehana lā, hāʻawi ko lākou mau makahiki i kahi palena i ka makahiki o ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka Honua. ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o U–Pb o nā meteorite (ʻoi aku hoʻi nā chondrites) e hāʻawi i kahi helu o kahi 4,56 biliona mau makahiki. Ua hoʻokumu mua ʻia ka Honua, i loko o kēia manawa like, no laila ʻo kēia helu ke kuhikuhi mua.
3. Nā Laʻana o ka Mahina: ʻO nā pōhaku mahina mai nā misionari Apollo e kōkua pū i ka hoʻokumu ʻana i kahi kaʻina manawa mua. Kākoʻo nā hoʻohālikelike ʻana o nā makahiki o ka Mahina a me ka Honua i ka manaʻo i hoʻokumu ʻia nā mea ʻelua i nā pae mua o ka Pūnaehana Lā, me ka hanana hopena nui i manaʻo ʻia ua hoʻokumu i ka Mahina.
Ma ka hoʻohui ʻana i kēia mau hōʻike, ua hoʻoholo ke kaiāulu ʻepekema he 4,54 biliona mau makahiki o ka Honua (me nā mea maopopo ʻole iki), ʻaʻole i hoʻokumu ʻia ma kahi hāpana hoʻokahi, akā ma ke kūlike o nā ʻōnaehana isotopic he nui a me nā ʻano mea he nui.
Nā Pilikia a me ka Hōʻoia
I ka hana maoli, ke kū nei ka hoʻopaʻa inoa radiometric i nā pilikia e like me:
– ʻŌnaehana hāmama: hiki i nā mea makua a keiki paha ke komo a puka i waho ma muli o ke aniau, ka metamorphism, a i ʻole nā wai hydrothermal.
– Hoʻonohonoho hou: hiki i ka hoʻomehana hou ke "hoʻonohonoho hou" i ka uaki isotopic.
– Ka haumia: ʻo ka hui ʻana o nā minelala kahiko a me nā minelala ʻōpio i loko o hoʻokahi hāpana hiki ke hūnā i nā hopena.
No laila, hilinaʻi ka geochronology hou i ka hōʻoia ʻana: me ka hoʻohana ʻana i nā minelala he nui, nā ʻano isotopic he nui, a me kahi pōʻaiapili geological maopopo. ʻO ka microanalysis o nā zircons, ke ʻano isochron, a me ka hui pū ʻana o ka ʻikepili petrological a me stratigraphic e hoʻoikaika hou i nā hopena o ka hoʻopaʻa ʻana.
Pani
He kī nā ʻano hana geochronological no ka hoʻomaopopo ʻana i ka makahiki o ka Honua a me ka mōʻaukala lōʻihi. Hāʻawi ka hoʻopaʻa inoa pili i kahi moʻo o nā hanana, ʻoiai ʻo ka hoʻopaʻa inoa radiometric e hāʻawi i nā makahiki kikoʻī. ʻO ka ʻōnaehana U-Pb no ka zircon, K-Ar/Ar-Ar no nā minelala pele, a me Rb-Sr a me Sm-Nd no nā pōhaku igneous-metamorphic e hāʻawi i ke kumu no ka hoʻoholo ʻana i nā makahiki kahiko. Ke hoʻohālikelike ʻia nā hopena o kēia mau ʻano hana me nā meteorites a me nā laʻana lunar, puka mai kahi kiʻi kūlike he 4,54 biliona mau makahiki o ka Honua. No laila, ʻaʻole wale ka geochronology he mea hana no ka "ana ʻana i ka manawa," akā he puka makani ʻepekema i loko o ka moʻolelo o ka ulu ʻana o ka honua paʻakikī loa, mai kona hoʻokumu mua ʻana a hiki i nā kūlana i ʻae ai i ke ola e ulu.
