පෘථිවියේ වයස තීරණය කිරීමේදී භූ කාලානුක්රමික ක්රමය
භූ කාලානුක්රම විද්යාව යනු භූ විද්යාත්මක ද්රව්යවල කාල නිර්ණය සහ පෘථිවිය හැඩගැස්වූ සිදුවීම් අනුපිළිවෙල අධ්යයනය කරන පෘථිවි විද්යාවේ ශාඛාවකි. භූ කාලානුක්රම විද්යාව හරහා, විද්යාඥයින්ට මූලික ප්රශ්නවලට පිළිතුරු දිය හැකිය: පෘථිවිය කොපමණ පැරණිද, ඇතැම් පාෂාණ සෑදුණු විට සහ ග්රහලෝකයේ ඉතිහාසය කාලයත් සමඟ දිග හැරෙන්නේ කෙසේද යන්න. පෘථිවියේ වයස තීරණය කිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ එක් සිදුවීමකින් "පසුපසට ගණන් කිරීමෙන්" නොව, බොහෝ අන්යෝන්ය වශයෙන් ශක්තිමත් කරන ක්රමවල එකතුවක් හරහාය - ප්රධාන වශයෙන් විකිරණමිතික කාල නිර්ණය, ස්ථර විද්යාව සහ පොසිල සහසම්බන්ධය. වර්තමානයේ, පෘථිවියේ වයස ආසන්න වශයෙන් වසර බිලියන 4,54 ක් ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගැනෙන අතර එය භූ රසායනික හා තාරකා විද්යාත්මක සාක්ෂිවල එකඟතාවයක ප්රතිඵලයකි.
භූ කාල විද්යාවේ මූලික කරුණු
සාමාන්යයෙන්, භූ කාලානුක්රමික ක්රම ප්රධාන කණ්ඩායම් දෙකකට බෙදා ඇත: සාපේක්ෂ කාල නිර්ණය සහ නිරපේක්ෂ කාල නිර්ණය. සාපේක්ෂ කාල නිර්ණය වසර වලින් වයසක් ලබා නොදේ, නමුත් සිදුවීම් අනුපිළිවෙල තීරණය කරයි - පැරණි සහ බාල. උදාහරණ අතරට අධිස්ථාන මූලධර්මය (පහළ අවසාදිත ස්ථර සාමාන්යයෙන් පැරණි), කප්පාදු සම්බන්ධතාවය (පැරණි ස්ථර හරහා කපා හරින මැග්මා ආක්රමණයක් තරුණ) සහ ඛාදනය හෝ තැන්පත් වීම නොමැතිකම හේතුවෙන් "නැතිවූ කාලය" පෙන්නුම් කරන නොගැලපීම් ඇතුළත් වේ.
ඊට වෙනස්ව, නිරපේක්ෂ කාල නිර්ණය (වඩාත් නිවැරදිව සංඛ්යාත්මක කාල නිර්ණය) සංඛ්යා වලින් වයස් ඇස්තමේන්තුවක් සපයයි, උදාහරණයක් ලෙස "මෙම පාෂාණය වසර මිලියන 250 ක් පැරණි ය." ඉතා පැරණි යුගයන් සඳහා වඩාත්ම විශ්වාසදායක සංඛ්යාත්මක ක්රමය වන්නේ විකිරණශීලී මූලද්රව්ය පුරෝකථනය කළ හැකි අනුපාතයකින් දියණිය මූලද්රව්ය බවට ක්ෂය වීම මත පදනම් වූ විකිරණමිතික කාල නිර්ණයයි.
විකිරණමිතික කාල නිර්ණය කිරීමේ මූලධර්ම
විකිරණමිතික කාල නිර්ණය ක්රියාත්මක වන්නේ ඇතැම් පරමාණු අස්ථායී වන අතර ස්වභාවිකව අනෙකුත් පරමාණු බවට දිරාපත් වන බැවිනි. මෙම ක්ෂය වීමේ වේගය අර්ධ ආයු කාලය අනුව ප්රකාශ වේ, එනම් මව් පරමාණුවලින් අඩක් දියණිය පරමාණු බවට පත්වීමට ගතවන කාලයයි. ස්වාභාවික තත්වයන් යටතේ අර්ධ ආයු කාලය නියත භෞතික ගුණාංගයක් වන බැවින්, ඛනිජයක මව් සහ දියණිය මූලද්රව්යවල අනුපාතය ඛනිජය එහි පද්ධතිය "අගුළු දැමූ" මොහොතේ සිට (වසා දැමූ) එනම් ඛනිජය සිසිල් වන විට සහ මව් සහ දියණිය මූලද්රව්ය තවදුරටත් පහසුවෙන් ඇතුළට සහ පිටතට ගමන් නොකරන මොහොතේ සිට එහි වයස ගණනය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය.
කෙසේ වෙතත්, විකිරණමිතික කාල නිර්ණය සාමාන්යයෙන් ඛනිජ සෑදීමේ හෝ සිසිලනය වීමේ වයස තීරණය කරන බව තේරුම් ගැනීම වැදගත්ය, ඕනෑම සන්දර්භයක "පාෂාණයේ" වයස පමණක් නොවේ. උදාහරණයක් ලෙස, පරිවෘත්තීය පාෂාණවල පරිවෘත්තීය වයස දැක්විය හැකි අතර, අවසාදිතවල බොහෝ විට ඒවායේ තැන්පත් වීමේ කාලයට වඩා පැරණි ඛනිජ ධාන්ය අඩංගු වේ.
යුරේනියම්–ඊයම් (U–Pb) ක්රමය: පුරාණ යුගය නිර්ණය කිරීමේ ස්ථම්භය
පැරණි පාෂාණ සඳහා වඩාත් වැදගත් ක්රමවලින් එකක් වන්නේ යුරේනියම්–ඊයම් (U–Pb) ක්රමයයි, එය සාමාන්යයෙන් ඛනිජ සර්කෝන් (ZrSiO₄) සඳහා යොදනු ලැබේ. සර්කෝන් ඉතා ප්රයෝජනවත් වන්නේ මන්ද:
1. යුරේනියම් සෑදෙන විට එහි ස්ඵටික ව්යුහයට ඇතුළත් කිරීමට හැකියාව ඇත.
2. ස්ඵටිකීකරණයේදී ඊයම් (Pb) ප්රතික්ෂේප කරයි, එබැවින් මනින ලද Pb සාමාන්යයෙන් ක්ෂය වීමේ ප්රතිඵලයකි.
3. කාලගුණික විපර්යාස සහ පරිවෘත්තීය ක්රියාවලියට ප්රතිරෝධී වන බැවින්, එය ඉතා පැරණි "කාල වාර්තා" ගබඩා කළ හැකිය.
U–Pb පද්ධතිය තුළ, ප්රධාන ක්ෂය වීමේ දාම දෙකක් ඇත: U-238 සිට Pb-206 දක්වා සහ U-235 සිට Pb-207 දක්වා. එකවර "ඔරලෝසු" දෙකක් සමඟින්, මෙම ක්රමය අභ්යන්තර හරස් පරීක්ෂාව සඳහා ඉඩ සලසයි. නවීන විශ්ලේෂණ LA-ICP-MS හෝ SIMS වැනි ශිල්පීය ක්රම භාවිතා කරයි, එමඟින් මයික්රෝන පරිමාණයෙන් වයස් මැනිය හැකි අතර, වෙනස් සර්කෝන් වර්ධන කලාපවලට නැවත නැවතත් භූ විද්යාත්මක සිදුවීම් පිළිබඳ තොරතුරු සැපයීමට ඉඩ සලසයි.
පෘථිවියේ පැරණිතම පාෂාණ සහ වඩාත් වැදගත් ලෙස මුල් සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ ඇති වූ උල්කාපාත වැනි පිටසක්වළ ද්රව්ය කාල නිර්ණය කළ හැකි බැවින්, පෘථිවියේ වයස ඇස්තමේන්තු කිරීමේදී U–Pb ඉතා වැදගත් වේ.
පොටෑසියම්–ආගන් (K–Ar) සහ ආගන්–ආගන් (Ar–Ar) ක්රම
පොටෑසියම්–ආගන් (K–Ar) ක්රමය K-40 සිට Ar-40 දක්වා ක්ෂය වීම භාවිතා කරයි. ආගන් වායුවක් වන බැවින්, එය උණුසුම්, අලුතින් සාදන ලද ඛනිජ වල පහසුවෙන් “ගබඩා” නොවේ. පාෂාණය සිසිල් වන විට, ආගන් ඛනිජ දැලිස තුළ සිරවීමට පටන් ගනී. මෙය ගිනිකඳු සහ පරිවෘත්තීය පාෂාණ කාල නිර්ණය කිරීම සඳහා K–Ar ප්රයෝජනවත් කරයි.
වඩාත් සංකීර්ණ විචලනයක් වන ආගන්–ආගන් (Ar–Ar), නියුට්රෝන විකිරණය භාවිතයෙන් ආගන් සමස්ථානික අනුපාතය මනිනු ලබන අතර, බොහෝ විට වැඩි නිරවද්යතාවයක් ලබා දෙන අතර පියවර-තාපන විශ්ලේෂණයට ඉඩ සලසයි. පාෂාණයක් එහි විකිරණමිතික ඔරලෝසුව “නැවත සකසන” නැවත රත් කිරීමට භාජනය වී තිබේද යන්න තේරුම් ගැනීමට මෙම තාක්ෂණය විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් වේ.
රුබීඩියම්–ස්ට්රෝන්ටියම් (Rb–Sr) සහ සමාරියම්–නියෝඩියමියම් (Sm–Nd)
Rb–Sr ක්රමය Rb-87 සිට Sr-87 දක්වා ක්ෂය වීම භාවිතා කරයි. මෙම තාක්ෂණය බොහෝ විට ආග්නේය සහ විපර්යාස පාෂාණ සඳහා භාවිතා වේ, විශේෂයෙන් දියණිය මූලද්රව්යවල ආරම්භක සංයුතිය පිළිබඳ උපකල්පන සඳහා ඇති අවශ්යතාවය අඩු කරන ක්රමයක් වන අයිසොක්රෝන් ප්රවේශය සමඟ.
මේ අතර, Sm–Nd (Sm-147 ක්ෂය වී Nd-143 බවට පත්වේ) පරිවෘත්තීය වෙනස්කම් වලට වඩා ප්රතිරෝධී බව දන්නා අතර, එය පෘථිවි කබොලෙහි සහ ප්රාවරණයෙහි පරිණාමය අධ්යයනය කිරීම සඳහා ප්රයෝජනවත් වේ. වයස් සැපයීමට අමතරව, Sm–Nd පද්ධතිය මැග්මා ප්රභවයන් සහ පෘථිවියේ අවකලනය පිළිබඳ ඉතිහාසය අර්ථ නිරූපණය කිරීමට ද උපකාරී වේ, මන්ද නියෝඩියමියම් ප්රවාරණයෙන් මහාද්වීපික කබොල සෑදීමේ සලකුණක් විය හැකි බැවිනි.
සාපේක්ෂ කාල නිර්ණය: ස්ථර විද්යාව සහ දර්ශක පොසිල
පෘථිවියේ වයස තීරණය කිරීම විකිරණමිතික ක්රම මත දැඩි ලෙස රඳා පවතින අතර, භූ කාල විද්යාවට ස්ථර විද්යාත්මක රාමුවක් ද අවශ්ය වේ. ලොව පුරා අවසාදිත පාෂාණ ස්ථර ශිලා විද්යාත්මක ලක්ෂණ, තැන්පත් කිරීමේ රටා සහ පොසිල භාවිතයෙන් සහසම්බන්ධ කළ හැකිය.
දර්ශක පොසිල - සාපේක්ෂව කෙටි කාලයක් ජීවත් වූ නමුත් පුළුල් ලෙස බෙදා හරින ලද ජීවීන්ගේ පොසිල - කලාප අතර සහසම්බන්ධතා සඳහා ඉඩ සලසයි. මේ ආකාරයෙන්, භූ විද්යාඥයින්ට භූ විද්යාත්මක කාල පරිමාණයක් (උදා: ජුරාසික්, ක්රිටේසියස්, පැලියෝජීන්) ගොඩනගා ගත හැකි අතර, පසුව අවසාදිත අතර අන්තර් සම්බන්ධිත ගිනිකඳු ස්ථරවල නිරපේක්ෂ සංඛ්යාව (උදා: U–Pb හෝ Ar–Ar සමඟ දින නියම කළ හැකි ගිනිකඳු අළු) සමඟ එම සාපේක්ෂ පරිමාණය “අගුළු” දැමිය හැකිය.
පෘථිවියේ වයස තීරණය වන්නේ කෙසේද?
පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති පැරණිතම පාෂාණවලින් පමණක් පෘථිවියේ වයස පිළිබඳ ප්රශ්නයට පිළිතුරු දිය නොහැක, මන්ද පෘථිවි පෘෂ්ඨය නිරන්තරයෙන් තහඩු භූ විද්යාව මගින් ප්රතිචක්රීකරණය කරනු ලැබේ: සාගර කබොල යටත් කර ගැනීම, මහාද්වීපික කබොල පරිවෘත්තීය වීම සහ නව මැග්මා සෑදීම සිදු වේ. එබැවින්, විද්යාඥයින් ප්රවේශයන් කිහිපයක් භාවිතා කරයි:
1. පෘථිවියේ පැරණිතම පාෂාණ: කැනඩාව, ග්රීන්ලන්තය, ඕස්ට්රේලියාව සහ දකුණු අප්රිකාව වැනි ආවාට කිහිපයක (මහාද්වීපවල ස්ථායී කොටස්) ඉතා පැරණි පාෂාණ දක්නට ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස බටහිර ඕස්ට්රේලියාවේ සර්කෝන් ඛනිජ වසර බිලියන 4 කට වඩා පැරණි බව කාල නිර්ණය කර ඇති අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ මුල් කබොල ඉතා ඉක්මනින් සෑදී ඇති බවයි.
2. උල්කාපාත සහ මුල් සෞරග්රහ මණ්ඩල ද්රව්ය: උල්කාපාත සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ නිර්මාණයේ අවශේෂ ලෙස සලකනු ලබන බැවින්, ඒවායේ වයස පෘථිවියේ නිර්මාණයේ වයසට සීමාවක් සපයයි. උල්කාපාත (විශේෂයෙන් කොන්ඩ්රයිට්) වල U–Pb කාල නිර්ණය කිරීමෙන් ආසන්න වශයෙන් වසර බිලියන 4,56 ක අගයක් ලැබේ. පෘථිවිය ඉතා ඉක්මනින්, මෙම කාල පරිච්ඡේදය තුළම නිර්මාණය වූ බැවින්, මෙම අගය ප්රාථමික යොමුව වේ.
3. චන්ද්ර සාම්පල: ඇපලෝ මෙහෙයුම්වලින් ලබාගත් චන්ද්ර පාෂාණ ද මුල් කාල නිර්ණයක් ස්ථාපිත කිරීමට උපකාරී වේ. චන්ද්රයාගේ සහ පෘථිවියේ වයස් සංසන්දනය කිරීමෙන්, සඳ සෑදුනා යැයි සැලකෙන විශාල ගැටුම් සිදුවීම ඇතුළුව, සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ මුල් අවධියේදී දෙකම ඇති වූ බවට අදහසට සහාය වේ.
මෙම සාක්ෂි ඒකාබද්ධ කරමින්, විද්යාත්මක ප්රජාව නිගමනය කරන්නේ පෘථිවිය වසර බිලියන 4,54 ක් පමණ පැරණි බවයි (කුඩා අවිනිශ්චිතතාවයන් සහිතව), එය තනි සාම්පලයක් මත නොව, බොහෝ සමස්ථානික පද්ධති සහ බොහෝ වර්ගවල ද්රව්යවල අනුකූලතාව මත පදනම් වේ.
අභියෝග සහ සත්යාපනය
ප්රායෝගිකව, විකිරණමිතික ආලය පහත සඳහන් අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි:
- විවෘත පද්ධතිය: කාලගුණය, පරිවෘත්තීය හෝ ජල තාප තරල හේතුවෙන් මව් හෝ ළමා මූලද්රව්ය ඇතුළු වී පිටවිය හැකිය.
- නැවත සැකසීම: නැවත රත් කිරීමෙන් සමස්ථානික ඔරලෝසුව "නැවත සැකසිය" හැක.
– දූෂණය: එක් සාම්පලයක පැරණි හා තරුණ ඛනිජ මිශ්රණයක් තිබීමෙන් ප්රතිඵල අපැහැදිලි විය හැක.
එමනිසා, නූතන භූ කාලානුක්රමය හරස් සත්යාපනය මත රඳා පවතී: බහු ඛනිජ, බහු සමස්ථානික ක්රම සහ පැහැදිලි භූ විද්යාත්මක සන්දර්භයක් භාවිතා කිරීම. සර්කෝන් වල ක්ෂුද්ර විශ්ලේෂණය, සමස්ථානික ක්රමය සහ පාෂාණ විද්යාත්මක සහ ස්ථර විද්යාත්මක දත්තවල සංයෝජනය මගින් කාල නිර්ණ ප්රතිඵල තවදුරටත් ශක්තිමත් කරයි.
වසා දැමීම
පෘථිවියේ වයස සහ දිගු ඉතිහාසය තේරුම් ගැනීමට භූ කාලානුක්රමික ක්රම යතුරයි. සාපේක්ෂ කාල නිර්ණය සිදුවීම් අනුපිළිවෙලක් සපයන අතර විකිරණමිතික කාල නිර්ණය නිවැරදි වයස් ලබා දෙයි. සර්කෝන් සඳහා U–Pb පද්ධතිය, ගිනිකඳු ඛනිජ සඳහා K–Ar/Ar–Ar, සහ ආග්නේය-පරිවර්තී පාෂාණ සඳහා Rb–Sr සහ Sm–Nd පැරණි යුගයන් තීරණය කිරීම සඳහා පදනම සපයයි. මෙම ක්රමවල ප්රතිඵල උල්කාපාත සහ චන්ද්ර සාම්පල සමඟ සංසන්දනය කළ විට, පෘථිවිය ආසන්න වශයෙන් අවුරුදු බිලියන 4,54 ක් පැරණි බවට ස්ථාවර චිත්රයක් මතු වේ. මේ අනුව, භූ කාල නිර්ණය යනු හුදෙක් “කාලය මැනීම” සඳහා මෙවලමක් නොව, ග්රහලෝකයේ ඇදහිය නොහැකි තරම් සංකීර්ණ පරිණාමය පිළිබඳ කතාවට විද්යාත්මක කවුළුවකි, එහි මුල්ම ගොඩනැගීමේ සිට ජීවය වර්ධනය වීමට ඉඩ දුන් තත්වයන් දක්වා.
