Усули геохронология дар муайян кардани синну соли Замин
Геохронология як соҳаи илми замин аст, ки синну соли маводҳои геологӣ ва пайдарпайии рӯйдодҳоеро, ки Заминро ташаккул додаанд, меомӯзад. Тавассути геохронология, олимон метавонанд ба саволҳои асосӣ ҷавоб диҳанд: синну соли Замин чанд аст, кай баъзе сангҳо ба вуҷуд омадаанд ва таърихи сайёра бо мурури замон чӣ гуна инкишоф меёбад. Муайян кардани синну соли Замин на танҳо бо "ҳисоб кардани ақиб" аз як ҳодиса, балки бо роҳи якҷоя кардани бисёр усулҳои мутақобилан тақвиятдиҳанда - асосан синну соли радиометрӣ, стратиграфия ва коррелятсияи сангшуда анҷом дода мешавад. Дар айни замон, синну соли Замин тақрибан 4,54 миллиард сол эътироф шудааст, ки натиҷаи ризоияти далелҳои геохимиявӣ ва астрономӣ мебошад.
Асосҳои геохронология
Умуман, усулҳои геохронологӣ ба ду гурӯҳи асосӣ тақсим мешаванд: санаи нисбӣ ва санаи мутлақ. Сани нисбӣ синну солро бо сол нишон намедиҳад, балки пайдарпайии рӯйдодҳоро муайян мекунад — кадомаш калонтар ва кадомаш ҷавонтар. Мисолҳо принсипи суперпозиция (қабатҳои таҳшинии поёнӣ одатан калонтаранд), муносибати буриш (ҳамлаи магма, ки қабатҳои кӯҳнаро бурида мегузарад, ҷавонтар аст) ва номувофиқатиро дар бар мегиранд, ки нишон медиҳанд, ки "вақти аз даст рафта" аз сабаби эрозия ё набудани таҳшиншавӣ ба вуҷуд омадааст.
Баръакс, санагузории мутлақ (дақиқтараш санагузории рақамӣ) тахмини синну солро бо рақамҳо медиҳад, масалан, "ин санг 250 миллион сол дорад." Усули рақамии боэътимодтарин барои синну соли хеле қадимӣ санагузории радиометрӣ мебошад, ки ба таҷзияи унсурҳои радиоактивӣ ба унсурҳои духтар бо суръати пешгӯишаванда асос ёфтааст.
Принсипҳои шиносоии радиометрӣ
Санҷиши радиометрӣ аз он сабаб кор мекунад, ки баъзе атомҳо ноустуворанд ва табиатан ба атомҳои дигар таҷзия мешаванд. Суръати ин таҷзия бо нимҳаёт ифода карда мешавад, ки вақти зарурӣ барои табдил ёфтани нисфи атомҳои волидайн ба атомҳои духтар аст. Азбаски нимҳаёт дар шароити табиӣ як хосияти доимии физикӣ аст, таносуби унсурҳои волидайн ва духтар дар минералро барои ҳисоб кардани синну соли он аз лаҳзаи "қуфл" кардани системаи худ (басташавӣ), яъне вақте ки минерал хунук мешавад ва унсурҳои волидайн ва духтар дигар ба осонӣ ворид ва хориҷ намешаванд, истифода бурдан мумкин аст.
Аммо, муҳим аст, ки дарк кунем, ки санаи радиометрӣ одатан синну соли ташаккул ё хунукшавии маъданро муайян мекунад, на танҳо синну соли "санг"-ро дар ҳама гуна контекст. Масалан, сангҳои метаморфӣ метавонанд синну соли метаморфизмро нишон диҳанд, дар ҳоле ки таҳшинҳо аксар вақт донаҳои минералии аз вақти таҳшиншавӣ қадимтарро дар бар мегиранд.
Усули уран-сурб (U-Pb): Сутуни муайян кардани синну соли қадим
Яке аз муҳимтарин усулҳо барои сангҳои кӯҳна усули уран-сурб (U-Pb) мебошад, ки одатан ба минерали циркон (ZrSiO₄) истифода мешавад. Циркон хеле муфид аст, зеро:
1. Қобилияти дохил кардани уран ҳангоми ташаккулёбӣ ба сохтори кристаллии он.
2. Ҳангоми кристаллшавӣ сурбро (Pb) рад мекунад, ба тавре ки Pb-и ченшуда одатан натиҷаи таҷзия аст.
3. Ба таъсири обу ҳаво ва метаморфизм тобовар аст, аз ин рӯ он метавонад "сабтҳои замон"-и хеле қадимаро нигоҳ дорад.
Дар системаи U-Pb ду занҷири асосии таҷзия вуҷуд дорад: U-238 то Pb-206 ва U-235 то Pb-207. Бо ду "соат" дар як вақт, ин усул имкон медиҳад, ки санҷиши дохилии салибӣ анҷом дода шавад. Таҳлилҳои муосир аз усулҳое ба монанди LA-ICP-MS ё SIMS истифода мебаранд, ки метавонанд синну солро дар миқёси микрон чен кунанд ва ба минтақаҳои гуногуни афзоиши циркон имкон медиҳанд, ки дар бораи рӯйдодҳои такрории геологӣ маълумот диҳанд.
U-Pb дар муайян кардани синну соли Замин муҳим аст, зеро он метавонад қадимтарин сангҳои рӯи Замин ва муҳимтар аз ҳама, санаи маводҳои беруна аз қабили метеоритҳоеро, ки дар аввали Системаи Офтобӣ ба вуҷуд омадаанд, муайян кунад.
Усулҳои калий-аргон (K-Ar) ва аргон-аргон (Ar-Ar)
Усули калий-аргон (K-Ar) аз таҷзияи K-40 ба Ar-40 истифода мебарад. Азбаски аргон газ аст, он ба осонӣ дар минералҳои гарм ва навташкилшуда "нигоҳ дошта намешавад". Ҳангоми хунук шудани санг, аргон дар шабакаи минералӣ банд мешавад. Ин K-Ar-ро барои муайян кардани синну соли сангҳои вулқонӣ ва метаморфӣ муфид мегардонад.
Як варианти мураккабтар, Аргон-Аргон (Ar-Ar), таносуби изотопҳои аргонро бо истифода аз нурпошии нейтронӣ чен мекунад, ки аксар вақт дақиқии бештарро таъмин мекунад ва имкон медиҳад, ки таҳлили гармкунии зина ба зина анҷом дода шавад. Ин усул махсусан барои фаҳмидани он ки оё санг аз гармкунии такрорӣ гузаштааст, ки соати радиометрии онро "аз нав танзим мекунад" ё не, муфид аст.
Рубидий-Стронций (Rb-Sr) ва Самарий-Неодимий (Sm-Nd)
Усули Rb-Sr аз таҷзияи Rb-87 ба Sr-87 истифода мебарад. Ин усул аксар вақт барои сангҳои магматикии ва метаморфӣ, махсусан бо усули изохронӣ, истифода мешавад, ки ин усул ниёз ба тахминҳоро дар бораи таркиби ибтидоии унсурҳои духтарӣ кам мекунад.
Дар айни замон, маълум аст, ки Sm–Nd (Sm-147 ба Nd-143 таҷзия мешавад) ба тағйироти метаморфӣ тобовартар аст, ки онро барои омӯзиши эволютсияи қишри Замин ва мантия муфид мегардонад. Илова бар пешниҳоди синну сол, системаи Sm–Nd инчунин ба тафсири манбаъҳои магма ва таърихи табақабандии Замин кӯмак мекунад, зеро неодим метавонад нишонаи ташаккули қишри қитъавӣ аз мантия бошад.
Муайянкунии нисбӣ: Стратиграфия ва сангшудаҳои индексӣ
Гарчанде ки муайян кардани синну соли Замин ба усулҳои радиометрӣ такя мекунад, геохронология инчунин ба чаҳорчӯбаи стратиграфӣ ниёз дорад. Қабатҳои сангҳои таҳшин дар саросари ҷаҳон метавонанд бо истифода аз хусусиятҳои литологӣ, нақшҳои таҳшиншавӣ ва сангшудаҳо муқоиса карда шаванд.
Сангҳои индексӣ — сангҳои организмҳое, ки муддати нисбатан кӯтоҳ зиндагӣ мекарданд, вале ба таври васеъ паҳншуда буданд — имкон медиҳанд, ки байни минтақаҳо робитаҳо ба вуҷуд оянд. Бо ин роҳ, геологҳо метавонанд миқёси вақти геологиро (масалан, давраи юра, давраи борӣ, палеоген) созанд ва сипас ин миқёси нисбиро бо шумораи мутлақи қабатҳои вулқонии байни таҳшинҳо омехташуда (масалан, хокистари вулқонӣ, ки бо U-Pb ё Ar-Ar санагузорӣ карда мешавад) «маҳкам кунанд».
Синну соли Замин чӣ гуна муайян карда мешавад?
Ба саволи синну соли Замин танҳо аз қадимтарин сангҳои рӯизаминӣ ҷавоб додан мумкин нест, зеро қишри Замин пайваста аз ҷониби тектоникаи плитаҳо коркард мешавад: қишри уқёнусӣ зери об мемонад, қишри қитъавӣ метаморфоз мешавад ва магмаи нав ба вуҷуд меояд. Аз ин рӯ, олимон аз якчанд равиш истифода мебаранд:
1. Қадимтарин сангҳо дар рӯи Замин: Сангҳои хеле қадимӣ дар якчанд кратонҳо (қисмҳои устувори қитъаҳо), ба монанди Канада, Гренландия, Австралия ва Африқои Ҷанубӣ ёфт мешаванд. Масалан, маъданҳои циркон аз Австралияи Ғарбӣ ба зиёда аз 4 миллиард сол тааллуқ доранд, ки ин нишон медиҳад, ки қишри аввал хеле барвақт ташаккул ёфтааст.
2. Метеоритҳо ва маводҳои аввали Системаи Офтобӣ: Азбаски метеоритҳо боқимондаҳои ташаккули Системаи Офтобӣ ҳисобида мешаванд, синну соли онҳо маҳдудияти синну соли ташаккули Заминро таъмин мекунад. Санаи U-Pb-и метеоритҳо (хусусан хондритҳо) рақами тақрибан 4,56 миллиард солро нишон медиҳад. Замин хеле барвақт, дар ҳамин давра, ташаккул ёфтааст, аз ин рӯ, ин рақам истиноди асосӣ мебошад.
3. Намунаҳои Моҳ: Сангҳои Моҳ аз миссияҳои Аполлон низ барои муқаррар кардани хронологияи барвақтӣ мусоидат мекунанд. Муқоисаи синну соли Моҳ ва Замин ин ақидаро дастгирӣ мекунад, ки ҳарду дар марҳилаҳои аввали Системаи Офтобӣ, аз ҷумла ҳодисаи бархӯрди бузурге, ки гумон меравад Моҳро ба вуҷуд овардааст, ташаккул ёфтаанд.
Бо дарназардошти ин далелҳо, ҷомеаи илмӣ ба хулосае меояд, ки Замин тақрибан 4,54 миллиард сол дорад (бо номуайяниҳои ночиз), на бар асоси як намуна, балки бар асоси мутобиқати бисёр системаҳои изотопӣ ва намудҳои гуногуни маводҳо.
Мушкилот ва тасдиқ
Дар амал, шиносоии радиометрӣ бо мушкилоте ба монанди:
– Системаи кушода: унсурҳои волидайн ё фаръӣ метавонанд аз сабаби фарсудашавӣ, метаморфизм ё моеъҳои гидротермалӣ ворид ва хориҷ шаванд.
– Аз нав танзимкунӣ: гармкунии дубора метавонад соати изотопиро "аз нав танзим" кунад.
– Ифлосшавӣ: омехтаи минералҳои кӯҳна ва ҷавон дар як намуна метавонад натиҷаҳоро норавшан гардонад.
Аз ин рӯ, геохронологияи муосир ба санҷиши салибӣ такя мекунад: бо истифода аз минералҳои сершумор, усулҳои изотопии сершумор ва контексти равшани геологӣ. Микротаҳлили цирконҳо, усули изохрон ва омезиши маълумоти петрологӣ ва стратиграфӣ натиҷаҳои санагузориро боз ҳам тақвият медиҳанд.
Penutup
Усулҳои геохронологӣ калиди фаҳмидани синну сол ва таърихи тӯлонии Замин мебошанд. Санҷиши нисбӣ як силсилаи рӯйдодҳоро нишон медиҳад, дар ҳоле ки санаи радиометрӣ синну соли дақиқро нишон медиҳад. Системаи U-Pb барои циркон, K-Ar/Ar-Ar барои маъданҳои вулқонӣ ва Rb-Sr ва Sm-Nd барои сангҳои магматикии метаморфӣ заминаро барои муайян кардани синну соли қадимӣ фароҳам меоранд. Вақте ки натиҷаҳои ин усулҳо бо метеоритҳо ва намунаҳои моҳ муқоиса карда мешаванд, тасвири мувофиқе ба миён меояд, ки Замин тақрибан 4,54 миллиард сол дорад. Ҳамин тариқ, геохронология на танҳо абзоре барои "чен кардани вақт", балки равзанаи илмӣ ба достони эволютсияи бениҳоят мураккаби сайёра, аз аввалин ташаккули он то шароите, ки ба рушди ҳаёт имкон медоданд, мебошад.
