侏羅紀 寒武紀這類時期,是如何觀測定論的,是設想嗎

時間 2021-06-04 07:02:52

1樓:庸人啊

化石層序律啊,

根據不同岩層中的化石來確定相對的地質年代

至於地層的命名我不清楚是根據什麼來命名(你要有自己喜歡的叫法也行,只是外界不承認~)

但單純的按時間順序劃出地層年代確實不是很難再不濟用儀器測碳元素的衰變週期也可以測出岩層新老

2樓:林川登羅

在現代當然不是設想出來的。

不過假設你在18世紀以前,不論你是乙個地質學家想要去研究一塊岩石還是古生物學家要研究一塊動物骨骼,都是很難得到具體的年代,也沒有科學的判斷依據。

但從19世紀初到20世紀初人類開始用更加科學的方法研究更古老的生物,古生物學家和古人類學家創立了生物地層學和化石順序律並且用來研究古生物,但是這方法只能確定生物地層的發生順序依舊是不能確定準確的年代。

而到了到上世紀中葉以後把對放射性元素的研究成果和對地球磁極變化等方面的知識應用於測量古生物,古地層及岩石的地質年代可以比較準確地確定出他們的確切年代。19世紀末物理學家發現地球上的某些元素具有「放射性」就是有些元素會自然地放射出粒子和射線同時「衰變」成其他的元素,並且「衰變」的速度不變。

物理學家把從某種元素開始「衰變」起到有一半元素「衰變」成其他元素的時間稱作該種元素的「半衰期」。這樣看來我們可以把岩石開始凝固或生物死亡開始算起認為岩石或生物是乙個封閉的系統,然後測定岩石或生物化石中某種母元素和衰變元素的比例就會得到岩石或生物的年齡。一般情況下放射性元素會通過三種方式完成衰變過程:

一是放射阿爾法射線---放射出相當於氦原子核的粒子束,每放射乙個阿爾法粒子會減少原子量4減少原子序2。

二是放射貝塔射線---一種電子束,因電子很輕幾乎沒有質量,所以放射的結果是原子量沒有變化;

三是放射伽馬射線---放射高能量的電磁波,原子核從高能態階躍到低能態,結果原子量和原子序都不改變。大致可以用下面的公式計算被測物的年齡:

T=2tn/n0

T:被測物的年齡 t:放射性元素的半衰期 n:子元素個數 n0:母元素個數。

而一般用的該種放射元素是2023年美國化學家威拉得·利比(Willard Libby,1908-1980)宣布發明的放射性碳素(C14)斷代法,又稱為 C14 測年法,由於 C14 的半衰期(消耗一半所花費的時間)為 5730 年,正負誤差 40 年,所以可以測定的時間範圍在 58,000 至 62,000年。由於時間範圍足夠長,用於一般的人類學和古生物考古足夠了。當然如果需要更古老的測定,也可以用其他半衰期更長的放射性元素。

其原理是生物體在活著的時候會因呼吸、進食等不斷的從外界攝入碳十四,最終體內碳十四與碳十二的比值會達到與環境一致 (該比值基本不變),當生物體死亡時,碳十四的攝入停止,之後因遺體中碳十四的衰變而使遺體中的碳十四與碳十二的比值發生變化,通過測定碳十四與碳十二的比值就可以測定該生物的死亡年代。目前在人體中,碳佔整個身體質量的18%。生物體的每克碳內含有大約500億個碳14原子,其中每分鐘大約有10個碳14原子衰變。

在這裡簡單地說明一下幾種測定年代的方法。

鉀—氬法

鉀在地球上中有三種存在形式:鉀-39;鉀-40;鉀-41。其中鉀-39和鉀-41沒有放射性,只有鉀-40具有放射性。

其中鉀-39和鉀-41佔99.9%,鉀-40只佔0.01%並且鉀-40在衰變中有90%的部分會釋放出乙個電子而變成鈣-40,只有10%左右的鉀-40會衰變成氬-40。

通過放射衰變成的鈣-40沒有辦法與自然界中的鈣區分,而只能檢測被檢物中的氬-40,即使這樣少量的氬-40也足夠做分析用了,所以通常就通過分析被檢物的氬-40含量來來確定其年齡。鉀-40的半衰期為大約13億年,所以通常用鉀-氬法來確定較年輕的岩石和舊石器時代的地層。

常用的還有鈾—鉛法和碳14法。鈾有兩種同位素鈾—235和鈾—238。鈾235的子元素為鉛—207半衰期約為7億年;鈾238的子元素為鉛—206半衰期約為45億年。

碳14的子元素為氮14半衰期為2023年。

雖然有很多方法可以對岩石或古生物甚至古人類製品進行絕的年代確定,但是每一種方法都會因為其自身的特點(主要是半衰期和被測物含特定元素豐度)而有其幾乎是特定的用途。比如鉀—氬法主要用來測量長石,雲母和玄武岩等;鈾—鉛法用來測量年代更久遠甚至是地球形成初期的鋯石;

除了用同位素測量年代外,還可以用一種叫古地磁法的測量方法測量較穩定地層的地質年代。人們發現歷史上地球磁極發生過多次翻轉,並且不同年代地球的磁場強度也有較大差距,(比如兩千年前地球的磁場強度是現在的2倍,而6千年前是現在的一半)。

這些科學的測定方法就像給我們帶上了特殊的眼鏡,使我們看到了「自然之鐘」的指標。我們依據這些方法能夠知道大部分地殼岩石圈中岩層的形成年代,以及古生物化石及他們的遺跡的年代。

不過像是侏羅紀這類的時期的命名是先於科學斷代的,比如侏羅紀是十九世紀的古生物學家取自於德國、法國、瑞士邊界的侏羅山命名,其實哪怕侏羅紀這個時期算得上是岩石標誌非常明顯和清晰,也有其於三疊紀較為分明分割的第四次生物大滅絕事件,但他的開始和結束的準確時間卻如同其它古遠的地質時代,無法非常精確地被確定。

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