1

2. A BIOSZTRATIGRÁFIAI OSZTÁLYOZÁS

(Élet-rétegtani osztályozás)

Emlékeztető:A különböző rétegtani osztályozási módszerek:

Litosztratigráfiai – (kőzettestek litológiai jellegei alapján)BiosztratigráfiaiKronosztratigráfiai

A biosztratigráfia a kőzettesteket ősmaradványtartalmuk

alapján különíti el és sorolja egységekbe csak

üledékes kőzetek esetén!

2

A biosztratigráfiai osztályozás alapegysége a BIOZÓNA

A biozóna a jellegzetes ősmaradványtartalma alapján

lehatárolható kőzettest

(tehát kalapálható kőzettest!)

A biozóna térbeli (horizontális és vertikális) lehatárolása az

ősmaradványok alapján történik, tekintet nélkül a kőzettani

bélyegekre.

3

mészkő

mészmárga

mészkő

mkőlencsés agyag

mészkő

homokkő

diszkordancia felszín

A

B

C

D

4

Különböző földtörténeti időszakok:

más-más flóra és fauna

Az evolúció során nem alakulhatott ki kétszer ugyanaz az élőlény

(az evolúció visszafordíthatatlan – Dollo törvénye)

A kőzettestek relatív kora jól megállapítható

A biosztratigráfia a kőzet viszonylagos korának a meghatározására általában a vezérkövületeket használja fel.

5

A törzsfejlődés visszafordíthatatlan nem jelenhet meg a

földtörténet során kétszer ugyanaz az élőlény.

A földtörténet során kialakultak VEZÉRKÖVÜLETEK

A vezérkövületek (indexfosszíliák) egymás utáni sorrendje a

rétegsorokban a Föld nagy területein azonos.

6

A legfontosabb vezérkövületek időbeli elterjedése

Balra: tengeriek

Foraminiferák, Archaeocyathák, Tintinninák, korallok, brachiopodák, Nautilus-félék, ammoniteszek, belemniteszek, kagylók, csigák, kagylósrákok, Trilobiták, graptoliták, conodonták,

Jobbra: szárazföldiek

Növények, szárazföldi csigák és emlősök

7

A jó vezérkövületek kritériumai:

- rövid időbeli elterjedés (gyors evolúciós tempó)

- nagy földrajzi elterjedés

- jól felismerhető

- nagy gyakorisággal található a kőzetekben

8

Egy példa a

nannoplankton zonációra

Paleogén nannoplankton zónák: NP

Neogén nannoplankton zónák: NN

(lásd táblázat)

(Sárgásmoszat)

9

3. A KRONOSZTRATIGRÁFIAI OSZTÁLYOZÁS(Idő-rétegtani osztályozás)

Emlékeztető:A különböző rétegtani osztályozási módszerek:

Litosztratigráfiai – (kőzettestek litológiai jellegei alapján)BiosztratigráfiaiKronosztratigráfiai

A kronosztratigráfiai osztályozás a kőzettesteket a kor- és

időkapcsolatok alapján jelöli és sorolja egységekbe

(a kőzetoszlopot az egymásra következő kőzettestek kora szerint

tagoljuk).

10

A kronosztratigráfiai osztályozás (tagolás) egységei:

Kronosztratigráfiai egységek

Anyagi, kalapálható kőzettestek

(hasonlóan a lito- és a

biosztratigráfiai egységekhez)

Jura rendszer

Felső-jura sorozat

Oxfordi emelet

EZ KALAPÁLHATÓ KŐZET!

11

Vigyázat: kettősség!

Minden kronosztratigráfiai egység a földtörténeti idő 1-1 kisebb-

nagyobb szegmentumát is képviseli

= geokronológiai (történelmi) egységek

Jura időszak

Felső-jura kor

Oxfordi korszak

EZ IDŐ!

12

A rétegtani korreláció

Célja: különböző helyeken feltárt rétegtani egységek azonosítása

(párhuzamosítása) ezáltal korbesorolása

Kőzettani korreláció: a kőzettani jellegek figyelembevételével

Indexrétegek: nagy területen elterjedtek

Pl. miocén alsó riolittufa

Őslénytani korreláció: egy-egy ősmaradvány mindig egy adott

időintervallumot jelez

13

A földtörténeti időskála

A rétegek korrelációjára épülő idő-rétegtani sorozatok

minden kontinensen megegyeznek.

Világméretű korreláció az ismert rétegsorok

kronológiai sorozatait egyetlen rendszerbe foglalták.

Ennek alapja az üledékes kőzetek ősmaradványainak

relatív (egymáshoz viszonyított) kora

Földtörténeti időskála

14

Ezek csak relatív korok az eseményekre, ősmaradványok

megjelenésére vonatkozóan!

Éveket kell hozzárendelni!

Kísérletek a Föld korának meghatározására:

Nagy eltérések:

75 000 év – 1,5 millió év

A megoldás: a radiometrikus kormeghatározás

15

.

A földtörténeti

időskála

(Hartai É. 2003

Alapján, néhány érték

módosítva

Gradstein et al. 2004

alapján)

15542 Ma

488 Ma

416 Ma

444 Ma

251 Ma

299 Ma

199.6 Ma

359.2 Ma

145.5 Ma 65.5 Ma

16

A radiometrikus kormeghatározás

Radioaktivitás felfedezése 1896

A jelenség felismerője Marie Curie (1876-1934)

Ernest Rutherford (1871-1937)

„A kőzetek kora radiometrikus mérések

segítségével megadható”

17

A radioaktivitás: az atommag spontán bomlása,

elektromágneses sugárzás kibocsátásával

A bomlás során a radioaktív izotópok stabil izotópokká

alakulnak, állandó sebességgel. A folyamat irreverzibilis.

Felezési idő: a radioaktív izotópok jellemzője. Időtartam, amely

alatt a radioaktív izotóp kiindulási atomjainak a száma a felére

csökken. A csökkenés exponenciális.

18

Meghatározták a természetben ismert radioaktív izotópok (kb. 40) felezési idejét

238U 206Pb bomlási görbe, felezési idő: kb. 4 500 millió év

19

Egy adott ásványban mérjük a keletkezett stabil izotóp és a

maradvány radioaktív izotóp mennyiségét, és ismerjük a

felezési időt (a bomlási állandót) az ásvány kora egy

exponenciális összefüggés alapján kiszámítható.

A helyes mérés feltételei:

1. Az ásvány keletkezésekor csak a kiindulási izotóp volt jelen

2. A keletkezett izotópok mennyisége más forrásból nem

gyarapodik

3. A kőzetben nem zajlottak olyan folyamatok, amelyek a

kiindulási vagy végtermékek mennyiségét megváltoztatták

20

A kőzetek radiometrikus kora

Ásványok - időpont megállapítása, amikor az ásványt felépítő ionok vagy atomok kristályrácsba rendeződtek.

Mi mérhető?

- Magmás kőzet magmából való kikristályosodása

- Újrakristályosodás (metamorf kőzetek)

- Orogén övek felemelkedése, kihűlése

- Üledékes kőzet lerakódása (ha a mért ásvány az üledék

lerakódásakor kristályosodik): glaukonit (olykor illit)

21

Radiometrikus módszerek

1. 40K – 40Ar - lassú, de fiatalabb kőzetekre is jó, mert az Ar kis

mennyiségekben is mérhető

Ásványok: muszkovit, biotit, amfiból, szanidin, plagioklász, glaukonit

Hibalehetőség:

Mélységi magmás kőzetek: lassú hűlés - Ar szökése (a méréssel a blokkoló hőmérsékletre való lehűlés időpontját kapjuk)

Vulkáni kőzetek – gyors hűlés

Üledékes kőzetek – nincs Ar-diffúzió

Felezési idő: 11 900 millió év

22

2. 87Rb – 87Sr

Nagy felezési idő (kb. 50 milliárd év)

főleg prekambriumi kőzetekre

+ paleozoos magmás és metamorf

Felhasználható: muszkovit, biotit, ortoklász, mikroklin

3. Urán – ólom módszer

235U – 207Pb felezési idő: 713 millió év

238U – 206Pb 4500 millió év

100-200 millió évnél idősebb kőzetekre

23

4. Radiokarbon módszer

kozmikus sugárzás hatására a 14N izotópból az

atmoszférában folyamatosan 14C izotóp képződik

ez beépül az élő szervezetek szöveteibe

a szervezetek elhalása után:

14C bomlás 14N-gyé alakul vissza

Felezési idő: 5570 év

Legfeljebb 40 000 éves anyagok datálására

Pleisztocén-kutatás + régészet

24

5. Fission track módszer

(hasadvány-nyom” módszer)

238U izotóp tartalmú ásvány

az izotóp a bomlása során roncsolja a kristályrácsot

nyomokat hagy – az ásvány polírozott felülete vizsgálható: kis gödrök (=hasadvány nyomok)

Az egységnyi területre eső nyomok megszámolhatók

A sérüléseket összevetve a mesterségesen létrehozott rács-

sérülésekkel a bomlás időtartama kiszámolható

Csillámok, kvarc, apatit, cirkon

Egyszerű + viszonylag olcsó módszer

25

.

A földtörténeti

időskála

(Hartai É. 2003

Alapján, néhány érték

módosítva

Gradstein et al. 2004

alapján)

25542 Ma

488 Ma

416 Ma

444 Ma

251 Ma

299 Ma

199.6 Ma

359.2 Ma

145.5 Ma 65.5 Ma

26

Magnetosztratigráfia

Alapja: a kőzetek mágnesezhető ásványainak vizsgálata (magnetit, Fe3O4)

természetes remanens mágnesség („mágneses memória”)

Mérhető: mágneses mező - intenzitása

- inklinációja

Kiszámítható: a földi mágneses pólusok helyzete a kőzet keletkezésekor

27

A remanens mágnesességre épülnek

a paleomágneses mérési módszerek

Alkalmazhatóság

Magmás kőzetek (pl. bazalt): a magnetit atomjai a

Curie-pontnál (580 oC) mágneseződnek

Üledékes kőzetek: üledékképződéskor a magnetit

szemcsék beállnak a mágneses tér irányába

28

Fontos: orientált minták vétele

Pólusváltás: a földi mágneses

pólusok néhány százezer éven-

ként felcserélődnek

Normál (normal - n)

Átfordult mező (reverse – r)

29

30