Predavanje 13Predavanje 13GeoloGeološško vrijemeko vrijeme

Vrijeme i geologijaVrijeme i geologija

►► 1788 1788 JamesJames HuttonHutton je pretpostavio da se geoloje pretpostavio da se geološške ke karakteristike mogu objasniti danakarakteristike mogu objasniti današšnjim njim procesima, pri procesima, pri ččemu je ogromna koliemu je ogromna količčina vremena ina vremena potrebna. potrebna. ““Nismo naNismo naššli znakove poli znakove poččetka etka –– ne ne momožžemo predvidjeti zavremo predvidjeti završšetaketak””..

►► To je postalo poznato kao princip To je postalo poznato kao princip uniformizmauniformizma, po , po kojem geolokojem geološški procesi koji se deki procesi koji se deššavaju danas, su avaju danas, su isti oni koji su se deisti oni koji su se deššavali u proavali u proššlosti.losti.

►► Npr. Imamo Npr. Imamo siltsilt i i glinu koji se taloglinu koji se taložže e u oceanu ili jezeru.u oceanu ili jezeru. TakođerTakođer, sada ili u , sada ili u ovom trenutku, ovom trenutku, momožžemo vidjeti emo vidjeti proces proces kompakcijekompakcijekojim iz takvog kojim iz takvog sedimenta nastaje sedimenta nastaje ššejlejl. Takva stijena . Takva stijena se, npr. mose, npr. možže nae naćći i na vrhu i dnu na vrhu i dnu GrandGrandCanyonCanyon--a (vidi a (vidi sliku) te se mosliku) te se možže e pretpostaviti da je pretpostaviti da je nastala istim nastala istim procesima.procesima.

►► Problem s prihvaProblem s prihvaććanjem anjem uniformizmauniformizma je je ššto su to su nprnpr. slojevi . slojevi ššejlaejla na nekim mjestima na zemlji na nekim mjestima na zemlji debeli i do 2000 m, a sedimentacija debeli i do 2000 m, a sedimentacija siltasilta i gline je i gline je manje od milimetra na godinumanje od milimetra na godinu--znaznačči da za i da za formiranje tisuformiranje tisućću metara debljine je potrebno viu metara debljine je potrebno višše e od milion godina.od milion godina.

►► Geolozi su trebali Geolozi su trebali ““satsat”” koji bi trebao raditi od koji bi trebao raditi od trenutka kada su se stijene formirale. To su dobili trenutka kada su se stijene formirale. To su dobili s s radimetrijskimradimetrijskim mjerenjem koje omogumjerenjem koje omoguććuje uje određivanje apsolutne starostiodređivanje apsolutne starosti. Prije toga (a u . Prije toga (a u upotrebi je i danas) geolozi upotrebljavaju upotrebi je i danas) geolozi upotrebljavaju relativnu starost koja se bazira na relativnu starost koja se bazira na redosljeduredosljedu događaja koji su se desili u određenom prostorudogađaja koji su se desili u određenom prostoru, a , a ččija je starost određena fosilimaija je starost određena fosilima..

►►Relativna starost: Relativna starost: ““Ova Ova ššljiva je zasađena ljiva je zasađena negdje između rođenja negdje između rođenja JoJožžee i trenutka kada i trenutka kada je je izgorilaizgorila kukućća preko puta.a preko puta.””

►►Apsolutna starost: Apsolutna starost: ““Ova Ova ššljiva je zasađena ljiva je zasađena otprilike prije otprilike prije ččetiri i pol, moetiri i pol, možžda pet godina.da pet godina.””

Relativna starostRelativna starost

►► StijenskeStijenske cjeline se dijele u cjeline se dijele u formacijeformacije, koje se , koje se mogu razlikovati od ostalih mogu razlikovati od ostalih stijenskihstijenskih masa na masa na temelju njihovih temelju njihovih litololitološškihkih ((makroskopskimakroskopski vidljivih vidljivih karakteristika stijene kao karakteristika stijene kao nprnpr boja ,sastav) boja ,sastav) karakterisitkakarakterisitka..

►► Da bi se odredio odnos između formacija mora se Da bi se odredio odnos između formacija mora se uzeti u obzir da su stijene prvotno bile uzeti u obzir da su stijene prvotno bile horizontalne. Stijene nastaju u vodi te moraju biti horizontalne. Stijene nastaju u vodi te moraju biti horizontalne (osim horizontalne (osim magmatskihmagmatskih i metamorfnih i metamorfnih stijena i nanosa delte). stijena i nanosa delte).

►►Ovako izgleda neko Ovako izgleda neko podrupodruččje kao je kao zavrzavrššni rezultat ni rezultat endodinamskihendodinamskih i i egzodinamskihegzodinamskihfaktora.faktora.

►►GeoloGeološška ka rekonstrukcija morekonstrukcija možže e odrediti koje su odrediti koje su naslage ili stijene naslage ili stijene relativno starije, a relativno starije, a koje mlađekoje mlađe..

►►Princip Princip superpozicijesuperpozicije: stijene u : stijene u neporemeneporemeććenom slijedu su sve mlađe iduenom slijedu su sve mlađe idućći i prema gore. Ako je sediment stvoren na prema gore. Ako je sediment stvoren na morskom dnu, onda prvi (ili najblimorskom dnu, onda prvi (ili najbližži dnu) je i dnu) je i najstariji.i najstariji. Koja je formacija najstarija a Koja je formacija najstarija a koja najmlađa na prethodnoj slicikoja najmlađa na prethodnoj slici??

►►Princip međusobnog odnosaPrincip međusobnog odnosa: naslage koje : naslage koje su poremesu poremeććene su starije od uzroka ene su starije od uzroka poremeporemeććaja aja (Torta (naslage) treba biti prvo (Torta (naslage) treba biti prvo ispeispeččena (istaloena (istaložžena) da bi bila rezana ena) da bi bila rezana (poreme(poremeććena).ena).

►►Kako to izgleda u prirodi?Kako to izgleda u prirodi?►►Na poNa poččetku moramo imati prostor prekriven etku moramo imati prostor prekriven

vodenim pokrivavodenim pokrivaččem koji em koji ćće omogue omoguććiti iti sedimentacijusedimentaciju

Voda

Morsko dno

►►Nakon taloNakon taložženja enja sedimenata dosedimenata doššlo lo je do poremeje do poremeććaja. aja. Kako znamo da je Kako znamo da je intruzijaintruzija granita granita bila kasnije od bila kasnije od talotaložženja?enja?

►►Boranje i erozija. Boranje i erozija. ČČega su dio ega su dio nagnuti slojevi nagnuti slojevi na desnoj , a na desnoj , a ččega na lijevoj ega na lijevoj strani? Kako strani? Kako znamo da se znamo da se desila erozija?desila erozija?

Stijene odnešene

erozijom

Eroziona površina

Prijašnji nivo terena

Granit

►►Nova Nova transgresijatransgresija i novo taloi novo taložženje. Upitnik enje. Upitnik je tu zbog slijedeje tu zbog slijedećće slike.e slike.

Voda

Novi sediment

Morsko dnoStijene odnešene erozijom

?

►►MagmatskaMagmatska žžila, ila, žžica ili ica ili dajkdajk. Temeljem nje . Temeljem nje znamo da je na naslage djelovala erozija.znamo da je na naslage djelovala erozija.

?Stijene odnešene erozijom

Dajk

Dajk vidljivna erozionojpovršini

►►Nova Nova transgresijatransgresija i novo taloi novo taložženje. Koja je enje. Koja je to to transgresijatransgresija po redu?po redu?

Nova sedimentacija

Voda

Morsko dno

►►Od ovoga Od ovoga geolozi kregeolozi krećću u u u rekonstrukciji. rekonstrukciji. PoPoččetak ove etak ove pripričče je u e je u geologeološškoj koj rekonstrukciji rekonstrukciji terena terena zavrzavrššetak.etak.

►►Ovako to moOvako to možže izgledati u prirodi. Utjecaj e izgledati u prirodi. Utjecaj ččega je ovdje najvidljiviji?ega je ovdje najvidljiviji?

►►Koji tip Koji tip diskordancijediskordancije je karakteristije karakterističčan za an za ovakve naslage?ovakve naslage?

►►A koji za ove?A koji za ove?

►►ČČega je ovo dio ega je ovo dio -- kratonakratona ili podruili područčja ja subdukcijesubdukcije??

►► Fosili su Fosili su ččesti u sedimentnim stijenama. Veesti u sedimentnim stijenama. Veććina fosilnih vrsta ina fosilnih vrsta koje se mogu nakoje se mogu naćći u stijenama je izumrla. Mnoge fosilne vrste i u stijenama je izumrla. Mnoge fosilne vrste su su žživjele tijekom sedimentacije određenih slojevaivjele tijekom sedimentacije određenih slojeva. Fosilne . Fosilne zajednice (npr. zajednice (npr. ŠŠkoljke (na slici) i pukoljke (na slici) i pužževi u plitkom moru) se evi u plitkom moru) se nastavljaju jedna na drugu u odredljivom i konanastavljaju jedna na drugu u odredljivom i konaččnom slijedu nom slijedu ((krednikredni dinosauridinosauri sigurno slijede iza sigurno slijede iza paleozojskihpaleozojskih trilobitatrilobita))

►► Pravilnost u promjeni fosilnih vrsta Pravilnost u promjeni fosilnih vrsta kroz slojeve je jedna od najjakroz slojeve je jedna od najjaččih ih ččinjenica koje podupiru teoriju injenica koje podupiru teoriju evolucije.evolucije.

►► Fosilne zajednice su mnogo bolje Fosilne zajednice su mnogo bolje za određivanje starosti nego za određivanje starosti nego pojedinapojedinaččne vrste, jer sediment je ne vrste, jer sediment je talotaložžen u vremenu kada su sve en u vremenu kada su sve fosilne vrste fosilne vrste žživjele.ivjele.

►► Provodni fosil je fosilna vrsta koja Provodni fosil je fosilna vrsta koja je jako kratko je jako kratko žživjela na velikom ivjela na velikom prostoru (prostoru (ččovjek ovjek ćće biti dobar e biti dobar provodni fosil). Za geologa idealan provodni fosil). Za geologa idealan nalaz.nalaz.

Područje 1

Područje 2

Vremenski rasponipojedinih vrsta

A

BB

C

C

Sedimenti sa kompletnimfosilnim zapisom

Sedimentni zapis sprekidom u sedimentaciji

vidljiv kroz izostanak nekih fosila

Crtkane linije ukazuju nasedimente iste starostiu različitim područjima

Erozijskidiskontinuitet

►►GeoloGeološško vrijeme ko vrijeme s glavnim s glavnim izumiranjima i izumiranjima i pojavljivanjima pojavljivanjima karakteristikarakterističčnih nih fauna. fauna.

54 050 044 041 036 029 024 5

21 0

14 6

KA MBR IJORD OVIC IJS ILURD EVON

P ERMT RIJAS

J URA

K REDA

KA RBO N

"K AMB RIJS KA EK SPLO ZIJApr vi ver tebrat ipr ve ko pnene biljkepr ve rib e čelj usnicepr vi ins ektipr ve sje menj ačepr vi kop neni verteb ratipr vi rep rilipr vi lete ći ins ektipr vo ve liko m asovn o izu miran jpr vi din osuripr vi sisa vci

pr ve pti cepr vi sisa vci s a plac entompr ve cv ijetaju će bil jke(d inosa uri, am oniti )

ra zdvaj anje P ange e

54 050 044 041 036 029 024 5

21 0

14 6

KA MBR IJORD OVIC IJS ILURD EVON

P ERMT RIJAS

J URA

K REDA

KA RBO N

"K AMB RIJS KA EK SPLO ZIJApr vi ver tebrat ipr ve ko pnene biljkepr ve rib e čelj usnicepr vi ins ektipr ve sje menj ačepr vi kop neni verteb ratipr vi rep rilipr vi lete ći ins ektipr vo ve liko m asovn o izu miran jpr vi din osuripr vi sisa vci

pr ve pti cepr vi sisa vci s a plac entompr ve cv ijetaju će bil jke(d inosa uri, am oniti )

ra zdvaj anje P ange e

540

500

440

410

360

290

245

210

146

65

KAMBRIJ

ORDOVICIJ

SILUR

DEVON

PERM

TRIJAS

JURA

KREDA

KARBON

"KAMBRIJSKA EKSPLOZIJA"

prvi vertebrati

prve kopnene biljke

prve ribe čeljusnice

prvi insektiprve sjemenjačeprvi kopneni vertebratiprvi reprili

prvi leteći insekti

prvo veliko masovno izumiranjeprvi dinosuri

prvi sisavci

prve pticeprvi sisavci sa placentom

prve cvijetajuće biljke

drugo veliko izuimiranje(dinosauri, amoniti)

razdvajanje Pangee

►► Radioaktivnost osigurava Radioaktivnost osigurava ““satsat”” koji pokoji poččinje raditi kada inje raditi kada je radioaktivni element je radioaktivni element ““zatvorenzatvoren”” u u novokristaliziranomnovokristaliziranom mineralu. Brzine kojima se mineralu. Brzine kojima se radioaktivni elementi raspadaju su poznate. Izotopi radioaktivni elementi raspadaju su poznate. Izotopi određenog elementa imaju razliodređenog elementa imaju različčiti broj iti broj netronanetrona, i isti , i isti broj protona. Kada se Ubroj protona. Kada se U--238 raspada, izgubi ukupno 238 raspada, izgubi ukupno 32 32 ččestica i postane estica i postane neradioaktivanneradioaktivan, stabilni atom. 10 , stabilni atom. 10 izgubljenih izgubljenih ččestica su protoni pa je novi element olovo estica su protoni pa je novi element olovo (Pb(Pb--206 je rezultat poluraspada U206 je rezultat poluraspada U--238)238)

U-238 Pb-206

92 protona146 neutrona

-10 p.-22 n.

82 protona124 neutrona

►►GeoloGeološška ka tablica. Uz tablica. Uz relativnu relativnu starost vidljive starost vidljive su i apsolutne su i apsolutne starosti.starosti.

Kenozoik

Kvartar

Tercijar

KredaJuraTrijas

Perm

Karbon

Devon

SilurOrdovicij

Kambrij

Mezozoik

Paleozoik

EON ERA PERIOD EPOHA

Holocen

PleistocenPliocen

OligocenMiocen

EocenPaleocen

.011.65.323.736.657.866.4144208245

286

360

408

438

505570

2,500

4,500

Fane

rozo

ikPr

oter

ozoik

Arh

aik

P r e t k a m b r i j

►► Paleozoik i glavne Paleozoik i glavne karakteristike karakteristike faune. faune. KaledonidiKaledonidi se se izdiizdižžu tijekom u tijekom silurasilura, a , a HercinidiHercinidikrajem krajem permaperma (prvo (prvo veliko izumiranje)veliko izumiranje)

►► Mezozoik i njegove Mezozoik i njegove fosilne fosilne karakteristike. karakteristike. Krajem krede Krajem krede Alpska Alpska orogenezaorogeneza((KordiljeriKordiljeri, , Himalaja, Alpe) i Himalaja, Alpe) i izumiranje izumiranje dinosauradinosaura..