體現地球歷史的產物,岩石的奧秘
說到年齡,大家一般想到的都是各種動物或者是人類,從誕生以來到死亡的時間,對於他們的年齡我們很好理解,就像是人力,通常是以時間來衡量自己的年齡,不過對於一些事物的年齡則沒有那麼好的理解了,就像是一些古董之類的,有一些專業的人士能夠預測出古董的年齡,但普通人是難以看出來的,那麼大自然中的岩石是不是也是存在著年齡問題?
岩石是一種很普遍的存在,不論生活在什麼地方,都經常可以看到這些東西,平時我們對於岩石感覺都是司空見慣的,然而岩石也是有年齡岩石,是古代地球歷史的記錄者,是活化石,是研究地球起源演化以及人類的起源演化過程,對於我們人類了解自身,了解生活,甚至是了解地球都很有幫助。
在研究過程中,科學家發現其實地質的時間是有順序的,但是我們現在研究地質是需要一個時間表,來描述某個地質時間發生了什麼事情,也就是通俗意義說的地質年代表,所以科學家認為有必要對岩石的年齡進行相關的研究。
現在我們所觀測到的地球表面岩石可以分為三大類,按照形成時間主要是岩漿岩以及沉積岩還有就是變質岩。每一種岩石都代表著一個時間段,下面具體的來分析一下:
岩漿岩指的是地球形成的初期,在地球的核心產生大量的熱能,而這些熱能慢慢的溢出地球的表面,地球上的岩漿遍地都是,等到這些岩漿冷卻之後就形成了岩漿岩,岩漿岩的年齡指的是岩漿岩形成後距離現在的時間。
沉積岩則是由於水流或者是風化的侵蝕作用形成的,這些外力作用會導致此前形成的岩漿岩或者是變質岩被沉積到低洼處,像是海底,經過漫長的歲月之後,逐漸就形成了岩石,沉積岩的年齡指的是從形成岩石的時候到現在的時間。
變質岩,主要是由於有變質作用形成的,這種變質作用主要是分為接觸變質作用和動力變質作用,接觸變質,作用指的是滾燙的岩漿流入冷的岩石後在表面發生變質作用而形成的岩石。至於動力變質作用指的是構造運動中產生壓力作用下形成的。變質岩的年齡是由變質岩形成到現在的時間。
那麼對於這些不同岩石的年齡,科學家究竟是怎麼推算的呢?其實岩石的年齡實際上是指岩石所含礦物質中放射性同位素封閉的年齡,簡單來說就是從礦物質內的放射性同位素和其衰變產物與外界再沒有任何的交流開始。
要研究岩石的年齡,計算方法其實是一個很簡單的公式,在這個公式中存在著一種氣體,礦物質中所有的Ar都是放射衰變產生的,一般現在計算岩石的年齡基本上都是使用U-Pb法,在這種方法中,我們要如何確定礦物中的pb都是來自於衰變呢?這就需要選擇一種晶體叫做鋯石,這種晶體其在生長的過程中富集了U而同時排斥pb礦
鋯石還有一個優點,比較穩定,封閉溫度大約是在900度,這就保證了鋯石的密閉性非常好,U-Pb的衰變其實自帶相對封閉性的校驗,不過鋯石封閉溫度比較高也出現了一個問題就是鋯石在岩漿中有可能不完全融化,在下一次岩石的形成中形成結晶核,而這個過程會重複多次就形成了觀測到的典型同心環形帶。
對於岩漿岩來說,鋯石最外層的同位素年齡就是這塊牙石生成的絕對年齡,現在,隨著新方法的引進和科學技術的不斷發展,這種探測技術精確度越來越高。以此種方法可以加分別地變質岩和沉積岩進行了岩石年齡的計算。
其實除了這種方法之外,推測其年齡的方法還有很多,像是古地磁年代測定法,還有年輪年代測定,熱發光年代測定,其中我們比較熟悉的一種就是年輪年代,因為樹木就是有年輪的,人們根據年輪的數目可以推斷出樹的年齡,同樣的岩石也是這個道理,不過岩石的年齡差異非常大,有很多的岩石比人類出現的時間還要久,而有的岩石在比較年輕。
對於岩石的年齡,以上這些說法都是絕對年齡,但是在我們日常的地質勘探之中還有一種相對年齡,這種相對年齡就是基於非絕對年齡建立的,現在已經非常成熟可以為國際地質年代表發揮重要作用。
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