Қабаттардың жасын қазбалар арқылы анықтау (Qabattyń jasyn qazbalar arqılı anyqtau)
Biostratigraphy
Биостратиграфия: тау жыныстарының жасын қазба жәндіктер арқылы анықтау. Геологиялық кесімдерді салыстыру, жасын шамалау үшін пайдалы әдіс. Қазбалардың маңызы зор!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Стратиграфия, тау жыныстарының қабаттарына қазбаларды пайдалану арқылы жас мөлшерін анықтайтын ғылым.
Stratigraphy which assigns ages of rock strata by using fossils
Биостратиграфия – бұл тау жыныстарының қабаттарының салыстырмалы жасын олардың құрамындағы қазбалар жиынтығын пайдалану арқылы анықтауға және салыстыруға бағытталған стратиграфияның бір саласы. Биостратиграфияның басты мақсаты – бір геологиялық қимадағы белгілі бір горизонттың, басқа қимадағы горизонтпен бірдей уақыт кезеңін білдіретінін көрсету арқылы байланыс орнату. Бұл қабаттардағы қазбалардың маңызы зор, себебі бірдей жастағы шөгінділер жергілікті шөгінді ортаның өзгешеліктеріне байланысты мүлдем әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, бір қима балшықтан және марльден тұрса, екіншісінде әктас тастар басым болуы мүмкін. Дегенмен, егер тіркелген қазба түрлері ұқсас болса, екі шөгінді де шамамен бір уақытта қалыптасқан болуы мүмкін. Идеалды жағдайда, бұл қазбалар биозоналарды анықтауға көмектеседі, себебі олар негізгі биостратиграфиялық бірліктерді құрайды және әр қимада табылған қазба түрлеріне сүйене отырып геологиялық уақыт кезеңдерін анықтайды. Биостратиграфиялық принциптердің негізгі түсініктері көп ғасырлар бұрын, 1800 жылдардың басында пайда болған. Дания ғалымы және епископы Николас Стено, тау жыныстарының қабаттарының суперпозиция заңымен байланысты екенін бірінші болып мойындаған геологтардың бірі болды. Ғылым мен технологияның дамуымен, 18 ғасырға қарай қазбалардың – өліп кеткен түрлердің қалдықтары екені және олар тау жыныстарында сақталғандығы қабылдана бастады. Бұл әдіс Чарльз Дарвин эволюцияның механизмін түсіндіргенге дейін қалыптасқан еді. Уильям Смит, Жорж Кювье және Александр Броньярт қазбалардың хронологиялық оқиғалардың тізбесін көрсетіп, тау жыныстарының қабаттарын кейіннен биозона деп аталатын бірлік ретінде құратынын анықтады. Осыдан бастап ғалымдар қабаттар мен биозоналардағы өзгерістерді түрлі геологиялық дәуірлермен байланыстыра бастады, ірі фауналық өзгерістердің шекараларын және уақыт кезеңдерін белгіледі. 18 ғасырдың соңында кембрий және карбон кезеңдері осы жаңалықтарға байланысты халықаралық деңгейде мойындалды. 20 ғасырдың басында технологияның жетістіктері ғалымдарға радиоактивті ыдырауды зерттеуге мүмкіндік берді. Осы әдіс арқылы ғалымдар геологиялық уақытты, түрлі дәуірлердің (палеозой, мезозой, кайнозой) шекараларын, сондай-ақ кезеңдерді (кембрий, ордовик, силур) радиоактивті ыдырау арқылы табылған изотоптар арқылы анықтауға қол жеткізді.
Biostratigraphy is the branch of stratigraphy which focuses on correlating and assigning relative ages of rock strata by using the fossil assemblages contained within them. The primary objective of biostratigraphy is correlation, demonstrating that a particular horizon in one geological section represents the same period of time as another horizon at a different section. Fossils within these strata are useful because sediments of the same age can look completely different, due to local variations in the sedimentary environment. For example, one section might have been made up of clays and marls, while another has more chalky limestones. However, if the fossil species recorded are similar, the two sediments are likely to have been laid down around the same time. Ideally these fossils are used to help identify biozones, as they make up the basic biostratigraphy units, and define geological time periods based upon the fossil species found within each section. Basic concepts of biostratigraphic principles were introduced many centuries ago, going as far back as the early 1800s. A Danish scientist and bishop by the name of Nicolas Steno was one of the first geologists to recognize that rock layers correlate to the Law of Superposition. With advancements in science and technology, by the 18th century it began to be accepted that fossils were remains left by species that had become deceased and were then preserved within the rock record. The method was well established before Charles Darwin explained the mechanism behind it—evolution. Scientists William Smith, George Cuvier, and Alexandre Brongniart came to the conclusion that fossils then indicated a series of chronological events, establishing layers of rock strata as some type of unit, later termed biozone. From here on, scientists began relating the changes in strata and biozones to different geological eras, establishing boundaries and time periods within major faunal changes. By the late 18th century the Cambrian and Carboniferous periods were internationally recognized due to these findings. During the early 20th century, advancements in technology gave scientists the ability to study radioactive decay. Using this methodology, scientists were able to establish geological time, the boundaries of the different eras (Paleozoic, Mesozoic, Cenozoic), as well as Periods (Cambrian, Ordovician, Silurian) through the isotopes found within fossils via radioactive decay.
Стротиграфиялық бөліністің негізі ретінде қазбалар
Қазба жиынтықтары дәстүрлі түрде кезеңдердің ұзақтығын анықтау үшін қолданылып келді. Жаңа кезеңді жасау үшін фаунадағы үлкен өзгеріс қажет болғандықтан, бүгін біз танитын көптеген кезеңдер ірі жойылу оқиғасымен немесе жануарлар әлемінің жаңаруымен аяқталады.
Fossil assemblages were traditionally used to designate the duration of periods. Since a large change in fauna was required to make early stratigraphers create a new period, most of the periods we recognize today are terminated by a major extinction event or faunal turnover.
Сахнаның тұжырымдамасы
Сабақ – бұл страталардың (қабаттардың) ірі бөлігі, олардың әрқайсысы жүйелі түрде бірінен кейін бірі келеді және әрқайсысы ерекше қазбалар жиынтығын ұсынады. Сондықтан, сабақтарды бірдей маңызды қазбалар жиынтығын қамтитын страталар тобы деп анықтауға болады. Осы ұғымды француз палеонтологы Алсид д’Орбиньи енгізген. Ол сабақтарға негіз болған ерекше қазбаларды қамтитын тау жыныстарының жақсы сақталған бөлімдері бар географиялық аймарлардың аттарын берді.
A stage is a major subdivision of strata, each systematically following the other each bearing a unique assemblage of fossils. Therefore, stages can be defined as a group of strata containing the same major fossil assemblages. French palaeontologist Alcide d'Orbigny is credited for the invention of this concept. He named stages after geographic localities with particularly good sections of rock strata that bear the characteristic fossils on which the stages are based.
Аймақ ұғымы
1856 жылы неміс палеонтологы Альберт Оппель аймақ (сонымен қатар биозоналар немесе Оппель аймағы деп те аталады) тұжырымдамасын енгізді. Аймақ – шоғырланған қабаттар, олар қазбалардың өзара жапсарған таралу диапазонымен сипатталады. Олар аймақтың негізінде таңдалған түрлердің пайда болуы мен келесі аймақтың негізінде таңдалған басқа түрлердің пайда болуы арасындағы уақытты көрсетеді. Оппель аймақтары ерекше көзге түсетін белгілі бір қазба түрінің атымен аталады, ол – индекстік қазба. Индекстік қазбалар аймақты сипаттайтын түрлер жиынтығының бірі болып табылады. Биостратиграфияда аймақтар ең негізгі өлшем бірлігі ретінде қолданылады. Бұл аймақтардың қалыңдығы мен таралуы бірнеше метрден жүздеген метрге дейін жете алады. Олар сондай-ақ жергілікті деңгейден бастап бүкіл әлемдік деңгейге дейін таралуы мүмкін, өйткені олардың көлденең жазықтықтағы таралуы тектоникалық тақталар мен тектоникалық белсенділікке байланысты. Бұл аймақтардың таралуын өзгерту қаупі бар екі тектоникалық процесс – метаморфтық бүктелу және субдукция. Сонымен қатар, биостратиграфиялық бірліктер биозоналардың алты негізгі түріне бөлінеді: Таксондық диапазон биозонасы, Бір мезгілдегі диапазон биозонасы,
In 1856 German palaeontologist Albert Oppel introduced the concept of zone (also known as biozones or Oppel zone). A zone includes strata characterized by the overlapping range of fossils. They represent the time between the appearance of species chosen at the base of the zone and the appearance of other species chosen at the base of the next succeeding zone. Oppel's zones are named after a particular distinctive fossil species, called an index fossil. Index fossils are one of the species from the assemblage of species that characterize the zone. Biostratigraphy uses zones for the most fundamental unit of measurement. The thickness and range of these zones can be a few meters, up to hundreds of meters. They can also range from local to worldwide, as the extent of which they can reach in the horizontal plane relies on tectonic plates and tectonic activity. Two of the tectonic processes that run the risk of changing these zones' ranges are metamorphic folding and subduction. Furthermore, biostratigraphic units are divided into six principal kinds of biozones: Taxon range biozone, Concurrent range biozone,
Жұмыс істеу үшін пайдаланылатын қазбалар географиялық жағынан кеңінен таралуы керек, осылайша оларды көптеген әртүрлі жерлерде табуға болады. Сондай-ақ, олар түр ретінде қысқа өмір сүруі керек, сондықтан олардың шөгіндіге ену уақыт аралығы салыстырмалы түрде тар болады. Түрдің өмір сүру ұзақтығы ұзақ болған сайын стратиграфиялық дәлдік төмендейді, сондықтан аммониттер сияқты жылдам эволюциялайтын қазбалар наутилоидтар сияқты баяу эволюциялайтын түрлерге қарағанда артықшылыққа ие. Көбінесе биостратиграфиялық сәйкестіктер жеке түрлерге емес, фауналық жиынтыққа негізделген, өйткені жиынтықтағы барлық түрлердің бірге өмір сүрген уақыт аралығы жиынтықтың кез келген мүшесінің уақыт аралығынан тар болады, бұл үлкен дәлдікке мүмкіндік береді. Сонымен қатар, егер үлгіде тек бір түр болса, бұл (1) қабаттар сол организмнің белгілі қазбалық диапазонында қалыптасқан дегенді білдіруі мүмкін; немесе (2) организмнің қазбалық диапазоны толық емес екендігі және қабаттар белгілі қазбалық диапазонды кеңейтеді. Мысалы, Treptichnus pedum іздері кембрий кезеңінің негізін анықтау үшін қолданылған, бірақ ол содан бері көне қабаттарда табылған. Егер қазбаларды сақтау және анықтау оңай болса, стратиграфиялық қабаттардың уақытын дәлірек бағалауға болады.
To work well, the fossils used must be widespread geographically, so that they can be found in many different places. They must also be short lived as a species, so that the period of time during which they could be incorporated in the sediment is relatively narrow. The longer lived the species, the poorer the stratigraphic precision, so fossils that evolve rapidly, such as ammonites, are favored over forms that evolve much more slowly, like nautiloids. Often biostratigraphic correlations are based on a faunal assemblage, rather than an individual species — this allows greater precision as the time span in which all of the species in the assemblage existed together is narrower than the time spans of any of the members. Furthermore, if only one species is present in a sample, it can mean either that (1) the strata were formed in the known fossil range of that organism; or (2) that the fossil range of the organism was incompletely known, and the strata extend the known fossil range. For instance, the presence of the trace fossil Treptichnus pedum was used to define the base of the Cambrian period, but it has since been found in older strata. If the fossil is easy to preserve and easy to identify, more precise time estimating of the stratigraphic layers is possible.
Жануарлар дүниесінің жалғасуы
Фауналық сабақтастық туралы ұғымды 19 ғасырдың басында Уильям Смит теориялық тұрғыдан енгізді. Уильям тау жыныстарының қабаттарын зерттеген кезде, тау жыныстарынан табылған қазбалардың ерекше жиынтығы бар екенін анықтады. Осы қашықтағы тау жыныстарында ұқсас қазбалардың болуы Смитке Англияның барлық аймандарындағы тау жыныстарының құрылымын реттеуге мүмкіндік берді. Смит осы тау жыныстарын және Англия картасын жасау жұмыстарында, кейбір тау жыныстарының негізінен ұқсас түрлерді қамтуы мүмкін екенін байқады, бірақ бұл қазбалар топтарының ішінде немесе арасында елеулі айырмашылықтар да болды. Алғашқыда бірдей көрінген жиынтықтағы бұл айырмашылықтар фауналық сабақтастық принципіне алып келді, онда қазба организмдер белгілі бір және анықталатын ретпен бір-бірін алмастырады, демек, кез келген уақыт кезеңін оның қазбалық таралуы бойынша жіктеуге болады.
The concept of faunal succession was theorized at the beginning of the 19th century by William Smith. When William was studying rock strata he began to recognize that rock outcrops contained a unique collection of fossils. The idea that these distant rock outcrops contained similar fossils allowed for Smith to order rock formations throughout England. With Smith's work on these rock outcrops and mapping around England, he began to notice some beds of rock may contain mostly similar species, however there were also subtle differences within or between these fossil groups. This difference in assemblages that appeared identical at first, lead to the principle of faunal succession, where fossil organisms succeed one another in a definite and determinable order, and therefore any time period can be categorized by its fossil extent.