Возраст горных пород
Крошечным кристаллам циркона из Западной Австралии около 4.4 миллиарда лет. Они старше любой найденной на Земле цельной породы.
Перетащи, чтобы повернуть. Для изменения масштаба прокрути колёсико или сведи и разведи два пальца.
Геологи отвечают на два разных вопроса о возрасте. Какая из пород старше? Это относительное датирование, основанное на порядке слоёв и содержащихся в них окаменелостях. Сколько породе лет? Это абсолютное датирование, использующее постоянную скорость распада радиоактивных атомов. Два подхода возникли независимо и теперь позволяют проверять друг друга.
Древнее внизу, моложе вверху
Осадочные породы образуются частица за частицей, слой за слоем, причём каждый новый слой ложится на предыдущий. Поэтому в любой ненарушенной последовательности слой должен быть старше всех лежащих выше. USGS называет это законом суперпозиции. Окаменелости дают вторую подсказку. В конце 1700-х и начале 1800-х годов английский инженер каналов Уильям Смит и французские учёные Жорж Кювье и Александр Броньяр обнаружили, что одновозрастные породы содержат одинаковые виды окаменелостей даже на большом расстоянии. Смит использовал это, чтобы предсказывать породы под холмами, через которые должны были пройти его каналы. Геологи так же сопоставляли одновозрастные породы по разные стороны Ла-Манша. Теперь этот принцип называют законом последовательности ископаемых организмов.
Часы внутри минералов
Суперпозиция показывает, какой слой старше, но не на сколько. Чтобы получить возраст в годах, геологи используют радиоизотопное датирование. Некоторые элементы в породах и минералах имеют радиоактивные изотопы, распадающиеся в стабильные изотопы других элементов с постоянной скоростью. Периоды полураспада изотопов, применяемых для древнейших пород, составляют примерно от 700 миллионов до более 100 миллиардов лет (USGS). Измерив остаток исходного изотопа и накопившийся продукт распада, можно определить время образования минерала. Строго говоря, метод определяет время последнего плавления или такого нарушения породы, которое перезапустило её радиоизотопные часы.
Период полураспада есть время, за которое распадается половина радиоактивных атомов. Через один период остаётся половина, через два четверть, через три восьмая часть. Важно не начальное количество, а только соотношение оставшегося вещества и продукта распада. Поэтому часы работают даже в кристалле, слишком маленьком, чтобы взвесить его вручную.
Самые древние находки на Земле
- 4.54 млрд лет назад: Возраст Земли и Солнечной системы по изотопам свинца в метеоритах и древнейших свинцовых рудах (погрешность менее 1%)
- От 4.53 до 4.58 млрд лет назад: Датировано более 70 метеоритов
- От 4.4 до 4.5 млрд лет назад: Древнейшие датированные лунные породы
- 4.4 млрд лет назад: Зёрна циркона в осадочных породах центрально-западной части Австралии
- 4.03 млрд лет назад: Гнейсы Акаста возле Большого Невольничьего озера в Канаде: одни из древнейших датированных пород Земли
- От 3.7 до 3.8 млрд лет назад: Супракрустальные породы Исуа, Западная Гренландия
Данные приведены по USGS. Ga означает миллиарды лет назад. Древние породы старше 3.5 миллиарда лет найдены на всех континентах, но ни одна не является самой первой корой планеты. Это лавовые потоки и осадки, отложившиеся на мелководье; значит, до их образования у Земли уже была своя история. Чтобы определить возраст самой Земли, учёные рассматривают её и метеориты как части одной системы и прослеживают, как при распаде урана менялось отношение свинца-207 к свинцу-206. Получается 4.54 миллиарда лет.
- В ненарушенной толще осадочных пород самый древний слой находится…
- внизу
- вверху
- посередине
- Кто использовал окаменелости, чтобы предсказывать породы под холмами на пути своих каналов?
- Уильям Смит
- Фридрих Моос
- Роберт Бойль
- Какая доля радиоактивного изотопа останется через три периода полураспада? Запиши десятичной дробью.
- В минерале осталось 25% исходного радиоактивного изотопа. Сколько периодов полураспада прошло?
- Земле 4.54 миллиарда лет, а гнейсам Акаста 4.03 миллиарда. На сколько миллионов лет Земля старше?
- Какой из датированных материалов на Земле, по данным USGS, самый древний?
- Зёрна циркона из Западной Австралии, около 4.4 млрд лет
- Гнейсы Акаста, 4.03 млрд лет
- Породы Исуа, от 3.7 до 3.8 млрд лет
- Как определили возраст Земли в 4.54 миллиарда лет?
- По изотопам свинца в метеоритах и древнейших свинцовых рудах
- По самой древней породе на Земле
- Подсчётом осадочных слоёв
- Радиоизотопное датирование определяет время, прошедшее с последнего…
- плавления или нарушения, достаточного для перезапуска радиоизотопных часов
- контакта с водой
- воздействия солнечного света
- Более 70 метеоритов имеют возраст от 4.53 до 4.58 миллиарда лет. Какова ширина этого диапазона в миллионах лет?
- Расположи от самого древнего к самому молодому.
- Относительное датирование: суперпозиция (древнее внизу) и последовательность ископаемых организмов.
- Абсолютное датирование: радиоактивный распад; периоды полураспада от 700 миллионов до более 100 миллиардов лет.
- Древние породы: гнейсы Акаста, 4.03 млрд лет; древнейшие кристаллы: цирконы, около 4.4 млрд лет.
- Земле 4.54 миллиарда лет по изотопам свинца в метеоритах.
Источники курса (18)
- USGS FAQs (usgs.gov/faqs): What is the difference between a rock and a mineral? (mineral definition; common minerals quartz, feldspar, mica, amphibole, olivine, calcite; rock = aggregate of one or more minerals)
- What are igneous rocks? (Latin for fire; intrusive/plutonic slow cooling over thousands or millions of years, coarse grained, granite, diorite, gabbro, peridotite; extrusive/volcanic fine grained or glassy, vesicular, rhyolite, andesite, basalt, obsidian)
- What are sedimentary rocks? (layering; siltstone, sandstone, conglomerate, limestone, shale; clay, silt, sand, pebbles larger than 2 mm; chert; limestone precipitated from water)
- What are metamorphic rocks? (heat, pressure, hot mineral-rich fluids; not melted; denser; phyllite, schist, gneiss, quartzite, marble; foliation; contact metamorphism)
- USGS Find-A-Feature: Fossil (fossils almost exclusively in sedimentary rocks)
- USGS Fossils, Rocks, and Time (pubs.usgs.gov/gip/fossils: most rocks exposed at the surface are sedimentary; gravel to conglomerate, sand to sandstone, mud to mudstone or shale; Nicholas Steno mid-1600s; Law of Superposition; William Smith; Law of Fossil Succession)
- USGS Geologic Time: Age of the Earth (pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html: radiometric dating, half-lives 700 million to more than 100 billion years, Acasta Gneisses 4.03 Ga, Isua 3.7 to 3.8 Ga, zircons 4.3 Ga and 4.4 Ga in Western Australia, Moon rocks 4.4 to 4.5 Ga, meteorites 4.53 to 4.58 Ga, Earth 4.54 Ga with uncertainty under 1%, rocks over 3.5 billion years on all continents)
- USGS Mohs Hardness Scale image page and USGS Bulletin 1042-G Gem Stones of the United States (ten minerals, relative scale, diamond many times harder than corundum, much dust is silica, quartz 7)
- NPS Mohs Hardness Scale (Theophrastus, On Stones, about 300 BC)
- Physical Geology H5P Edition 5.6 Mineral Properties (opentextbc.ca, reference materials: natural fingernail 2 to 2.5, copper 3, steel nail 4, glass and knife 5 to 5.5, streak plate 6.5 to 7)
- Physical Geology 2nd ed. 7.2 Classification of Metamorphic Rocks (Steven Earle, opentextbc.ca: slate, phyllite, schist, gneiss by grade; grade table 150 to 300, 300 to 450, 450 to 550, above 550 °C; marble, quartzite, hornfels; migmatite)
- British Geological Survey, Discovering Geology: Rocks and minerals (rock cycle, Peterhead granite feldspar, quartz and biotite, limestone to marble, shale to slate, contact metamorphism, mineral definition)
- Weathering (biological, chemical, physical, freeze-thaw)
- Geological processes (erosion, deposition)
- BGS Geology dataset page (schist and gneiss recrystallized in the solid state)
- Geological Society of London, Compaction and Cementation (calcite, silica, iron oxides, clay minerals as cements)
- OpenStax Chemistry 2e 1.2 (oxygen 49.20% and silicon 25.67% of the mass of Earth's crust and atmosphere)
- USGS Water Density (ice about 9% less dense than water).
Проверено: 2026-10-17