Sådan dateres et klippelag omgivet af vulkansk aske:beviste stratigrafiske og radiometriske teknikker

Af Angela Libal
Opdateret 24. marts 2022

Digital Vision / Photodisc / Getty Images

Bjergarter falder i tre hovedkategorier:sedimentære, magmatiske og metamorfe. Sedimentære bjergarter dannes ved komprimering og cementering af silt og jord, der transporteres med vand. Magmatiske bjergarter krystalliserer fra kølende lava eller magma, mens metamorfe bjergarter udvikler sig under højt tryk dybt inde i jordskorpen. Vulkanaske, en finkornet magmatisk aflejring, omgiver ofte sedimentære lag, hvilket skaber en unik mulighed for præcis datering.

Smeltede ubudne gæster og deres rolle i dating

Magmatiske indtrængninger - magma, der bryder overliggende bjergarter - kan gennemtrænge eller opsluge sedimentære lag. Når et magmakrop fortrænger ældre lag, er processen kendt som nedsynkning . Hvis det knækker og inkorporerer fragmenter af omgivende sten, kaldes disse fragmenter xenolitter . De omgivende intakte lag kaldes vægklipper , mens kilden til xenoliterne er moderklippen . Ved at studere disse forhold kan geologer spore den relative alder af de indtrængte og omgivende formationer.

Stratigrafisk matchmaking

Stratigrafi, videnskaben om lagdeling, er afhængig af loven om superposition:I en uforstyrret rækkefølge ligger ældre lag under de yngre. Ved at korrelere de sedimentære lag i det nedsænkede område eller xenolitter med dem i den omgivende væg eller moderbjergarter, kan forskerne udlede den relative alder af det indtrængte lag. Denne metode giver en pålidelig ramme for etablering af en tidslinje, især når radiometriske data er knappe.

Relativ dating via fossile beviser

En anden klassisk tilgang involverer at identificere fossiler i det sedimentære lag. Livet dukkede op for omkring 4,5 milliarder år siden, og hver geologisk æra - Prækambrium, Palæozoikum, Mesozoikum, Cenozoikum - rummer forskellige fossile samlinger. Ved at matche fossile arter til kendte tidsperioder kan geologer tildele laget et relativt aldersinterval. Selvom denne teknik tilbyder bredere tidsmæssige parenteser, forbliver den uvurderlig til kontekstualisering af klippen i Jordens historie.

Radiometrisk bracketing ved hjælp af vulkansk aske

Når et sedimentært lag er indkapslet mellem to askelejer (tuf), bliver radiometrisk datering exceptionelt præcis. Tuflagene kan dateres ved hjælp af kalium-argon (K-Ar) teknikker. Kalium-40, der er rigeligt i feldspatkrystaller, henfalder til argon-40 med en kendt hastighed. Ved at måle forholdet mellem disse isotoper i asken, beregner geologer askeaflejringens alder. Da det sedimentære lag er klemt ind mellem de daterede askelag, kan dets alder med stor sikkerhed sættes i parentes.

Radiometrisk datering af vulkansk tuf er blevet en hjørnesten i geologisk kronostratigrafi, hvilket gør det muligt for forskere at fastlægge alderen for sedimentære formationer, som ellers ville forblive tvetydige.