Bevezetés a földtörténetbe

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Bevezetés a földtörténetbe"

Henrik Soós
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Bevezetés a földtörténetbe 7. hét ( ami még kimaradt a biogeokémiai ciklusokból) A fiatal Föld (a hadeikum és archaikum)

2 Kölcsönhatások és körforgások a Föld rendszereiben bioszféra atmoszféra hidroszféra litoszféra

3 Szénizotóp-arány, O 2 és CO 2 változásai

4 Évszakos hımérséklet-változás δ 18 O alapján

5 Az utolsó jégkorszak tágabb keretben az elmúlt 65 Ma klímatörténete mélytengeri fúrások foraminiferáinak izotópos vizsgálatából

6 Pollenfélék aránya Tengeri plankton foraminifera oxigénizotóp-arány fák főfélék hidegebb több jég melegebb kevesebb jég Kor (ezer év) szárazföld tenger

7 Bevezetés a földtörténetbe 2. hét A földtan, mint történeti természettudomány A Föld, mint rendszer

8 Bevezetés a földtörténetbe 3. hét A földtörténeti idı Geokronológia és kronosztratigráfia

9 Bevezetés a földtörténetbe 4. hét A lemeztektonika

10 Bevezetés a földtörténetbe 5. hét İskörnyezet és ısföldrajz

11 Bevezetés a földtörténetbe 6. hét Biogeokémiai ciklusok

12 Rekord (~felvétel) Földtudományi kutatás, vizsgálatok Múltbeli jelenségek, események, kölcsönhatások Narratíva ~sztori

13 Rekord (~felvétel) Kı Idı Narratíva ~sztori

14 Nemzetközi rétegtani táblázat

15 Rendszeres földtörténet:

16 Rendszeres földtörténet 1. A fiatal Föld A hadeikum és az archaikum

17 A prekambrium tagolása prekambrium: informális egység, de hasznos és elterjedten használt eonjai: hadeikum + archaikum + proterozoikum jelenlegi határai: kerek évszámokkal (kivéve a proterozoikum legvégét) születıben van a természetesebb prekambriumi idıskála érák: háromosztatú proterozoikum, javaslat a háromosztatú archaikumra is (a jelenlegi négyosztatú helyett) idıszaknevekkel a neoproterozoikumot leszámítva de foglalkozzunk Ma millió év Ga milliárd év

18 Igaza volt-e Hutton-nak?

19 Kratonok és idıs kéregdarabok elterjedése archaikumi kratonok prekambriumi kéreg kraton (pajzs): idıs kontinensmag, a fanerozoikumban tektonikusan inaktív terület

20 A fı kérdéseink a kezdetekkel kapcsolatban Mikor keletkezett a Naprendszer és a Föld? Hogyan alakult ki a Föld kérge? Hogyan keletkeztek az elsı nagyobb kéregdarabok (kratonok)? Mióta mőködik a maihoz hasonló lemeztektonika a Földön? Hogyan jött létre a légkör? Hogyan és mikor alakult ki az élet a Földön?

21 A korai Föld teljesen informális korbeosztása Felnıttkor (1,78 Ga ) Kamaszkor (2,78 1,78 Ga) Gyermekkor (4,03 2,78 Ga) Csecsemıkor (4,56 4,03 Ga) ugye, másként viselkedtünk kiskorunkban? v.ö.: Lyell-féle aktualizmus v. uniformitarianizmus

22 A Föld helye a Naprendszerben Nap Merkúr Vénusz Föld Mars Jupiter Szaturnusz Uránusz Neptunusz Föld-típusú (kızet)bolygók Jupiter-típusú (gáz)bolygók

23 A Naprendszer bolygói akkréció útján jöttek létre a szoláris nebulából csillagközi por- és gázfelhı gravitációs összeomlása kondenzáció, csomósodás: bolygócsírák (planetezimálok) Nap, bolygók, meteorok kialakulása

legkorábban képzıdött szilárd fázis 207 Pb- 206 Pb

24 A Naprendszer kora: T 0 = 4568 Ma A tudomány mai állása szerint zárványok meteoritokban: a proto-planetáris korongban legkorábban képzıdött szilárd fázis 207 Pb- 206 Pb kormeghatározás Nap, bolygók, meteorok kialakulása Mit értünk a Föld kora alatt?

25 A fiatal Földet magma óceán borította

26 A Holdat hatalmas becsapódás hozta létre Theia kb. Mars-mérető (0,1 0,2 Föld-tömegnyi) égitest becsapódása ~4500 Ma ferde ütközés a Hold anyaga jelentıs részben a becsapódó égitestbıl származik Canup 2008

27 A Holdat kiszakító ütközéstıl a Föld újból teljesen megolvadt és felszínét ismét magma óceán borította

28 légkör kialakulása A fiatal Föld eseményei (az elsı 100 millió év) Hold születése mag, köpeny elkülönülése sőrőség differenciáció magma óceán akkréció

29 A legidısebb földi törmelékes cirkonok és holdkızetek kora Bazaltos proto-kéreg: 4,4 4,0 Ga között törmelékes cirkon ásványszemcsék maradtak csak fenn (Jack Hills, Yilgarn kraton, Ny-Ausztrália) Volt-e kéreg a hadeikumban? izotópos bizonyítékok is a hadeikumi kéreg létezésére Hold akkréciója: száraz akkréció (illókat elvesztette), anortozitos kéreg 100 M éven belül kezdeti magmatizmus Ma meteorbombázás: kráterek

30 Kései heves bombázás idıszaka (LHB) Legújabb és legelfogadottabb elmélet: - külsı planetezimálok öve - Jupiter és Szaturnusz pályáinak lassú migrációja: rezonancia lép fel, instabilitás és a Naprendszer gyors átrendezıdése - meteorok és kisbolygók pályájának perturbációja, ekcentricitás növekedése a belsı bolygók övének keresztezését okozza - néhány százmillió év alatt kitisztul (becsapódások) LHB: 4,1 3,8 Ga

31 A kései heves bombázás nyomai megmaradtak a Holdon

32 4404 Ma Jack Hills cirkon: a legidısebb ismert ásványszemcse U-Pb kormeghatározás

33 A legidısebb földi kızet a 4030 Ma korú Acasta Gneisz (Slave provincia, Kanada)

34 A legidısebb földi kızet korát (Acasta Gneisz, 4030 Ma) cirkon U-Pb módszerrel határozták meg

35 a hadeikum/archaikum határa jelenleg érvényes korbeosztás javasolt új korbeosztás

36 Számos kraton ıriz archaikumi kızeteket

37 Itsaq Gneisz Komplexum, Észak-Atlanti kraton

38 Itsaq Gneisz Komplexum, Észak-Atlanti kraton Itsaq Gneisz Komplexum: legnagyobb területen fennmaradt kora archaikumi kızetek, magas metamorf fokú gneisz Isua öv: szuprakrusztális képzıdmények, legidısebb üledékes (metaszediment) kızetek

39 Isua öv (Itsaq Gneisz Komplexum) bazaltos párnaláva ( Ma) eredeti rétegzettség győrt metaszedimentben (kb Ma BIF, sávos vasérc)

40 A Pilbara kraton földtana spinifex tőzkı

41 Pilbara kraton, Ny-Ausztrália gránit-zöldkıöv

42 Gránit-zöldkı komplexumok Jellegzetes archaikumi granitoidok: TTG komplexumok Na-gazdag trondhjemit, tonalit, granodiorit

43 Gránit-zöldkı komplexumok őrfelvételen

44 Pilbara és Kaapvaal kratonok hasonlósága ( Vaalbara ) Barberton zöldkıöv Dél-Afrika komatiit: peridotitos összetételő, Mggazdag, fıleg olivinbıl álló vulkanit, nagyon magas hımérséklető lávából

45 A korai gránit-zöldkıövek (egyik) genetikai modellje Köpenyfeláramlás (forró archaikumi köpeny, nagy hıáram) Meleg, úszóképes kéregdarabok jönnek létre, de a kéreg alulról is megvastagszik Differenciált magmagenezis, köpenyeredető magma fejlıdése kéregbeolvasztással, savanyú magma bázisos óceáni kéreg részleges olvadékából Függıleges, nem vízszintes tektonikai folyamatok dominanciája Ércteleptani jelentısége nagy

46 Witwatersrand A legısibb kratoni medencék is a Kaapvaal és Pilbara kratonokon találhatók Dél-Afrika: Witwatersrand Fıcsoport Pongola Fıcsoport Ausztrália: De Grey Fıcsoport Jelentıség: - Au (tengerparti torlatok) - kiterjedt sekély medencék - ısi fosszíliák - Pongola: legidısebb glaciogén üledék

47 A Superior provincia életrajza (Kanadai-pajzs része) 3,8 3,0 Ga: korai kéregképzıdés ~ 3 Ga: lemeztektonika beindulása 3,0 2,8 Ga: riftesedés, feldarabolódás 2,75 2,68 Ga: óceáni képzıdmények 2,72 2,69 Ga: tektonikus összeforrás

48 A Superior provincia lemeztektonikai fejlıdésmenete különbözı genetikájú terrének (köpenyeredető, óceáni magmás ív, kontinentális magmás ív, TTG intruzív, zöldkıöv) a kéregdarabok imbrikációja (ferde egymásra csúszása) a szeizmikus szelvényen kimutatható, fosszilis szubdukciós zónák északról dél felé fiatalodó egységek Abitibi zöldkıöv többszörösen ismétlıdı vulkáni sorozatokkal (fontos arany ércesedés) metaszediment övek: mélyvízi turbidit, grauvakke (nincs még self) Courtesy: John Percival

49 A kéregképzıdés idıbeli eloszlása epizodikus Késı archaikumi kéregképzıdési maximum: ~2,7 2,8 Ga ( belépés a kamaszkorba ) magmás cirkon U-Pb korok eloszlása

50 A Balti-pajzs és a Kelet-európai kraton archaikuma Karéliai kraton Kola-félsziget Ukrán-pajzs

51 Archaikumi kratonok fı alkotóelemei Gránit-zöldkıövek Granitoid (TTG) plutoni testek Magas metamorf fokú gneisz területek Metaszediment övek Archaikumi sajátosságok Erıs radioaktív hıtermelés a magban, magas köpenyhımérséklet, nagy hıáram Erıs konvektív hıelvezetés, intenzív magmatizmus Kis, nem rideg kéregdarabok nagy úszóképességgel Nincs self a kontinensek körül, zömmel mélytengeri üledékek

52 Igaza volt-e Hutton-nak?

53 Igaza volt-e Lyell-nek? a jelen a múlt kulcsa a földtani folyamatok állandósága

54 Rengeteg kutatómunka után, néha csak bizonytalanul és még mindig vitáktól terhesen, de meg tudjuk válaszolni a fı kérdéseinket a Föld történetének kezdetével, a hadeikummal és az archaikummal kapcsolatban: Mikor keletkezett a Naprendszer és a Föld? Hogyan alakult ki a Föld kérge? Hogyan keletkeztek az elsı nagyobb kéregdarabok (kratonok)? Mióta mőködik a maihoz hasonló lemeztektonika a Földön? Jövı hétre maradt: Hogyan jött létre a légkör? Hogyan és mikor alakult ki az élet a Földön?

Hasonló dokumentumok

Bevezetés a földtörténetbe

Bevezetés a földtörténetbe Földtudományi szak BSc 2. félév (2011 tavasz) Szerda délben, a hét csúcspontján szerda 12:15 13:45 Lóczy-terem (D 0-804) Pálfy József Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék