在地球上,我們要如何區分地質年代?

2020-12-03 遨遊世界科學

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從生命的出現到大滅絕,地球在46億年裡經歷了難以置信的變化。這些變化主要體現在地質的變化,但是地球如此繁雜的歷史變遷,日復一日,年復一年,研究人員怎麼能知道什麼時候發生了什麼?具體來說,我們要如何辨別地球紛亂的地質年代!

其實針對地質年代,已經有科學家確定的地質系統是國際地質時間標度,它把地質時間分成五個單位。從最長到最短、最精確的單位是「eons」、「eras」、「epochs」、「period」和「ages」。

化石的變化

緬因州大學(University of Maine)古生態學和植物生態學副教授傑奎琳·吉爾(Jacquelyn Gill)表示,地質年代的各個階段「由化石記錄中的明顯變化來定義」。在這種年代測定工作中,化石是一種方便的工具,原因如下。首先,生命可能已經存在了地球存在的90%,所以地球的歷史與生命的歷史是平行的。化石也很有用,因為化石記錄的變化反映了生態的變化,即生物與其環境之間的關係。吉爾說,地球生態的這些變化往往反映了地球歷史上的重大事件。

地質時代的一個重要時刻是大約6500萬年前從中生代到新生代的轉變。這一變化是由小行星撞擊地球引起的,最終導致了非鳥類恐龍的滅絕。那恐怖的影響已經波及了數千萬年。但是它引領了我們當前的時代,讓哺乳動物和開花植物得以茁壯成長。

「如果你要進行時間旅行,那是你知道自己在地球上的最早時間點,」吉爾在談到新生代早期時說,「至少在某種奇怪的哺乳動物經過之前是這樣。」但你不需要用時間機器就能欣賞到中生代和新生代之間的巨大變化。我們只要對巖層的仔細研究就可以幫助研究人員確定它的年齡。例如,被認為是中生代結束和新生代開始的那次撞擊,其標誌是一層含有異常高含量的銥,這種銥在隕石中比在地殼中更常見。

礦物和元素比例的其他變化也能提供地球動蕩歷史的證據。例如,500多萬年前,構造活動封閉了直布羅陀海峽,最終導致地中海縮小,其礦物含量激增。這一事件發生在大約530萬年前的墨西尼時代,標誌著中新世的結束和上新世的開始。

而地質年代學或巖石年代測定的最新進展富有成效,使地質學家能夠測量放射性衰變,並「為地質事件確定非常精確的絕對年齡」。為了做到這一點,地質年代學家通過比較某些同位素的比例來計算巖石的年齡,這些同位素是指原子核中中子數與正常情況不同的元素。所有這些方法都像拼圖遊戲一樣組合在一起,為研究人員討論遙遠的過去提供了一種重要的線索。

其實地質時間尺度是一種科學工具,但它也是歷史的產物,牙可以客觀地測量像放射性衰變這樣的屬性以告訴研究人員巖層形成的時機,但如何將數據切割成地質時間框架,則取決於科學家,他們通常是在前人的基礎上進行研究。如今年代地層學中最具爭議的問題之一是如何定義我們的時代。

「全新世是一個任意的時代,」吉爾說,全新世大約開始於12000年前,當時地球在最後一個冰河時代之後開始變暖。但是根據吉爾的說法,那個冰河時代的結束,儘管它恰好發生在向新時代的過渡時期,但在地質學上的重要性並不比它之前的冰河時代的結束更大。

即使在今天,科學家們仍在為新的時間窗口命名,包括Chibanian時代,它是以日本一個縣的名字命名的,在那裡發現的沉積物決定了它的年齡。許多科學家和其他人聲稱,人類最近對地球的影響值得宣告一個新時代——人類世的到來,而其他學者則認為,資本新世更準確地表達了自工業革命以來對地球產生了巨大影響的社會制度。

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    它包含兩方面含義:其一是指各地質事件發生的先後順序,稱為相對地質年代;其二是指各地質事件發生的距今年齡,由於主要是運用同位素技術,稱為同位素地質年齡(也稱絕對地質年代)。這兩方面結合,才構成對地質事件及地球、地殼演變時代的完整認識,地質年代表正是在此基礎上建立起來的。(點擊圖片可放大查看) 地殼是由一層一層的巖石構成的。
  • 地球的歷史丨認識地質年代
    它包含兩方面含義:其一是指各地質事件發生的先後順序,稱為相對地質年代;其二是指各地質事件發生的距今年齡,由於主要是運用同位素技術,稱為同位素地質年齡(也稱絕對地質年代)。這兩方面結合,才構成對地質事件及地球、地殼演變時代的完整認識,地質年代表正是在此基礎上建立起來的。地殼是由一層一層的巖石構成的。這種在地殼發展過程中所形成的各種成層巖石(包括鬆散沉積層)及其間的非成層巖石的系統總稱,叫做地層系統。「宇」、「界」、「系」、「統」分指地層系統分類的第一級、第二級、第三級、第四級。
  • 地質年代
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  • 地球的歷史丨認識地質年代名稱的由來
    地球的歷史大約46億年前,我誕生了。在往期《地球的歷史》系列文章裡大家知道了在我的漫長演化歷史中,具有明顯的階段性。地質學上,為了研究我的地質歷史,從我誕生直到現代劃分了一系列的時間單位,以便於進行對我和生物演化的表述,這就是地質年代。
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    其體積約佔地球總體積的83%,質量約為地球總質量的68.1%地震波在地幔中的傳播速度緩慢而均勻,說明地幔物質較地殼具有很大的均勻性地幔一般分為上地幔和下地幔兩層。地表常見的玄武巖就來自上地幔。上地幔頂部存在一個地震波傳播速度減慢的層(古登堡低速層),一般又稱為軟流層,很可能是巖漿的發源地。軟流層以上的地幔是巖石圈的組成部分下地幔的溫度、壓力和密度均增大,物質呈可塑性固態。
  • 地球年代進入「人類世」 對人類來說意味著什麼?
    地球年代進入「人類世」人類世工作組認為,地球已進入新地質年代;下一步將確定地質學「定位」  人類世是由諾貝爾獎得主,荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑(Paul Crutzen)於2000年提出。他認為人類活動對地球的影響足以開創一個新的地質時代。2008年,英國地質學家扎拉斯維奇(Jan Zalasiewicz)認為已正式進入了人類世。
  • 地質年代了解一下!
    據《自然》雜誌5月21日報導,由34名成員組成的「人類世工作組」(AWG)本周投票決定,地球已進入新地質時代——人類世(Anthropocene)。該消息一出就上了微博熱搜,網友們紛紛表示自己又要見證歷史了。
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  • 地質年代劃分
    它包含兩方面含義:其一是指各地質事件發生的先後順序,稱為相對地質年代;其二是指各地質事件發生的距今年齡,由於主要是運用同位素技術,稱為同位素地質年齡(絕對地質年代)。這兩方面結合,才構成對地質事件及地球、地殼演變時代的完整認識,地質年代表正是在此基礎上建立起來的。
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    英科學家認為人類已經進入新的地質年代"人類世" 2016-01-12 09:34:36據英國媒體日前報導,英國科學家近日在《科學》雜誌上發表文章稱,他們通過搜集「壓倒性的證據」和對地層鑑別等分析,認為人類已經進入一個新的地質年代——人類世(Anthropocene)已經來臨。而且他們認為,這個地質年代大約是在上世紀50年代開始的。