Predavanje 13Predavanje 13Geološko vrijemeGeološko vrijeme

Vrijeme i geologijaVrijeme i geologija

►► 1788 1788 JamesJames HuttonHutton je pretpostavio da se geološke je pretpostavio da se geološke karakteristike mogu objasniti današnjim karakteristike mogu objasniti današnjim procesima, pri čemu je ogromna količina vremena procesima, pri čemu je ogromna količina vremena potrebna. “Nismo našli znakove početka potrebna. “Nismo našli znakove početka –– ne ne možemo predvidjeti završetak”.možemo predvidjeti završetak”.

►► To je postalo poznato kao princip To je postalo poznato kao princip uniformizmauniformizma, po , po kojem geološki procesi koji se dešavaju danas, su kojem geološki procesi koji se dešavaju danas, su isti oni koji su se dešavali u prošlosti.isti oni koji su se dešavali u prošlosti.

►► Npr. Imamo Npr. Imamo siltsilt i i glinu koji se talože glinu koji se talože u oceanu ili jezeru. u oceanu ili jezeru. Također, sada ili u Također, sada ili u ovom trenutku, ovom trenutku, možemo vidjeti možemo vidjeti proces proces kompakcijekompakcijekojim iz takvog kojim iz takvog sedimenta nastaje sedimenta nastaje šejlšejl. Takva stijena . Takva stijena se, npr. može naći se, npr. može naći na vrhu i dnu na vrhu i dnu GrandGrandCanyonCanyon--a (vidi a (vidi sliku) te se može sliku) te se može pretpostaviti da je pretpostaviti da je nastala istim nastala istim procesima.procesima.

►► Problem s prihvaćanjem Problem s prihvaćanjem uniformizmauniformizma je što su je što su npr. slojevi npr. slojevi šejlašejla na nekim mjestima na zemlji na nekim mjestima na zemlji debeli i do 2000 m, a sedimentacija debeli i do 2000 m, a sedimentacija siltasilta i gline je i gline je manje od milimetra na godinumanje od milimetra na godinu--znači da za znači da za formiranje tisuću metara debljine je potrebno više formiranje tisuću metara debljine je potrebno više od milion godina.od milion godina.

►► Geolozi su trebali “sat” koji bi trebao raditi od Geolozi su trebali “sat” koji bi trebao raditi od trenutka kada su se stijene formirale. To su dobili trenutka kada su se stijene formirale. To su dobili s s radimetrijskimradimetrijskim mjerenjem koje omogućuje mjerenjem koje omogućuje određivanje apsolutne starosti. Prije toga (a u određivanje apsolutne starosti. Prije toga (a u upotrebi je i danas) geolozi upotrebljavaju upotrebi je i danas) geolozi upotrebljavaju relativnu starost koja se bazira na relativnu starost koja se bazira na redosljeduredosljedudogađaja koji su se desili u određenom prostoru, a događaja koji su se desili u određenom prostoru, a čija je starost određena fosilima.čija je starost određena fosilima.

►►Relativna starost: “Ova šljiva je zasađena Relativna starost: “Ova šljiva je zasađena negdje između rođenja negdje između rođenja JožeJože i trenutka kada i trenutka kada je je izgorilaizgorila kuća preko puta.” kuća preko puta.”

►►Apsolutna starost: “Ova šljiva je zasađena Apsolutna starost: “Ova šljiva je zasađena otprilike prije četiri i pol, možda pet godina.”otprilike prije četiri i pol, možda pet godina.”

Relativna starostRelativna starost

►► StijenskeStijenske cjeline se dijele u cjeline se dijele u formacijeformacije, koje se , koje se mogu razlikovati od ostalih mogu razlikovati od ostalih stijenskihstijenskih masa na masa na temelju njihovih temelju njihovih litološkihlitoloških ((makroskopskimakroskopski vidljivih vidljivih karakteristika stijene kao karakteristika stijene kao nprnpr boja ,sastav) boja ,sastav) karakterisitkakarakterisitka..

►► Da bi se odredio odnos između formacija mora se Da bi se odredio odnos između formacija mora se uzeti u obzir da su stijene prvotno bile uzeti u obzir da su stijene prvotno bile horizontalne. Stijene nastaju u vodi te moraju biti horizontalne. Stijene nastaju u vodi te moraju biti horizontalne (osim horizontalne (osim magmatskihmagmatskih i metamorfnih i metamorfnih stijena i nanosa delte). stijena i nanosa delte).

►►Ovako izgleda neko Ovako izgleda neko područje kao područje kao završni rezultat završni rezultat endodinamskihendodinamskih i i egzodinamskihegzodinamskihfaktora.faktora.

►►Geološka Geološka rekonstrukcija može rekonstrukcija može odrediti koje su odrediti koje su naslage ili stijene naslage ili stijene relativno starije, a relativno starije, a koje mlađe.koje mlađe.

►►Princip Princip superpozicijesuperpozicije: stijene u : stijene u neporemećenom slijedu su sve mlađe idući neporemećenom slijedu su sve mlađe idući prema gore. Ako je sediment stvoren na prema gore. Ako je sediment stvoren na morskom dnu, onda prvi (ili najbliži dnu) je morskom dnu, onda prvi (ili najbliži dnu) je i najstariji. Koja je formacija najstarija a i najstariji. Koja je formacija najstarija a koja najmlađa na prethodnoj slici?koja najmlađa na prethodnoj slici?

►►Princip međusobnog odnosa: naslage koje Princip međusobnog odnosa: naslage koje su poremećene su starije od uzroka su poremećene su starije od uzroka poremećaja poremećaja (Torta (naslage) treba biti prvo (Torta (naslage) treba biti prvo ispečena (istaložena) da bi bila rezana ispečena (istaložena) da bi bila rezana (poremećena).(poremećena).

►►Kako to izgleda u prirodi?Kako to izgleda u prirodi?►►Na početku moramo imati prostor prekriven Na početku moramo imati prostor prekriven

vodenim pokrivačem koji će omogućiti vodenim pokrivačem koji će omogućiti sedimentacijusedimentaciju

Voda

Morsko dno

►►Nakon taloženja Nakon taloženja sedimenata došlo sedimenata došlo je do poremećaja. je do poremećaja. Kako znamo da je Kako znamo da je intruzijaintruzija granita granita bila kasnije od bila kasnije od taloženja?taloženja?

►►Boranje i erozija. Boranje i erozija. Čega su dio Čega su dio nagnuti slojevi nagnuti slojevi na desnoj , a na desnoj , a čega na lijevoj čega na lijevoj strani? Kako strani? Kako znamo da se znamo da se desila erozija?desila erozija?

Stijene odnešene

erozijom

Eroziona površina

Prijašnji nivo terena

Granit

►►Nova Nova transgresijatransgresija i novo taloženje. Upitnik i novo taloženje. Upitnik je tu zbog slijedeće slike.je tu zbog slijedeće slike.

Voda

Novi sediment

Morsko dnoStijene odnešene erozijom

?

►►MagmatskaMagmatska žila, žica ili žila, žica ili dajkdajk. Temeljem nje . Temeljem nje znamo da je na naslage djelovala erozija.znamo da je na naslage djelovala erozija.

?Stijene odnešene erozijom

Dajk

Dajk vidljivna erozionojpovršini

►►Nova Nova transgresijatransgresija i novo taloženje. Koja je i novo taloženje. Koja je to to transgresijatransgresija po redu?po redu?

Nova sedimentacija

Voda

Morsko dno

►►Od ovoga Od ovoga geolozi kreću u geolozi kreću u rekonstrukciji. rekonstrukciji. Početak ove Početak ove priče je u priče je u geološkoj geološkoj rekonstrukciji rekonstrukciji terena terena završetak.završetak.

►►Ovako to može izgledati u prirodi. Utjecaj Ovako to može izgledati u prirodi. Utjecaj čega je ovdje najvidljiviji?čega je ovdje najvidljiviji?

►►Koji tip Koji tip diskordancijediskordancije je karakterističan za je karakterističan za ovakve naslage?ovakve naslage?

►►A koji za ove?A koji za ove?

►►Čega je ovo dio Čega je ovo dio -- kratonakratona ili područja ili područja subdukcijesubdukcije??

►► Fosili su česti u sedimentnim stijenama. Većina fosilnih vrsta Fosili su česti u sedimentnim stijenama. Većina fosilnih vrsta koje se mogu naći u stijenama je izumrla. Mnoge fosilne vrste koje se mogu naći u stijenama je izumrla. Mnoge fosilne vrste su živjele tijekom sedimentacije određenih slojeva. Fosilne su živjele tijekom sedimentacije određenih slojeva. Fosilne zajednice (npr. Školjke (na slici) i puževi u plitkom moru) se zajednice (npr. Školjke (na slici) i puževi u plitkom moru) se nastavljaju jedna na drugu u odredljivom i konačnom slijedu nastavljaju jedna na drugu u odredljivom i konačnom slijedu ((krednikredni dinosauridinosauri sigurno slijede iza sigurno slijede iza paleozojskihpaleozojskih trilobitatrilobita))

►► Pravilnost u promjeni fosilnih vrsta Pravilnost u promjeni fosilnih vrsta kroz slojeve je jedna od najjačih kroz slojeve je jedna od najjačih činjenica koje podupiru teoriju činjenica koje podupiru teoriju evolucije.evolucije.

►► Fosilne zajednice su mnogo bolje Fosilne zajednice su mnogo bolje za određivanje starosti nego za određivanje starosti nego pojedinačne vrste, jer sediment je pojedinačne vrste, jer sediment je taložen u vremenu kada su sve taložen u vremenu kada su sve fosilne vrste živjele.fosilne vrste živjele.

►► Provodni fosil je fosilna vrsta koja Provodni fosil je fosilna vrsta koja je jako kratko živjela na velikom je jako kratko živjela na velikom prostoru (čovjek će biti dobar prostoru (čovjek će biti dobar provodni fosil). Za geologa idealan provodni fosil). Za geologa idealan nalaz.nalaz.

Područje 1

Područje 2

Vremenski rasponipojedinih vrsta

A

BB

C

C

Sedimenti sa kompletnimfosilnim zapisom

Sedimentni zapis sprekidom u sedimentaciji

vidljiv kroz izostanak nekih fosila

Crtkane linije ukazuju nasedimente iste starostiu različitim područjima

Erozijskidiskontinuitet

►►Geološko vrijeme Geološko vrijeme s glavnim s glavnim izumiranjima i izumiranjima i pojavljivanjima pojavljivanjima karakterističnih karakterističnih fauna. fauna.

54 050 044 041 036 029 024 5

21 0

14 6

KA MBR IJORD OVIC IJS ILURD EVON

P ERMT RIJAS

J URA

K REDA

KA RBO N

"K AMB RIJS KA EK SPLO ZIJApr vi ver tebrat ipr ve ko pnene biljkepr ve rib e čelj usnicepr vi ins ektipr ve sje menj ačepr vi kop neni verteb ratipr vi rep rilipr vi lete ći ins ektipr vo ve liko m asovn o izu miran jpr vi din osuripr vi sisa vci

pr ve pti cepr vi sisa vci s a plac entompr ve cv ijetaju će bil jke(d inosa uri, am oniti )

ra zdvaj anje P ange e

54 050 044 041 036 029 024 5

21 0

14 6

KA MBR IJORD OVIC IJS ILURD EVON

P ERMT RIJAS

J URA

K REDA

KA RBO N

"K AMB RIJS KA EK SPLO ZIJApr vi ver tebrat ipr ve ko pnene biljkepr ve rib e čelj usnicepr vi ins ektipr ve sje menj ačepr vi kop neni verteb ratipr vi rep rilipr vi lete ći ins ektipr vo ve liko m asovn o izu miran jpr vi din osuripr vi sisa vci

pr ve pti cepr vi sisa vci s a plac entompr ve cv ijetaju će bil jke(d inosa uri, am oniti )

ra zdvaj anje P ange e

540

500

440

410

360

290

245

210

146

65

KAMBRIJ

ORDOVICIJ

SILUR

DEVON

PERM

TRIJAS

JURA

KREDA

KARBON

"KAMBRIJSKA EKSPLOZIJA"

prvi vertebrati

prve kopnene biljke

prve ribe čeljusnice

prvi insektiprve sjemenjačeprvi kopneni vertebratiprvi reprili

prvi leteći insekti

prvo veliko masovno izumiranjeprvi dinosuri

prvi sisavci

prve pticeprvi sisavci sa placentom

prve cvijetajuće biljke

drugo veliko izuimiranje(dinosauri, amoniti)

razdvajanje Pangee

►► Radioaktivnost osigurava “sat” koji počinje raditi kada Radioaktivnost osigurava “sat” koji počinje raditi kada je radioaktivni element “zatvoren” u je radioaktivni element “zatvoren” u novokristaliziranomnovokristaliziranom mineralu. Brzine kojima se mineralu. Brzine kojima se radioaktivni elementi raspadaju su poznate. Izotopi radioaktivni elementi raspadaju su poznate. Izotopi određenog elementa imaju različiti broj određenog elementa imaju različiti broj netronanetrona, i isti , i isti broj protona. Kada se Ubroj protona. Kada se U--238 raspada, izgubi ukupno 238 raspada, izgubi ukupno 32 čestica i postane 32 čestica i postane neradioaktivanneradioaktivan, stabilni atom. 10 , stabilni atom. 10 izgubljenih čestica su protoni pa je novi element olovo izgubljenih čestica su protoni pa je novi element olovo (Pb(Pb--206 je rezultat poluraspada U206 je rezultat poluraspada U--238)238)

U-238 Pb-206

92 protona146 neutrona

-10 p.-22 n.

82 protona124 neutrona

►►Geološka Geološka tablica. Uz tablica. Uz relativnu relativnu starost vidljive starost vidljive su i apsolutne su i apsolutne starosti.starosti.

Kenozoik

Kvartar

Tercijar

KredaJuraTrijas

Perm

Karbon

Devon

SilurOrdovicij

Kambrij

Mezozoik

Paleozoik

EON ERA PERIOD EPOHA

Holocen

PleistocenPliocen

OligocenMiocen

EocenPaleocen

.011.65.323.736.657.866.4144208245

286

360

408

438

505570

2,500

4,500

Fane

rozo

ikPr

oter

ozoik

Arh

aik

P r e t k a m b r i j

►► Paleozoik i glavne Paleozoik i glavne karakteristike karakteristike faune. faune. KaledonidiKaledonidi se se izdižu tijekom izdižu tijekom silurasilura, a , a HercinidiHercinidikrajem krajem permaperma (prvo (prvo veliko izumiranje)veliko izumiranje)

►► Mezozoik i njegove Mezozoik i njegove fosilne fosilne karakteristike. karakteristike. Krajem krede Krajem krede Alpska Alpska orogenezaorogeneza((KordiljeriKordiljeri, , Himalaja, Alpe) i Himalaja, Alpe) i izumiranje izumiranje dinosauradinosaura..