Sluoksniai: nuosėdinių uolienų apibrėžimas ir stratigrafijos pagrindai

Sužinokite, kaip sluoksniai formuojasi, ką atskleidžia nuosėdinės uolienos ir stratigrafija — nuo fosilijų iki nesutapimų, aiškūs paaiškinimai ir pavyzdžiai.

Sluoksniai - tai uolienų arba kartais dirvožemio sluoksniai. Gamtoje sluoksniai būna daugiasluoksniai. Tai nuosėdinės ir istorinės geologijos terminas; vienaskaita - stratum. Tyrimas apie sluoksnius vadinamas stratigrafija.

Šie sluoksniai nusėda kaip nuosėdos, dažnai jūroje, ir dėl slėgio, karščio ir cheminio poveikio pamažu virsta uolienomis.

Šie sluoksniai dažnai būdingi tam tikram laikui ir vietai, todėl geologai gali susieti skirtingose vietose esančias uolienas. Pavyzdžiui, kreida susidarė viršutinės kreidos laikotarpiu ir daugiausia susideda iš mikroskopinių dumblių, vadinamų kokolitais, liekanų.

Įprastuose sluoksniuose vėlesni sluoksniai horizontaliais sluoksniais klojasi ant ankstesnių sluoksnių. Ilgą laiką nuosėdinės uolienos gali deformuotis dėl didžiulių Žemės jėgų: vulkanizmo, orogenijos (kalnų susidarymo) ar kitų priežasčių. Tuomet reikia atlikti tyrimus, kad išsiaiškintume, kas atsitiko su sluoksniais.

Kai sluoksniai pakyla aukščiau jūros lygio, jie nusidėvi dėl erozijos, pavyzdžiui, oro sąlygų. Dėl to susidaro tarpai sluoksnių sekoje, kurie Žemės istorijoje galėjo kilti ir grimzti daugybę kartų. Šie tarpai geologų žargonu vadinami nesutapimais.

Sluoksnių formavimasis ir diagenetiniai procesai

Nuosėdos gali kauptis įvairiose aplinkose: jūrose, ežeruose, upėse, deltose, sausumoje (pvz., smėlio kopose, pelkėse). Nusėdimo greitis, srovės stiprumas, organinių liekanų kiekis ir cheminė aplinka lemia sluoksnio sudėtį bei struktūrą. Po nusėdimo vyksta diagenezė — mechaniniai ir cheminiai procesai (kompakcija, cementacija, mineralų perkrystallizacija), kurie paverčia laisvas nuosėdas tvirtesnėmis nuosėdinėmis uolienomis.

Pagrindiniai stratigrafijos principai

• Horizontališkumo principas: daugelyje atvejų nuosėdos nusėda maždaug horizontaliomis plokštumomis. Todėl nukrypimai nuo horizontalaus klojimosi rodo vėlesnes deformacijas.
• Viršenybės principas: nekvarteriniuose sluoksniuose vėlesni sluoksniai klojasi virš ankstesnių (superpozicija).
• Nuoseklumo (lateralinio tęstinumo) principas: sluoksniai iš pradžių tęsiasi į visas puses tol, kol susiliaužia ar praryja kiti fiziniai barjerai.
• Faunų ir florų sėkmės principas: gyvūnų ir augalų rūšių pasikeitimas per laiką leidžia naudoti fosilijas sluoksnių koreliacijai (biostratigrafija).
• Kryžminimo (cross-cutting) principas: geologiniai dariniai ar suklydimai, kirtantys sluoksnius, yra jaunesni už tuos sluoksnius.

Nesutapimai (nesutapimų tipai ir reikšmė)

Nesutapimai (nesutapimai) atsiranda, kai tarp sluoksnių yra laikotarpis, per kurį nusėdimas nutrūko arba vyko erozija. Pagrindiniai tipai:

• Angulinis nesutapimas: senieji sluoksniai pasislinkę ar pakreipti, o vėlesni horizontaliai ant jų nusėda.
• Diskonformacija: matomas tarpas tarp beveik horizontalių sluoksnių — erozija arba nusėdimo nutrūkimas.
• Nekonformacija: nusėdinės uolienos guli ant erozijos veikiamų magminių arba metamorfinių uolienų.

Nesutapimai yra svarbūs atpažįstant geologinę istoriją — jie rodo pakilimus, nuskendimus, klimato pokyčius ir laikotarpius, kai sedimentacija nevykdavo.

Sluoksnių koreliacija ir datavimas

Geologai siekia susieti (koreliuoti) sluoksnius skirtingose vietose, kad sudarytų nuoseklią regiono ar pasaulio geologinę istoriją. Tai atliekama keliais būdais:

• Litostratigrafija: koreliacija pagal uolienų tipą ir akmenų savybes.
• Biostratigrafija: koreliacija pagal fosilijų rūšis ir jų evoliucinius pasikeitimus.
• Chronostratigrafija ir radiometrinis datavimas: geologinių sluoksnių amžiaus nustatymas naudojant radioaktyvius izotopus ir kitus chronologinius metodus.
• Seisminė ir geofizinė koreliacija: žemės paviršiaus ir gelmių tyrimai, ypač naftos ir dujų paieškoje.

Tyrimo metodai

Tyrėjai naudoja įvairius įrankius ir metodus sluoksniams tirti:

• Lauko darbas: uolienų pjūviai, skaldos (outcrop) apžiūra, matavimai.
• Gręžiniai ir gręžinių core mėginiai: leidžia matyti sluoksnių sandarą gylyje.
• Seisminiai duomenys: suteikia erdvinę informaciją apie sluoksnių tęstinumą giliuose sluoksniuose.
• Petrologiniai, cheminių sudėčių ir mikroskopiniai tyrimai: nustato mineralinę sudėtį ir diagenezės laipsnį.
• Fosilijų identifikavimas ir paleontologija: gyvybės istorijos rekonstrukcija.

Praktinė reikšmė

Sluoksnių ir stratigrafijos žinios yra svarbios daugelyje sričių: naftos, dujų ir požeminio vandens paieškai, mineralų kasybai, geotechnikai, aplinkos mokslams ir archeologijai. Teisingai interpretuotos sluoksnių sekos padeda atkurti klimato pokyčius, pakilimus ir grimzdimus, taip pat prognozuoti naudingųjų išteklių pasiskirstymą.

Apibendrinant, sluoksniai — tai pagrindinis nuosėdinių uolienų elementas, o stratigrafija suteikia įrankius atsekti Žemės paviršiaus ir vidinių procesų istoriją. Atpažinimas, koreliacija ir datavimas leidžia suprasti, kaip keitėsi kraštovaizdžiai, jūrų lygiai ir gyvybė milijonų metų bėgyje.

Ciklai

Daugelyje sluoksnių formų yra pasikartojančių modelių. Pavyzdžiui, molio sluoksniai kaitaliojasi su smiltainio sluoksniais arba karbonatų sluoksniai kaitaliojasi su skalūnais. Tai paprastai lemia pasikartojantys klimato ciklai. Šiltesniais laikais jūra pakyla ir karbonatinės uolienos nusėda sekliose subtropinėse jūrose. Vėliau prie ašigalių kaupiasi ledas ir jūros lygis krinta. Tada ta pati vietovė atsiduria netoli kranto, į ją patenka upių išplautas smėlis ir dumblas.

Uolienos, pasižyminčios pasikartojančiais sluoksnių modeliais, vadinamos ritmitais. Kartais šiuos raštus lemia kasmetiniai klimato pokyčiai. Geologai jas vadina varvomis.

Tai vienmetės varvekliai kalkakmenyje. Pleistoceno sluoksniai, Scarboro uolos, Torontas, Ontarijas, Kanada

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra stratos?

K.: Kaip vadinamas sluoksnių tyrimas?

K: Kaip susidaro sluoksniai?

K: Kaip geologai gali naudoti sluoksnius, kad susietų skirtingose vietose esančias uolienas?

Klausimas: Dėl ko atsiranda tarpai sluoksnių sekoje?

K: Kaip geologai vadina šiuos tarpelius?

K: Kaip Žemės istorijos pokyčiai veikia sluoksnių seką?

Paieška pagal raidę