Датирование окаменелостей динозавров
Рассмотрим следующий сценарий: Палеонтолог Павел — очень известный ученый, изучавший кости динозавров по всему миру. Недавно он появился в вечерних новостях, чтобы рассказать о новом динозавре, которого он только что обнаружил. Динозавр называется superus awesomus. Павел говорит, что по окаменелостям он может сказать, что superus awesomus жил на Земле около 175 миллионов лет назад. Павел супер классный, так что я поверю ему на слово.
Но на самом деле, как ученые выясняют, сколько лет костям динозавров? А как насчет других находок, таких как ископаемые рыбы, растения и насекомые? Ученые постоянно делятся информацией о возрасте горных пород и окаменелостей. Откуда они знают возраст? Что ж, они выясняют это, используя два разных метода: относительное датирование и числовое датирование. Давайте узнаем больше об этих геологических методах датирования, чтобы понять, почему Палеонтолог Павел может быть настолько уверен в возрасте окаменелостей динозавров.
Относительное датирование
Первый метод, который используют ученые для определения возраста горных пород, — это относительное датирование. В этом методе ученые сравнивают различные слои горных пород, чтобы определить упорядоченную последовательность событий геологической истории. Это означает, что они на самом деле не знают, сколько лет камням. Ключ к относительному датированию — найти упорядоченную последовательность. Ученые собрали воедино историю о том, как одно событие произошло до или после другого. Относительная датировка не может сказать нам действительный возраст камня; он может только сказать нам, старше или моложе один камень, чем другой.
Наиболее распространенная форма относительной датировки называется стратиграфической последовательностью. Это всего лишь причудливый термин, обозначающий то, как слои горных пород формируются и изменяются в результате геологических процессов. Ученым известно, что слои, которые они видят в осадочных породах, были построены в определенном порядке – снизу вверх. Когда они находят участок породы, состоящий из множества различных слоев, они могут предположить, что самый нижний слой — самый старый, а самый верхний — самый молодой. Опять же, это не говорит им точно, сколько лет этим слоям, но дает представление об упорядоченной последовательности событий, произошедших в истории этого геологического образования.
Последовательность окаменелостей можно использовать для определения относительного возраста окаменелостей.
Своего рода ответвлением стратиграфической последовательности является последовательность окаменелостей или метод, при котором ученые сравнивают окаменелости в разных слоях горных пород, чтобы определить относительный возраст каждого из них. Допустим, палеонтолог Павел нашел окаменелость игуанодона в светло-зеленом слое, показанном выше. И он также нашел окаменелость целофиза в желтом слое. Какое ископаемое, по мнению Павла, старше? Конечно, целофиз, а это значит, что целофиз появился раньше игуанодона. Фактически, Павел уже знает, что целофизы жили около 200 миллионов лет назад, а игуанодоны жили около 150 миллионов лет назад. А что, если Павел нашел окаменелость динозавра Superus awesomeus в этом среднем слое? Он мог быть вполне уверен, что его суперудивительному динозавру было около 175 миллионов лет.
Числовое датирование
Стратиграфическая последовательность и последовательность ископаемых являются хорошими инструментами для изучения относительных дат событий в истории Земли, но они не помогают в численном датировании. Одна из важнейших задач геолога — установить абсолютный возраст горной породы или окаменелости в годах. В отличие от относительного датирования, которое сообщает нам только возраст породы А по сравнению с породой Б, числовое датирование сообщает нам возраст породы А через х лет. Если бы я сказал вам, что мне 30 лет, это число было бы моим числовым возрастом. Если бы я сказал вам, что я на 32 года моложе своей матери, это число было бы моим относительным возрастом. Что из этого лучше описывает мой возраст? Числовой возраст, потому что он точен. Итак, и в геологии, и в палеонтологии мы хотим иметь возможность указать на объект и точно сказать, сколько ему лет. Для этого нам нужно немного узнать о радиоактивном распаде.
В 1896 году французский физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивность элемента под названием уран. Он увидел, что он подвергся радиоактивному распаду или выбросу энергичных частиц с образованием новых элементов. В 1905 году Эрнест Резерфорд понял, что мы можем использовать радиацию для определения возраста горных пород. Изучая, как изменяется масса урана при радиоактивном распаде, Резерфорд смог определить возраст горной породы, содержащей урановый минерал. Это было удивительное открытие. Это означало, что ученые могли внезапно установить истинный возраст всех своих камней и окаменелостей!
Метод использования радиоактивного распада для определения возраста горных пород называется радиометрическим датированием. Это наша основная форма числового датирования. Сегодня мы не просто используем уран для измерения возраста горных пород. Мы также можем использовать калий, рубидий и углерод. Мы используем разные элементы для измерения возраста разных типов горных пород. Это сложная наука, требующая обширных знаний в области химии и физики, но это единственный способ определить фактическое, абсолютное число возрастов горных пород и окаменелостей. Когда палеонтолог Павел принес домой окаменелость динозавра, он, вероятно, использовал какой-то метод радиометрического датирования. Его анализ показал, что окаменелости динозавра superus awesomus было около 175 миллионов лет. Радиометрическое датирование не может дать нам точную дату. Возможно, динозавру Пола было 176 или 174 миллиона лет, но в любом случае у Пола есть лучшее приблизительное представление о возрасте окаменелости динозавра, чем при простом относительном датировании. Итак, в вечерних новостях Павел рассказал нам, что динозавр ходил по Земле 175 миллионов лет назад.
Итог урока
На самом деле ученые используют комбинацию относительного и числового датирования, чтобы установить возраст горных пород и окаменелостей. Радиометрическое датирование каждого камня было бы трудоемким и дорогостоящим занятием. Итак, мы обычно используем относительную датировку, чтобы получить приблизительную оценку, а затем используем числовое датирование для особых предметов, таких как окаменелости. Пол, вероятно, имел представление о том, что superus awesomus существует где-то между 150 и 200 миллионами лет, потому что он знал о стратиграфической последовательности и последовательности ископаемых.
Чтобы получить более точную дату, Павел проанализировал окаменелость с помощью радиометрического датирования и получил число 175 миллионов. Во всем мире ученые используют относительную датировку, чтобы определить возраст горных пород по отношению друг к другу. Затем они используют числовое датирование, чтобы определить фактический и приблизительный возраст горных пород. Мы никогда не узнаем точно, сколько лет было динозавру Павла, но благодаря усердной работе геологов, палеонтологов, химиков и физиков мы можем быть вполне уверены в возрасте, который мы определяем с помощью численного и относительного датирования.
