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地質記錄

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數十萬年來形成的夾層蛋糕般一致的地層。
西班牙聖塞瓦斯蒂安附近被造山運動扭轉到一邊的地層。

地層學古生物學和其他自然科學中的地質記錄(geologic record)指的是整個層狀岩層,也即由火山作用風化碎屑(粘土等)堆積形成的沉積物,這包括了所有化石內容以及它們所蘊涵的地球歷史信息:過去的氣候、地理、地質和地球表面生命演化過程。根據疊覆律原理,沉積火山岩層相互交錯疊壓,隨時間的推移,它們變硬固化為可能被火成岩侵入和構造事件破壞的岩柱。

岩石記錄關聯

阿爾伯塔省德蘭赫勒(Drumheller)附近馬蹄峽谷中裸露的地層。

地球表面某一地區的岩石柱,提供了該地區岩石所涵蓋年代的自然史剖面,有時被稱為「岩石歷史」,為了解該地點的自然史提供了一個跨越多種地質年代如「」、「」,或在某些情況下甚至多個主要「」-特定地理區域的窗口。沒有哪個地方的地質記錄是完美無缺的[1],對某一地區來講,某一地質作用所形成的低洼區,會慢慢累積出非常像夾層蛋糕般的沉積物,接下來,該地區又可能會抬升;與此相反,同一個區域也可能因風化作用或化學、風、溫度及水流等侵蝕而損毀。這就是說,在給定的位置,地質記錄可以而且經常會被打斷,古老的環境會被地質力量轉化出新的地形和特徵。大型流域河口的沉積岩芯數據,其中一些深達7英里(11公里),顯示完全支持疊覆律原理。

但是,地質學家們利用疊覆律,從大量疊壓在岩柱內不同位置的沉積層中,拼湊出了覆蓋大部分地質年代的單元系統。對構造力抬升起山脊的區域,其褶皺斷層中的地層將會受到新近的侵蝕風化,同時,構造力也會在山脊附近形成可聚積更多沉積物的低洼溝壑和構造盆地區。通過比較整體構造、地質結構和局部地層,並比對各地區的地層,自17世紀以來,已建立了一套幾乎完整的地質記錄。

不一致地層實例

美國地質調查局關聯示意圖

地層年代的不一致可通過一系列的方法和利用若干技術或其它學科的實地研究結果來糾正。

在該示例中,利用到了積累的地球生物學古生物學知識。對層狀岩石及其所含化石的研究被稱為生物地層學,化石可用於識別「相同或不同」的岩層,從而將局部出現的與整體地質時間線相協調。

這幅美國地質調查局圖中的單細胞藻類化石照片是使用掃描電子顯微鏡拍攝,放大了250倍。

在美國南卡羅來納州的一塊岩芯中發現了三種標誌性藻類化石,而在弗吉尼亞州跨越三個、地質齡為3720–5580萬年的始新岩層中,只發現了這三種化石中的兩種。

將記錄中的不一致性記錄與完整的岩石柱進行比較,表明未發生物種缺失,且當地中始新世早期的「岩石記錄」部分缺失。這是地層不一致的一種形式,也是地質學家用以抵消岩石記錄中局部差異的手段。利用剩下的兩種標記性物種,可在南卡羅來納州和弗吉尼亞州之間關聯相同地質齡(早始新世和中始新世後期)的岩層,從而「校準」當地岩石柱,使其在整個地質記錄中處於適當位置。

地質年代學和地層學單位[2]
年代地層學中的岩(岩層)段 地質年代學中的時間跨度 地質年代學單位
備註
總計4個,5億年或更長時間。
定義了10個,數億年。
定義了22個,數千萬至1億年。
定義了34個,數千萬年。
定義了99個,數百萬年。
期的細分,國際地層委員會不採用。

岩石學與古生物學

因此,隨着整體岩石記錄圖的出現,以及一個地方的不連續性和相似性與其他地方的相互關聯,將整體地質記錄細分為一系列更小的組成部分,從最長最厚的地層和時間跨度到最短的跨度,代表已知地質時期內不同大小的層組變得非常有用。其他自然科學領域的並行工作需要定義一個時間連續體,地球科學家決定將岩層系統及其識別標準與地質年代系統進行協調,給出了右表中左列物理層與中間列時間單位之間的配對。

參考文獻

  1. ^ Committee on the Geologic Record of Biosphere Dynamics, Board on Earth Sciences and Resources, Board on Life Sciences, Division on Earth and Life Studies, National Research Council, The Geological Record of Ecological Dynamics: Understanding the Biotic Effects of Future Environmental Change, National Academies Press: 14, 2005 [2021-09-16], (原始內容存檔於2021-10-15) 
  2. ^ Cohen, K.M.; Finney, S.; Gibbard, P.L., 国际年代地层图 (PDF), 國際地層學委員會, 2015 
  3. ^ Hunt, C. B., 1956, Cenozoic Geology of the Colorado Plateau頁面存檔備份,存於網際網路檔案館): U. S. Geol. Survey Professional Paper 279, Washington DC, 99 p. - www.riversimulator.org
  4. ^ Annabelle Foos, 1999; GEOLOGY OF THE COLORADO PLATEAU 網際網路檔案館存檔,存檔日期2014-07-25. – www.tribesandclimatechange.org