تعیین سن نسبی: رمزگشایی از تاریخ زمین با فسیلها
اصول اولیه: قوانین بازی تاریخ زمین
برای فهمیدن سن لایهها، نیاز به قوانینی داریم که مانند قوانین یک بازی، به ما کمک کنند. این قوانین بسیار ساده و مبتنی بر مشاهدات روزمره هستند.
| نام اصل | توضیح | مثال ملموس |
|---|---|---|
| اصل تقدم و تأخر1 | در یک توالی دستنخورده از لایههای رسوبی، لایههای پایینی قدیمیتر و لایههای بالایی جوانتر هستند. | کتابی را در نظر بگیرید که صفحههایش روی هم چیده شده. صفحه اول (پایین) زودتر نوشته شده و صفحه آخر (بالا) دیرتر. |
| اصل قطعشدگی | هر چیزی که لایهای را قطع کند (مثل گسل یا توده نفوذی2) از آن لایه جوانتر است. | اگر روی یک نقاشی دیواری قدیمی، یک یادگاری جدید بنویسید، واضح است که نوشته جدیدتر از نقاشی است. |
| اصل توالی جانداران3 | گروههای جانداران در طول زمان به طور منظم و پشت سر هم ظاهر شده، گسترش یافته و منقرض شدهاند. | مدل موبایلها را در نظر بگیرید. ابتدا گوشیهای ساده، سپس تلفنهای همراه، بعد گوشیهای هوشمند لمسی آمدند. با دیدن یک مدل، میتوان حدس زد مربوط به چه دورهای است. |
ستونهای تاریخ: فسیلهای راهنما4
همه فسیلها برای تعیین سن نسبی مفید نیستند. برخی فسیلها، شرایط خاصی دارند که آنها را به ابزاری فوقالعاده تبدیل میکند. این فسیلها را فسیل راهنما مینامند.
مثال: آمونیتها5 گروهی از جانداران دریایی با صدف حلزونی شکل بودند که به سرعت تکامل یافتند و در زمان کوتاهی (از نظر زمینشناسی) در سراسر جهان پخش شدند. اگر در دو نقطه مختلف دنیا، مثلاً در ایران و انگلیس، فسیل یک نوع آمونیت خاص را پیدا کنیم، میتوانیم مطمئن باشیم که لایههای حاوی این دو فسیل، سن نسبی یکسانی دارند، حتی اگر هزاران کیلومتر از هم فاصله داشته باشند.
یک کارگاه کوچک باستانشناسی: مثال از محیط اطراف
فرض کنید در یک اردوی مدرسه، در کنار یک تپه که بر اثر باران یا راهسازی بخشی از آن ریخته، مشغول کاوش هستید. شما لایههای مختلفی را میبینید:
- لایه بالایی: خاک تیره و نرم با ریشه گیاهان امروزی و چند تکه آجر و پلاستیک.
- لایه میانی: لایهای سفتتر از خاک رس و در آن چند تکه سفال ساده قدیمی.
- لایه پایینی: سنگهای رسی سخت و در میان آنها یک دندان فسیل شده یک حیوان بزرگ.
با استفاده از اصل تقدم و تأخر، نتیجه میگیریم دندان فسیل شده (پایین) قدیمیترین چیز است. سفالها (میانی) بعدی هستند و آجر و پلاستیک (بالا) جدیدترین. حالا اگر در تپهای دیگر، دوباره همان نوع دندان فسیل شده را در لایهای مشابه پیدا کنید، میتوانید بگویید که سن نسبی آن لایه با لایه اول یکی است. در این مثال، دندان فسیل شده نقش یک فسیل راهنما را برای مقایسه سن لایهها ایفا میکند.
چگونه سن مطلق با سن نسبی فرق دارد؟
خیلی مهم است که این دو مفهوم را با هم قاطی نکنیم:
| ویژگی | سن نسبی | سن مطلق6 |
|---|---|---|
| چه چیزی را نشان میدهد؟ | ترتیب و تقدم و تأخر وقایع (کدام قدیمیتر است؟) | سن عددی دقیق (چند سال دارد؟) |
| روش کار | مشاهده لایهها، فسیلها و روابط قطعشدگی | سنجش مقدار مواد پرتوزا مانند کربن-14 |
| مثال | «این لایه از آن لایه جوانتر است.» | «این فسیل 65 میلیون سال سن دارد.» |
سن نسبی مانند این است که بگوییم: «علی از احمد کوچکتر است». سن مطلق مانند این است که بگوییم: «علی 12 سال و احمد 15 سال سن دارد». دانشمندان ابتدا با سن نسبی، چارچوب کلی تاریخ زمین را میچینند و سپس با سن مطلق، عدد و رقم دقیق به آن میدهند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. شرط اصلی فسیل راهنما، «زیست کوتاه» بودن است. یک موجود ممکن است میلیونها سال عمر کرده و فسیلهای زیادی از آن باقی مانده باشد (مثل کوسهها). چنین فسیلی برای تعیین سن نسبی یک لایه خاص، دقت کافی ندارد زیرا در طول زمان بسیار زیادی دیده میشود.
پاسخ: در این حالت، این اصل به تنهایی کافی نیست. زمینشناسان باید از سرنخهای دیگری مانند نوع رسوبات، ساختارهای داخل لایه (مانند موجنمای7 روی ماسه سنگ) و فسیلها کمک بگیرند تا تشخیص دهند کدام سمت لایه، در اصل بالاتر بوده است. مانند این است که کتابی را وارونه در دست بگیرید؛ باید با دقت به نوشتههای روی صفحه نگاه کنید تا جهت صحیح آن را بفهمید.
پاسخ: خیر. اصولی مثل اصل قطعشدگی برای همه سنگها (آذرین، دگرگونی) هم کاربرد دارد. مثلاً اگر یک توده گرانیتی (سنگ آذرین) وارد سنگهای رسوبی شود و آنها را قطع کند، قطعاً جوانتر از آن سنگهای رسوبی است. اما فسیلها عموماً فقط در سنگهای رسوبی حفظ میشوند.
پاورقی
1اصل تقدم و تأخر (Law of Superposition): یکی از اصول بنیادی زمینشناسی که بیان میکند در یک توالی دستنخورده از لایههای رسوبی، هر لایه از لایه زیرین خود جوانتر است.
2توده نفوذی (Intrusive Body): تودهای از سنگهای آذرین که به صورت مذاب به داخل سنگهای پوسته زمین نفوذ کرده و در آنجا سرد و سخت شدهاند.
3اصل توالی جانداران (Principle of Faunal Succession): این اصل بیان میکد که فسیلها در سنگهای رسوبی به ترتیب منظم و قابل پیشبینی ظاهر میشوند.
4فسیل راهنما (Index Fossil): فسیلی که برای تعیین سن نسبی لایههای سنگی به کار میرود و دارای گسترش جغرافیایی وسیع، محدوده زمانی کوتاه و تشخیص آسان است.
5آمونیت (Ammonite): گروهی منقرض شده از نرمتنان دریایی با صدف مارپیچی که فسیلهای راهنمای مهمی برای دوران مزوزوئیک به شمار میروند.
6سن مطلق (Absolute Age): سن واقعی یک سنگ، فسیل یا رویداد زمینشناسی که معمولاً به سال بیان میشود و با روشهایی مانند سنجش ایزوتوپها تعیین میگردد.
7موجنما (Ripple Mark): ساختاری برجسته روی سطوح لایههای ماسهسنگ که در اثر حرکت آب یا باد روی رسوبات شل به وجود آمده و پس از سخت شدن سنگ حفظ شدهاند. جهت آن نشاندهنده جهت جریان آب یا باد در زمان تشکیل است.
