طرق التأريخ الجيولوجي المطلق

إذا لم تجد موضوعك بامكانك كتابته في تعليق وسيكون متاحا في الموقع في أقل من 12 ساعة مع إرسال نسخة لك على بريدك الالكتروني أو أرسلــه لنـا

طرق التأريخ الجيولوجي المطلقّ

تختلف الطرق التي يقيس بها الجيولوجيون الزمن عن كل طرق قيس الزمن التي عرفها الإنسان على إمتداد تاريخه. فالأحداث التاريخية دونتها البشرية وتناقلتها من جيل إلى جيل. ونحن معتادون على أنواع معينة من مقاييس الزمن التاريخي. ونحن نتذكر من حين لآخر تواريخ محددة ذات أهمية خاصة في حياتنا. ويمكن ترتيب هذه الأحداث على مقياس الزمن ترتيباً متسلسلاً من الأقدم إلى الأحدث, كما يمكن تحديد أعمارها المطلقة مقدرة بالسنين.

ويشمل الزمن الجيوولجي الأحداث التي وقعت في فترة ما قبل التاريخ بداية من نشأة الأرض, مروراً بكل الأحداث التي شكلت الأرض حتى اليوم, مرتبة ترتيباً متسلسلاً حسب تاريخ وقوعها. وتقدر الأزمنة بملايين السنين من الآن, ويعبر عنها إختصاراً بالرمز Ma . وقد سجل هذا الزمن الجيولوجي في صخور القشرة الأرضية, حيث يشبه السجل الصخري صفحات وفصول الكتاب الذي يحوي أسرار تكوين الأرض في الماضي.

وفي الحقيقة فإن مقياس الزمن الجيولوجي يشمل مقياسين هما: المقياس النسبي والذي يعبر عن ترتيب الأحداث الجيولوجية كما حددت من خلال وضعها في السجل الصخري. وتطلق على الفترات المختلفة من الزمن الجيولوجي مسميات مميزة مثل: الكمبري والبرمي والطباشيري. أما المقياس الثاني فهو المقياس المطلق والذي يقدر الأعمار بعدد السنين مقدرة بملايين السنين من الآن (Ma). وتبني هذه الأعمال على التحلل الإشعاعي الطبيعي لعناصر كيمائية مختلفة, توجد بكميات قليلة في معادن معينة في بعض الصخور ويمثل الإلمام بقواعد تقدير العمر النسبي والمطلق حجر الزاوية في فهم تاريخ الأرض

لا يشتمل مقياس الزمن الجيولوجي لا يشتمل فقط على مقياس نسبي ولكنه يشمل أيضاً مقياساً مطلقاً مقدراً بالسنين من الآن. ومتراكباً مع القياس النسبي. وعلى الرغم من أنه مقدر بالسنين (عادة بالملايين Ma) من الآن, إلا أنه ليس تقديراً دقيقاً بالمعنى الحقيقي, نظراً لوجود نسبة بسيطة من الخطأ في الحسابات. فإن تقديراً مطلقاً مثل 4600 مليون سنة من الآن والممثل لعمر الأرض, أو 245 مليون سنة من الآن والممثل للحد الفاصل بين حقبتي الحياة القديمة والوسطى يعطينا تقديراً لدرجة القدم, كما يحدد المدى الزمني لتقسيمات العمود الجيولوجي النسبية.

ويلاحظ أن مقياس الزمن النسبي قد بني تدريجياً حتى أخذ شكله الحالي بنهاية القرن التاسع عشر. أما مقياس العمر المطلق, فقد تطور من خلال علم الزمن الجيولوجي Geochronology والذي أصبح حقيقة واقعة في العقود الأولى منالقرن العشرين بعد إكتشاف ظاهرة نشاط الإشعاع الذري radioactivity وتطبيقاتها على المعادن. وقد إستمر تطبيق كلا المقياسين حتى اليوم. ويعتبر المقياسان النسبي والمطلق من الإنجازات المهمة في تاريخ العلم.

 التأريخ الجيولوجي  بإستخدام الكربون المشع

الكربون عنصر مهم في الطبيعة. وأيضاً في تقدير عمر المواد العضوية الحديثة جداً. وتحتوي ذرةالكربون العادية على ستة بروتونات وستة نيوترونات في نواتها, ولهذا فإن عددها الذري 6 ووزنها الذري 12. وللكربون نظيران هما كربون C13 وكربون C14 ويتفاعلان كيمائياً مثل الكربون C12 تماماً, وكربون 12و 13 مستقران بينما يكون كربون 14 مشعاً. ويختلط C14 مع C12 و C 13 ويتنتشر بسرعة في الغلاف الجوي والغلاف المكائي والغلاف الحيوي.وترجع أهمية ذلك إلى أن النباتات والحيونات لا تستطيع التمييز بين مختلف أنواع الكربون, وبالتالي تستخدمها جميعاً دون تمييز في تصنيع مختلف المواد العضوية كالسيليلوز أو فوسفات الكالسيوم في العظام والأسنان وكربونات الكالسيوم في الأصداف. ويكون كربون C14 غير ثابت ويضمحل بفقد جسيم بيتا من نوياته, ويتكون نتيجة لذلك نواة وليدة هي النيتروجين 14.

 التأريخ الجيولوجي بإستخدام مسارات الإنشطار

يمكن إستخدام مسارات الإنشطار النووي fission track dating كطريقة حديثة لتقدير العمر المطلق ثبت نجاحها. وهي عبارة عن ندوب تشبه الأنفاق الدقيقة للغاية التي لا ترى إلا تحت تكبيرات عالية في بعض بلورات المعادن. وتنتج هذه المسارات عندما تنطلق بعض الجسيمات عالية الطاقة من نويات ذرات اليورانيوم -238 أثناء الإنشطار اللحظي إلى نواتين أو أكثر أخف وزناً, وبالإضافة إلى بعض الجسيمات النووية.وتنطلق الجسيمات داخل تركيب الشبكة البلورية للمعدن تاركة بصمة للمسار الذي سلكته, والذي يكون سعته ذرات قليلة. ويكون المعدل الطبيعي لإنتاج مسارات الإنشطار في ذؤات اليورانيوم شديد البطء, ويحدث بمعدل ثابت. وبحساب عدد مسارات الإنشطار يمكن تحديد عدد الذرات التي إضمحلت فعلاً, ويتعرض البلورة لمجال نيورتوني يحدث إضمحلال لبقية الذرات, ثم يعاد عد مسارات الإنشطار مرة ثانية, وبإيجاد النسبة بين الذرات الوليدة الأولى واذلرات الولودة يمكن حساب العمر المطلق.

 التأريخ الجيولوجي بإستخدام الأحماض الأمينية

إن تحديد العمر المطلق بإستخدام الأحماض الأمينية amino acids dating يعتبر طريقة أخرى حديثة, تعتمد على تحليل نسبة الحمض الأميني D- إلى الحمض الأميني L- في عظام حفريات ومواد أصداف العصر الرابع Quaternary, حيث ثبت جدواها. وقد أثبتت الأبحاث التي أجريت في سبعينات القرن الماضي أن عملية تدعى تفاعل ريسمة الحمض الأميني amino acids racemization reaction يمكن إستخدامها بمحاذير معينة, عند تحديد عمر مادة هيكلية,حيث إن الأحماض الأمينية المعروفة ب L-amino acids توجد فقط في بروتينات الكائنات الحية. وعندما يموت الكائن وتمضي فترة زمنية تتحول هذه L-amino acids إلى الأحماض الأمينية غير البروتينية والمعروفة ب D-amino acids خلال عملية تعرف بالريسمة racemization. وتزيد بثبات نسبة D-amino acids إلى L-amino acids في المادة الهيكلية مع الزمن حتى تصل هذه النسبة L/D إلى 1.0. أما إذا زادت فتصبح النسبة زائفة, لأنه عكس سلاسل الإضمحلال الإشعاعي فإن التفاعل يكون عكسياً. وبتحديد المدى الذي وصلت إليه عملية الريسمة في عينة المادة الهيكلية, يمكن تحديد عمرها, آخذين في الإعتبار أنه يمكن معايرة العينة بعينة أخرى محددة العمر سلفاً.

عن موقع المعارف