Geološki sloji (stratigrafija): nastanek, značilnosti in neskladja

Geološki sloji in stratigrafija: nastanek, značilnosti in neskladja — odkrijte, kako plasti kamnin razkrivajo Zemljino zgodovino, procese in ključne geološke prelome.

Sloji so plasti kamnin ali včasih zemlje. V naravi so plasti večplastne. Je izraz v sedimentni in zgodovinski geologiji; v ednini je stratum. Raziskovanje plasti se imenuje stratigrafija.

Te plasti se v obliki sedimentov nalagajo v morju in se zaradi pritiska, toplote in kemičnega delovanja počasi spreminjajo v kamnine.

Plasti so pogosto značilne za določen čas in kraj ter geologom omogočajo povezovanje kamnin na različnih krajih. Kreda je bila na primer odložena v obdobju zgornje krede in je sestavljena predvsem iz ostankov mikroskopskih alg, imenovanih kokoliti.

V običajnih plasteh so poznejše plasti položene na prejšnje plasti v vodoravnih plasteh. V daljšem časovnem obdobju se lahko sedimentne kamnine deformirajo zaradi velikih zemeljskih sil: vulkanizma, orogeneze (gradnje gora) ali drugih vzrokov. Takrat je treba raziskati, kaj se je s plastmi zgodilo.

Ko se plasti dvignejo nad morsko gladino, jih erozija, na primer vremenska, obrablja. To povzroča vrzeli v zaporedju plasti, ki so se lahko v zgodovini Zemlje večkrat dvignile in potopile. Te vrzeli se v geološkem žargonu imenujejo neskladja.

Nastanek plasti in litifikacija

Sloji nastajajo v različnih okoljih od morja, jezer in rek do puščav in ledeniških področij. Sedimenti se sprva odlagajo kot zrnata snov (pesek, mulj, glina), organske ostanke ali kemično izločene mineralne snovi. S časom in poglabljanjem se ti sedimentni materiali spremenijo v trdne kamnine skozi procese, ki jim pravimo diagenetske spremembe, predvsem:

• kompakcija (iztiskanje vode in zmanjšanje poroznosti),
• cementacija (izloček mineralov, ki "zlepijo" zrna),
• rekrystalizacija in kemična preobrazba v primeru povišane temperature ali pretoka kemično bogatih tekočin.

Značilnosti plasti in osnovna načela stratigrafije

Stratigrafija temelji na več osnovnih načelih, ki geologom pomagajo razlagati zaporedja plasti:

• Načelo prepoznavnosti (original horizontality) — sedimenti se navadno odlagajo v vodoravnih ali skoraj vodoravnih slojih; po naknadnih premikih se te plasti lahko nagnijo ali zvijejo.
• Načelo superpozicije — v nerazburkanem zaporedju je vsaka plast mlajša od plasti pod njo in starejša od plasti nad njo.
• Načelo lateralne kontinuitete — plasti se širijo lateralno, dokler se ne tanjšajo ob robovih ali nalagajo na ovire.
• Faunalna sukcesija — fosilne združbe se s časom spreminjajo po prepoznavnem zaporedju; to omogoča relativno datiranje plasti (biostratigrafija).

Vrste neskladij

Neskladja so razločne vrzeli v geološkem zaporedju, ki nastanejo zaradi obdobjih izdolbin ali neodlaganja. Glavne vrste neskladij so:

• Angulacijsko neskladje — stare plasti so bile nagnjene ali zvite, nato pa erodirane; na njih so položene mlajše, vodoravne plasti.
• Diskordantno (disconformity) — erozijska ali brezbarvna vrzel med dvema približno vodoravnima zaporedjima; pogosto je težje razpoznati na terenu.
• Nonkonformnost — neskladje med sedimentnimi plastmi in nadlegajočo izpostavljeno magmatsko ali metamorfno podlago.

Deformacije in spremembe plasti

Plasti lahko doživijo naslednje spremembe:

• mehanično upogibanje (folding) in lomljenje (faulting) zaradi tektonskih sil;
• metamorfizem, če se plasti izpostavijo visokim tlakom in temperaturam, kar spremeni izvorno sedimentno zgradbo;
• izpostavljenost kemičnim tekočinam, ki lahko privedejo do lokalnih sprememb minerala in barve.

Okolja odlaganja

Različna sedimentna okolja dajejo specifične vrste plasti, struktur in sedimentarnih značilnosti. Glavna okolja so:

• morska (globalne plitve police, globokomorski mulji, koralni grebeni),
• rečna (kanali, poplavne ravnice),
• delta in obalna,
• jezerska (lacustrine),
• veterna ali eolian (sipine),
• ledenjaška (till, morene).

Uporabe stratigrafije in metode datiranja

Stratigrafija je ključna za razumevanje zemeljske zgodovine in ima praktične uporabe pri iskanju naravnih surovin (nafta, premog, rudnine), pri inženirskih geoloških ocenah ter pri rekonstrukciji preteklih podnebij in okolij. Metode, ki se uporabljajo:

• Relativno datiranje — temelji na načelih superpozicije in faunalne sukcesije (fosili kot časovni vodnik).
• Absolutno datiranje — radiometrične metode (npr. 14C, U-Pb, K-Ar) dajejo starosti v letih in omogočajo natančnejše časovne okvire.
• Litostratigrafija — razvrščanje plasti glede na litološke lastnosti.
• Biostratigrafija — uporaba fosilov za korelacijo in datiranje.
• Kronostratigrafija — opredeljuje sloje glede na geološke časovne enote.
• Sekvenčna stratigrafija — analizira spremembe v morski gladini in sedimentacijskih ciklih za razumevanje globalnih in regionalnih dogodkov.

Zaključek

Plasti so temeljni zapis zemeljske zgodovine. Razumevanje njihovega nastanka, značilnosti in neskladij omogoča geologom, da rekonstruirajo preteklost Zemlje, določijo starosti kamnin in povežejo geološke dogodke med oddaljenimi območji. Kombinacija terenskega opazovanja, analiz petroloških lastnosti, fosilnih vsebin in radiometričnih metod daje polno sliko stratigrafskega zaporedja in njegovega pomena.

Cikli

V mnogih plasteh se vzorci ponavljajo. Na primer, glinene plasti se izmenjujejo s plastmi peščenjaka ali karbonatne plasti s skrilavci. To je običajno posledica ponavljajočih se podnebnih ciklov. V toplejših obdobjih se morje dvigne in karbonatne kamnine se odlagajo v plitvih subtropskih morjih. Kasneje se na polih začne nabirati led in gladina morja se zniža. Nato se isto območje približa obali in reke izpirajo pesek in blato.

Kamnine s ponavljajočimi se vzorci plasti se imenujejo ritmiti. Včasih so ti vzorci posledica letnih podnebnih sprememb. Geologi jim pravijo varve.

To so enoletne varve v apnencu. Pleistocenske plasti, Scarboro Cliffs, Toronto, Ontario, Kanada

Vprašanja in odgovori

V: Kaj so plasti?

V: Kako se imenuje preučevanje plasti?

V: Kako nastanejo plasti?

V: Kako lahko geologi s pomočjo plasti povezujejo kamnine na različnih mestih?

V: Kaj povzroča vrzeli v zaporedju plasti?

V: Kako geologi imenujemo te vrzeli?

V: Kako spremembe v zgodovini Zemlje vplivajo na zaporedje plasti?

Išči po črki