Apsolutna geohronologija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Gnome-edit-clear.svg Ovaj članak zahtijeva čišćenje.
Molimo Vas da pomognete u poboljšavanju članka pišući ili ispravljajući ga u enciklopedijskom stilu.

Apsolutna geohronologija događaje iz historije Zemljine prošlosti datira u manje ili više decidnim i preciznim iznosima godina (hiljadama i/ili stotinama, milionima i milijardama godina). Na osnovu ana1itike (ne)posrednosti, možemo razlikovati:

  • direktno (neposredno), i
  • indirektno (posredno)

datiranje paleoantropoloških ili bilo kojih drugih paleobioloških ili paleogeoloških nalaza. Metodi direktne procjene starosti počivaju na neposrednorn proučavanju osteološkog ili (rjeđe) nekog drugog materijala organskog porijekla; analogno tome, procjenjuju se i apsolutne starosti tragova materijalne kulture. Indirektnim putern, apsoiutno datiranje posmatranog nalaza izvodi se na temelju njegove hronološke koincidencije ili korelacije sa materijalnim ostacima i fenomenima pouzdano dokazane starosti.[1] U vezi s tim, posredno datiranje se može oslanjati na odgovarajuée podatke o starosti

  • izvornog sloja, tj. onog sloja Zemljine kore iz kojeg potiče proučavani nalaz, ili
  • bilo kog stratuma ili nalaza sa kojim se posrnatrani objekt

može dovesti u nesumnjivu hronološku vezu; u ovu katcgoriju metoda apsolutne geohronologije spada i

  • datiranje na osnovu teorijsko-rnatematičkih rekonstrukcija vremenskog slijeda dogaðaja iz Zernljine prošlosti.[2]

I direktni i indirektni oblici apsolutnog datiranja koriste se dostignućima fundamentalnih prirodnih i matematičkih nauka; na osnovu dosadašnjih iskustava u ovoi oblasti, paleoantropološka i paleogeološka znanost uopće najveće povjerenje poklanja geohemijskim i geofizičkim metodima.

  • Geohemijski metodi predstavljaju najpouzdanije oblike apsolutnog datiranja matcrijalnih tragova antropogeneze i filogeneze uopće jer počivaju na (in)direktnoj radiometrijskoj analizi, odnosno poznavanj u dužine poluživota radioaktivnih hemijskih elemenata. Kao što je poznato, poluživot (poluvijek) ovakvih elemenata predstavlja vrijeme koje je potrebno da se početna konstitucijska koliina inicijalnog izotopa, procesom radioaktivnog raspadanja, smanji na polovinu. Imajući u vidu kontinuitet i konstantnost brzine tog procesa, a na temelju kvantitativnog odnosa pojedinih faza (izotopa) radioaktivne transformacije, moguée je relativno precizno procijeniti apsolutnu starost proučavanih slojeva i nalaza.

Geohemijski metodi[uredi | uredi izvor]

Metod 14C[uredi | uredi izvor]

Glavni članak: Metod radiougljika

Metod radiougljika, analizira cikluse transforacije radiougljika (14C), tj. količinski odnos između (radioaktivnog) 14C i ("običnog") 12C u ostacima organske tvari i atrnosferi, koji se uzima kao direktni pokazatelj apsolutne starosti nalaza. Davno je, naime, zapaleno da u višim slojevima atrnosfere kosmička radijacija oslobaða neutrone, koji bombardovanjern dušika, proizvode radiougljik (14N + neutron14C + proton); stoga se i ugljendioksid javlja u oblicima 12CO2 i 14CO2. Također je poznato da period poluraspadanja 14C traje 5.568 ± 30 godina. U novije vrijeme ti proračuni su korigirani na 5.730 godina, što se ugrađuje kao korekcija u ranije − standardizirane − krive proračuna starosti proučavanog materijala.

U procesu razmjene materije i energije izmeðu organizma i životne sredine, ostvaruje se prirodna ravnoteža količine 14C u atmosferi i živoj supstanci. Karakteristična brzina radioaktivne transformacije tog elementa u živoj tvari iznosi 15,6 raspadâ, po gramu, u minuti. Smrću individue organska materija se isključuje iz biociklusa, pa se (približno) svakih 5.600 godina koliéina 14C smanjuje na polovinu. Drugim rijeèima, odnos 12C : 14C mijenja se srazmjerno starosti uzorka; za prvih 5.600 godina intenzitet radioaktivnog raspadanja opadne na 7,8 raspada, po gramu u minutu, za naredni (toliki) period - na 3,9 takvih jedinica itd.[3]

Odgovarajuáa testiranja starosti antropoloških nalaza pomoáu radioaktivnog ugljika pokazala su da mogućnost datiranja ovim metodom doseže 40.000 (prema nekiin podacima i do 70.000) godina, a preciziiost mu varira u granicama od ± 100 do ± 1 200 godina, što u najvećoj mjeri zavisi od starosti i kvaliteta, odnosno stepena očuvanosti proučavanog materijala. Također je potrebno još jednom podvući činjenicu da je ovo jedini metod direktne procjene apsolutne starosti fosilnih ostataka života na Zemlji i naglasiti njegov ogroman doprinos razbijanju minulih i suvremenih zabluda o filogenetsko-evolucijskim tokovima i odnosima.

Metod radija[uredi | uredi izvor]

"Metod radija" (u novije vrijeme češče pominjan pod nazivom metod uranija) se primjenjuje u indirektnoj procjeni apsolutne hronologije nalaza organskog porijekla i događaja iz proteklih (oko) 300.000 godina. U antropološkim istraživanjima najčešće je korišten za datiranje nalaza iz slojeva morskog dna. Ovaj inetod apsolutne hronologije se zasniva na analizi pokazatelja kvantitativnih odnosâ medu pojediiiim izotopinia iz lanca radioaktivne transformacije uranija:

238U → 238Th → 234Pa → 234U → 230Th → 226Ra → ..... 206Pb.

Pošto je dužina poluživota (t/2) nekih elenienata iz ove sekvence, u geohronološkim razmjerima, sasvim zanernarljiva (234Pa - protaktinijum: 1,14 minuta, 234Th - torij: 24,1 dan itd.), u odgovarajuáiin istraživanjima se posmatraju samo relacije između 238uranija (t/2=4,49 milijardi godina), 234uranija (t/2=269.000 god.), 230Th - torija (t/2=80.000 godina), 226radijuma (t/2=1.622 godine) i stabilnog izotopa 206olova, na osnovu čega je moguće datirati inicijalnu fazu radioaktivnog procesa, odnosno procijeniti apsolutnu starost posmatranog sloja. Tako, naprimjer, podjednaka koliëina 236uranija i 206olova (1 : 1) dokazuje da je od nastanka analiziranog uzorka prošlo jedno poluvrijeme raspada 230U (oko 4,5 milijardì godina). Kao hronološki indikator možee dobro poslužiti i registrirani gradijent radioaktivnosti radijuma u proučavanom profilu Zemljine kore.

Apsoltitna starost minerala, u kojima se odvija proces radioaktivne transformacije 238U (i njegovih izotopa), takođe se može procijeniti i mkroskopskom analizom. Fisijom uranijevih izotopa, naime, odvajaju se teški energetski fragmenti koji (u izvjesnim mineralima) ostavljaju mikroskopski vidljive tragove (koji podsjećaju na godove na presjeku stabla). Broj tih linijskih tragova posredno indicira dužinu perioda koji je protekao od nastanka minerala.

Kalij − Argon tehnika[uredi | uredi izvor]

Tzv. "Kalijum-argon tehnika" apsolutnog datiraiija se temelji na pojavi da prirodni kalij sadrži izvjesnu kolčinu radioaktivnog izotopa 40K, koji se spontano, konstantnom ratom, raspaada u argon:

40K (EC) → 40Ar, uz paralelaii proces –

60K (β) → 40Ca.

Pošto je 40Ca široko rasprostranjen u stijenama i zeniljištu, njegov kvantitativni odiios sa sup>40K ne daje pouzdane informacije o trajanju ovog radioaktivnog transformiranja. Gasoviti argon se pak relativnoo rijetko susreće u prirodi, ali se u nekim kalijevim mineralima gotovo redovno javlja.

Kvantitativnim dokazivanjem odnosa argona i kalijuma (Ar - K ratio) u mineralima proušavanih naslaga, moše se indirektno odrediti i apsolutna starost prisutnih fosilnih ostataka i geoloških slojeva. Poluvijek 40K → 40Ar transformacije traje preko milijardu (1,2 x 109) godina, pa se ovaj metod primjenjivao i u datiranju najstarijih krupnih formacija Zemljine kore. U paleoantropološkim istrašivanjima, međutim (zbog toga što se u nalazonosnim slojevima argon javlja tek u tragovima) pouzdanost "K - Ar tehnike" ne doseže dalje od oko 20 hiljada godina unazad. Posebno je bila atraktìvna primjena ovog metoda u nekim novijim pokušajima apsolutnog datiranja paleoantropoloških tragova koji su nađeni u okamenjenoj lavi. Naime, u uzavreloj lavi u utrobi Zernlje odnos izmeðu argona i kalijuma ravan je nuli (Ar: K=0), pošto tu nije prisutan 40Ar. U trenutku erupcije, između ostalog, uključuje se i 40K − 40Ar sat. Jcdan polušivot (1,2 x 109 godina) kasnije, 50% 40K se raspadne na izotope 40Ar (11%) i 40Ca (89%); Ar - K odnos tada iznosi 0,11. Vremenom on raste i predstavlja pouzdanu osnovu za egzaktnu procjenu starosti okarnenjene lave (i u njoi zarobijenih fosila).

Geofizički metodi[uredi | uredi izvor]

Geofiziëki metodi apsolutnog datiranja, u dosadašnjim paleoantropološkim istrašivanjima, širu prirnjenu uglavnorn su irnali na osnovu odgovarajuéih podataka o cikličnosti i intenzitetu insolacije Zemljine kore i fenornenu "paleomagnetizma".

Glaciološko-astronomski metod[uredi | uredi izvor]

Glaciološko-astronomski metod datiranja zasniva se na teorijskoj rekonstrukciji odgovarajućih astronornskih fenornena i njihovih mogućih veza sa prirodom stvarnih klimatskih promjena tokom geološke prošlosti, po čemu je poznat pod nazivom astronomski, glaciološki, klirnatološki itd. metod. Astronomski proračuni apsolutne geohronologije polaze od teorijskih konstanti za prosječnu dužinu karakterističnih perioda u:

  • (1) nagnutosti Zemljine ekliptike (42.000 godina),
  • (2) ekscentričnosti Orbite (92.000 godina) i
  • (3) longitude perihela (21.000 godina).

Na osnovu tih elenienata moguće je, između ostalog, matematički rekonstruirati minula i prognozirati buduća kolebanja u intenzitetu insoliranosti Zemljine atmosfere. Proračune ovih promjena na geografskim širinama 55°, 60° i 65°, tokom posljednjeg miliona godina, klimatolozi dovode u vezu sa sukcesijorn i dinamikoin pleistocenskih (inter)gia-cijacija u tom području. Ovi materijalizirani klimatski orijentiri pormenutih astronomskih fenomena, međutim, u lìteraturi se ponekad primarno objašnjavaju kao posljedice djelovanja nekih drugih šinilaca (razvoj geomorfoloških prilika u polarnirn područjima, promjene u koncentraciji atmosferskog CO2, na primjer). Zbog toga, rezultate primjene klimatološkog (glaciološkog) metoda datiranja paleoantropologija i prahistorija još uvijek često prihvataju kao pokazatelje relativne geohronologije. Ipak, polazeći od logične pretpostavke da je kolebanje intenziteta insolacije (i u kompleksu sa ostalim rnogućim klimatskim faktorirna) moglo da bude jedan od izrazito djelotvornih deterrninatora pojave glečera i glacijalne aktivnosti, postaje nedvojbeno da astronomsko-klimatološko apsolutno datiranje pleistocenskih naslaga i nalaza (i pored svih ograničenja) ima izuzetan i samosvojni i komplernentarni značaj. Kada je riječ o Sjevernoj hemisferi, u sukcesiji krupnih klimatskih promjena tokom kvartara, općprihvaćena literatura obično razlikuje četiri velika ledena (oledbe, glacijacije) i tri međuledena (međuoledbe, interglacijacije) doba.

Istovremeno, Južna hemisfera je bila zahvaćena odgovarajućim brojem pluvijalnih (kišnih) i interpluvijalnih (međukišnih, sušnih) perioda. Pouzdano je, naime, dokazano da je, nakon (najmanje) 100 miliona godina blage klime, tokom proteklih milion godina Sjeverna hemisfera doživje1a devet velikih glacijalnih udara, koji se (na osnovu karakterističnog hronološkog grupiranja) svrstavaju u ćetiri pomenute pleistocenske oledbe. Prva tri ledena doba su imala po dva, a četvrto — tri jača zahlaðenja (stadijala), razdvojena kratkotrajnim razdobljima slabljenja glacijalne aktivnosti (interstadijalima). Prema sasvim grubim kriterijumima, u srednjoevropskim prilikama, glacijacijom se označava onaj period u kome se današnja granica "vjeóitog snijega i leda" na vertikalnom profilu (oko 3.000 m nad razinom mora) spuštala za oko 600 m; na podruëju bivše Jugoslavije, međutim, ta granica se pomjerala čak i za 1.800 m. Prosječna temperatura je bila niža za oko 10-12 C°, a razina mora — za preko 100 m. Četiri velike srednjoevropske oledbe, svoje tipične odraze su imale u području gornjeg dijela Dunavskog sliva; oznake

  • (I) Günz,
  • (II) Mindel
  • (III) Riss i
  • (IV) Würm,

dobile su po abecednom slijedu desnih pritoka Dunava. Tri manje (pret)pleistocenske hladne pulsacije, koje su se javile oko 500 hiljada godina prije Günza, označavaju se zajedničkim irnenom − Dunav.

Procjenjuje se da je posljednja velika glacijacija (Würm) završena prije oko 8-12 hiljada godina. Izrazito naglašene klimatske promjene koje su se dešavale tokom kvartara (za vrijerne interglacijacija u Evropi je vladala suptropska klima, na primjer) imale su ogromne posljedice i u strukturi i u distribuciji živog svijeta. Mnogi biljni i životinjski oblici nestaju sa lica naše planete, a ljudski preci i srodnici preživ1javaju zahvaljujući bitnim specifičnostima svog adaptivnog tipa, prije svega umnim sposobnostima, proizvodnji oruđa za obezbjeđivanje egzistencijalnih potreha i društvenom načinu ivota; meðu značajnijim pretpostavkaina ljudskog opstanka bila su svakako i otkrića vatre i odjeće, sigurnijih skloništa i obitavališta itd.

Geomagnetni metod[uredi | uredi izvor]

Geomagrzetni meiod apsolutnog datiranja počiva na teorijskim i empirijskim pretpostavkama minule periodičnosti u ponašanju inklinacijske krive Zemljinog magnetnog polja. U antropološka istraživanja je uveden još krajem 17. stoljeća, kada je dokazan magnetizam arheološkog materijala (posebno keramike); tom prilikom je zapažena podudarnost priiiiarne magnetne orilcntacije tog materi.Iala sa geomagnetnim usrnje-renjern. Tako jc, teorijski gledano, uporednoin analizom inklinacijske krive i magnetne usrnjerenosti nalaza ili matičnog sloja, moguće procijeniti apsolutnu starost bilo kog posmatranog objekta. Iako je to otkriée otvorilo široke perspektive za prirnjenu ovog metoda u apsolutnom datiranju razliéitih materijalnih tragova antropogeneze, dosadašrija iskustva u ovoj oblasti steëena su datiranjem preteno mlaðili (prahistorijskih) ostataka materijalne kulture.

Geomagnetni metod se najčešće primjenjujc u odreðivanju apsolutne staiosti kerarnike i opeke, ali su zadovoljavajući rezultati dobijcni i odgovarajućim analizama magnetizma u glečerskim glinama, morskim sedimentima i u vulkanskoj lavi. Treba naglasiti, međutim, da zbog određenih nejasrioća u proteklom kolebanju geomagnetizna, geohronolozi i arheolozi upozoravaju na niz ograničenja u primjeni ovog metodaa. Poseban oprez zahtijeva interpretacija podataka o starosti nefiksiranih nalaza, odosno predmeta koji su sekundarno mogli biti pomijerani sa početnog položaja. I pored tih ograničenja, ovaj metod datiranja može biti veoma efikasan, osobito u kompleksnom postupku analize, kada se nekim drugim tehnikama (radiohemijskim, naprimjer) pouzdanije ograniči širi vremenski interval nastanka proučavanos sloja ili nalaza.

Ostali metodi[uredi | uredi izvor]

Ostali metodi apsolutne geohronologije obuhvataju niz relativno rjeđe primjenjivanih postupaka datiranja nalaza i slojeva. Od svojih prapočetaka, historijska geologija, paleobiologija, uključujući i paleoantropologiju, nastoje što pouzdanije odrediti starost pojedinih slojeva Zemljine kore, odnosno traženih materijalnih tragova. Metodološki pristupi tih pokušaja su veoma heterogeni, što je, između ostalog, rezultiralo relativno čestom pojavom nepodudarnosti dobijenih podataka o istom objektu istraživanja. Pored prethodno navedenih apsolutnohronoloških metoda,, u širu primjenu su uključivani:

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.
  2. ^ Campbell B. G. (1992): Humankind Emerging. HarperCollins Publishers, New York, ISBN 0-673-52170-2.
  3. ^ Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]