Geológia 10. előadás

Történeti földtan

Alapfogalmak Történeti földtan – olyan tudományág, amely a földi élő és élettelen anyag fejlődését Komplex rendszerként vizsgálja, illetve rekonstruálja. Őskörnyezettan (paleoökológia) - az ősi szervezetek csoportjainak életfolyamataival és környezeti kapcsolataival foglalkozó tudományág. Aktualizmus elve – a földtörténeti múltban ugyanazokkal az erőkkel és folyamatokkal kell és lehet számolni, amelyek ma is hatnak Rétegtan (sztratigráfia) - a földi élet- és anyagfejlődés eseményeit az időben egymásra következő rétegösszletek, főként üledékes kőzetek és ősmaradványaik tanulmányozása alapján követő tudományág Fácies - olyan ásvány- és kőzettani jellemzők összessége, amely a vizsgált objektum keletkezési körülményeire is utal, vagyis egy adott fáciesbe tartozó kőzetek azonos földtani körülmények között képződtek. Használják a földtörténeti fejlődés során kialakult lokális élőhelyekre is. Heterópikus fácies – azonos korban, de különböző környezetben keletkező üledékek Izópikus fácies – különböző korban, de azonos környezetben keletkező üledékek

A rétegződés típusai Konkordáns rétegzettség - az üledékes kőzetek által alkotott rétegek egymás utáni, megszakítás nélküli települése Diszkordancia – rétegek zavart, nem egyenletes, rendszerint nem párhuzamos települését jelenti. Megkülönböztetünk szög- és eróziós diszkordanciát Jelenlegi felszín Eróziós felszín

Transzgresszió Kavics Homok Iszap Agyag Regresszió Kavics Homok Iszap Agyag Üledékciklus A rétegződés típusai

Kormeghatározás Relatív kor - azt fejezi ki, hogy a vizsgált kőzet a környezetében lévő kőzeteknél fiatalabb vagy idősebb. A meghatározás módja a korreláció. Litosztratigráfia - a rétegek kőzettani alapon történő osztályozását végző tudományág Formáció - térképezhető méretű litosztratigráfiai alapegység, amely a földtörténet egy szakaszában meghatározott körülmények között keletkezett kőzetösszletet jelent Települési törvény - a különböző korú kőzetrétegek közül az alul lévők idősebbek, mint a fölöttük lévők (Nicolaus Steno, 1669). Gyűrt területeken a törvény nem érvényes Abszolút kor - a radioaktív izotópok bomlásának ismeretében a maradék és átalakulási végtermékének mért mennyisége alapján az ásvány kristályosodásának kora meghatározható K/Ar módszer - A K három izotópja közül 40K radioaktív, s ez átalakul 40Ca és 40Ar izotópokká alakul át. A 40Ar-ná alakulás felezési ideje millió év.

Fosszilizáció Testfosszília Kőbél

A Föld és az élet fejlődése

EonIdőIdőszakKorKorszakMillió év Fanerozoikum Kainozoikum Negyedidőszak Holocén Pleisztocén Harmadidőszak Neogén Pliocén MiocénSzarmata Bádeni Kárpátai Ottnangi Eggenburgi Paleogén Oligocén Eocén Paleocén Mezozoikum Kréta Jura Triász Paleozoikum Perm Karbon Devon Szilur Ordovicium Kambrium Előidő (Proterozoikum) Prekambrium Ősidő (Archaikum)

A prekambrium ősföldrajza Prekambrium = kambrium előtti4,6 milliárd év – 570 millió év A földtörténet 87%-a Archaikum: 4600 – 2500 millió év Proterozoikum: 2500 – 570 millió év Minél távolabb nyúlunk vissza az időben, annál kevesebb a biztos információ! A Föld keletkezésétől az állatvilág első nagy felvirágzásáig Részletesebben nem tagolható, mert nem voltak szilárd vázzal rendelkező élőlények

3900 – 4200 millió éve: meteorzápor → kéregalatti olvadás → kigázosodás → őslégkör 3500 – 3600 millió év: valószínűleg ekkor fogja be a Föld a Holdat Holdkeletkezés: a Földdel együtt egy időben keletkezik, a Földből szakadt ki → a Hold kőzeteinek kémiai összetétele eltér a Földétől

Sztromatolitok. Shark bay - Ausztrália 3200 millió év árapályüledékek (D-Afrika, Swaziföld) → a Hold már földkörüli pályán mozgott Sztromatolitok: az árapályövben képződő kupola alakú lemezes mészkőtestek. A lemezes szerkezet úgy képződik, hogy dagálykor kék- és zöldalgák meszet kötnek meg 2700 millió év: az árapályöv hatszor nagyobb a mainál → a Hold közelebb lehetett

prekambriumi kőzetek → a mai felszín kb. 20%-án → kontinensmagok

A prekambriumban az északi féltekén három nagy tábla alakult ki: A déli féltekén négy nagy tábla alakult ki: 1. Laurencia 3. Angara 1. Brazília 2. Afrika, Arábia, Dekkán 3. Antarktisz 4. Nyugat-Ausztrália 2. Kelet-Európai-tábla

2600 millió év 1800 millió év 1400 millió év 1000 millió év Laurencia Sudbury: a világ legnagyobb Ni előfordulása

Kelet-Európai-tábla

Brazília

Afrika, Arábiaés a Dekkán Katanga: Cu és U előfordulás

Ausztrália

A prekambrium éghajlata Afrikából, É-Amerikából, Ausztráliából és Indiából vastag mészkő, dolomit és üledékes vasércformációk ismertek → meleg tengerpartok, a 45° szélességen belül Az archaikum ( millió év) éghajlatáról semmit sem tudunk 2300 millió év, a Huron-tó környékén jégkarcok és glaciális üledékek (az É-i sark a mai Burma területén van) D-Afrikában glaciális üledékek Proterozoikum 1200 millió éve jégkorszak, előtte és utána só, mészkő → meleg tengerpart 900 millió éve jégkorszak → az Antarktiszon kívül mindenütt 650 millió éve jégkorszak → az Antarktiszon kívül mindenütt

Az őslégkör Elsődleges légkör: hidrogén, hélium Oxigén nincs (ha mégis akkor 1 ezrelék alatt) → redukáló őslégkör: hidrogén, szén-dioxid, metán, nitrogén, ammónia 3600 millió éve másodlagos légkör → vulkanizmus és a fotodisszociáció alakítja A mai vulkánok gázai: - 79% H 2 O - 12 % CO % SO % N 2 - 2% H 2, Ar, S, H 2 S, CH 4 A légkör további alakulását az élővilág befolyásolja Ultraibolya sugárzás → fotodisszociáció → O 2 és O 3 → a sugárzást leárnyékolja, a folyamat megáll Amikor a mai oxigénszint 0,001 %-át eléri az őslégkör O 2 szintje a fotodisszociáció leáll → Urey szint Az Urey szintnél magasabb O 2 tartalom CSAK BIOLÓGIAI ÚTON JÖHET LÉTRE!!!

L.S. Miller 1953 Az élet kialakulása Az élet kialakulásának két szakaszát különíthetjük el: I. Kémiai fejlődési szakasz Reduktív környezet, kévés O 2, megfelelő mennyiségű energia (villámok, UV) Bonyolult szerves molekulák jönnek létre, amelyek TARTALMAZHATTÁK a DNS alkotókat

II. biológiai fejlődési szakasz Evolúció: véletlen események sora Az evolúció három irányba hat: Az élőlények egyre tökéletesebben alkalmazkodnak az életkörülményeikhez Egyre bonyolultabb és nagyobb teljesítményre képes szervezetek alakulnak ki Maga után vonja az élőlények nagyszámú szétágazását, fajokra különülését Az élet kialakulása A kiválasztódás elve → azok maradnak, amelyek előnyösebb mutációkkal rendelkeznek Új környezet → új faj A sejtek típusai működésük definíciója alapján 1. Archaeobaktériumok: nagyon egyszerűek, ma már csekély számban élnek, a hajdani körülményekhez hasonló extrém feltételek mellett (pl. hőforrásokban, extrém sótartalom mellett) 2. Eubaktériumok: pl. erjesztőbaktériumok, nitrogénmegkötő baktériumok Prokarióták 3. Eukarióták: valódi sejtmaggal rendelkeznek 4. Vírusok: DNS vagy RNS töredékek, nincsen igazi sejtjük, egyetlen tevékenységük a szaporodás fehérjemegkötéssel, fehérjemegkötés az élő sejtek szétrombolásával

Ózonréteg ma kb. 50 km magasságban, az archaikumban a felszín közelében → Az élet a Földön 3800 millió évesnél nem idősebb addig nem volt cseppfolyós víz hőmérséklet is túl magas lehetett a szárazulatokon az élet elképzelhetetlen Az élet a tengerekben → legalább m vastag vízréteg alatt A prekambrium élővilága

Isua sorozat, 3800 millió év Pilbara-hegység, Warrawoona 3500 millió év Swazilandi Főcsoport 3300 millió év Fig Tree Csoport, 3200 millió év, Eobacterium isolatum Soudan Formáció, 2700 millió év Bulawayo Csoport, 3000 millió év, sztromatolitok Gunflint Formáció, 2000 millió év Bitter Springs, 1000 millió év, eukarióták Pound Formáció, 1000 millió év, Ediacarai fauna A prekambrium élővilága

Pilbara-hegység, Warrawoona 3500 millió év

A prekambrium élővilága Fig Tree Csoport, 3200 millió év, Eobacterium isolatum

A prekambrium élővilága Bulawayo Csoport, 3000 millió év, sztromatolitok

A prekambrium élővilága Gunflint Formáció, 2000 millió év

A prekambrium élővilága Bitter Springs, 1000 millió év, eukarióták

A prekambrium élővilága Az ediacarai fauna jellegzetességei: –Nagy egyed és kis fajszám –A példányok 67 %-a ürbelű (elsősorban medúzák) –A példányok 25 %-a gyűrűsféreg –A példányok 5 %-a ízeltlábú –Tribrachidium Pound Formáció, 1000 millió év, Ediacarai fauna

légzés megjelenése eukarioták ivaros szaporodás soksejtűek gerinchúr Prekambrium fotoszintézis

Köszönöm a figyelmet!