ppt

January 9, 2018 | Author: Anonymous | Category: Wetenschap, Aardwetenschappen, Geologie, Stratigraphy
Share Embed Donate


Short Description

Download ppt...

Description

De Verborgen Attractie van de Aarde

De Verborgen Attractie van de Aarde Opzet van de cursus

1 - Magnetisme & Aardmagneetveld 2 – Het Aardmagneetveld in het verleden 3 – Drift der Continenten en Plaattektoniek (4 – toepassingen) 5 – Omkeringen van het Aardmagneetveld (6 - toepassingen)

7 – Gesteentemagnetisme en (paleo)intensiteit van het veld 8,9 – Capita Selecta 10 – Gastlezing & bezoek Fort Hoofddijk

De Verborgen Attractie van de Aarde Opzet van de cursus

1 - Magnetisme & Aardmagneetveld 2 – Het Aardmagneetveld in het verleden 3 – Drift der Continenten en Plaattektoniek (4 – toepassingen) 5 – Omkeringen van het Aardmagneetveld (6 - toepassingen)

7 – Gesteentemagnetisme en (paleo)intensiteit van het veld 8 – Gastlezing & bezoek Fort Hoofddijk

Stratigrafie Nicolaus Steno (1638-1686): Wet van superpositie Principe van horizontaal in origine Wet van laterale continuïteit

Stratigrafie Nicolaus Steno (1638-1686): Wet van superpositie Principe van horizontaal in origine Wet van laterale continuïteit

James Hutton (1726-1797): Uniformitarianisme

Uniformitarianism is the principle or assumption that the same natural laws and processes that operate in the universe now have always operated in the universe in the past and apply everywhere in the universe: ‘the present is the key to the past’

Stratigrafie Nicolaus Steno (1638-1686): Wet van superpositie Principe van horizontaal in origine Wet van laterale continuïteit

James Hutton (1726-1797): Uniformitarianisme

William Smith (1769-1831): Eerste geologische kaart van Engeland Gidsfossiel

Stratigrafie George Cuvier (1769-1832) Taxonomie Uitsterven van soorten

Charles Darwin (1809-1882) On the origin of species

Ernest Rutherford (1871-1931) Absoluut dateren dmv. radiometrische technieken

Stratigrafie Methodes & Technieken - Lithostratigrafie – gesteente opeenvolgingen – Biostratigrafie – (gids)fossielen en hun evolutie – Magnetostratigrafie – omkeringen van het aardmagneetveld - Chemostratigrafie – kenmerkende chemische eigenschappen - Tectonostratigrafie – effecten van tektoniek – Cyclostratigrafie – herkennen Milankovitch cycli + absoluut dateren  chronostratigrafie

Integrated Stratigraphy Biostratigrafie: first-order chronology taxonomie, reworking, diachroniteit

ouderdom redelijk bekend vanaf Cambrium (500 Ma)

Magnetostratigrafie: globally synchronous barcode primair vs. secondair signaal (overprint), correlatie, hiaten ? sequentie goed bekend voor laatste 200 Myr

Cyclostratigrafie: fine-tuning and astronomical dating herkenning cycli, fase relaties, correlatie ouderdom t/m astronomical solutions (< 40 Ma)

Omkeringen van het aardmagneetveld

Het aardmagneetveld keert op onregelmatige tijden om De meest karakteristieke eigenschap van de geodynamo

… op onregelmatige tijden: maar wanneer dan ?

Oorsprong van omkeringen Mantle Convection time scale ~100 Myr Reversal frequency, superchrons

Liquid outer core Convection time scale 300-500 yr Geodynamo action: Secular variation, excursions, reversals

Solid inner core Diffusion time scale 3-5 kyr Stabilises geodynamo process

Kuang & Bloxham, 1997

Geomagnetic Polarity Time Scale (GPTS) Constructie van de GPTS Hoe weten we het patroon en de ouderdommen van omkeringen ?

Omkeringen magneetveld in lavas Brunhes (1906) - Matuyama (1921) Brunhes = present normal polarity chron Matuyama = last reversed polarity chron

Constructie GPTS – dateren lavas - Absolute dating by isotopic techniques in 1960s (eg. K/Ar) (Cox et al., 1964)

13

Constructie GPTS – dateren lavas

Marine magnetic anomalies

Marine magnetic anomalies

Pitman and Heirtzler, 1966

Constructie GPTS Combineer: - Radiometrische dateringen van lavas (K/Ar) - Patroon van marine magnetische anomalieën Eerste versie: - Calibratiepunt (3.4 Ma) + extrapolatie op basis van constante spreiding

• Assuming constant seafloor spreading rate

Heirtzler et al. (1968)

Marine Magnetic Anomalies

vs.

Deep Sea Cores

Constructie GPTS Redelijk bevestigd door: deep-sea core drilling plus biostratigrafie

Opdyke et al. (1966)

Constructie GPTS A new geomagnetic polarity time scale for the late Cretaceous and Cenozoic (Cande & Kent, 1992)

Constructie GPTS

Volledige revisie MMA van alle oceanen

9 calibratiepunten  interpolatie

Constructie GPTS Steeds betere tuning … maar het kan altijd nòg beter

Dankzij astronomical tuning !

Constructie GPTS Oudste sea-floor korst ~160 Ma

Beyond the oldest sea-floor …

Constructie GPTS … en dan nòg ouder

Nomenclatuur C11n.1n C11n.1r C11n.2n

C18n.1r C18r

C-numbering nomenclature commonly used

Magnetostratigrafie Methode (piece of cake …) 1. Vind een mooie sectie 2. Boor en orienteer monsters 3. Meet de richtingen in het lab 4. Corrigeer voor laagstand 5. Gebruik de richtingen om polariteit te bepalen 6. Correleer het patroon naar GPTS

Magnetostratigrafie Streepjescode kan unieke correlatie geven - maar is essentieel binair - èn kan vervormd worden

Problemen te over … - correlatie uniek ? ‐ primair signaal of overprint ? ‐ resolution hoog genoeg ? ‐ etcetera ….

Magnetostratigrafie Magnetostratigrafisch dateren vereist een uniek patroon

?

Correlatie Sedimentatiesnelheid onbekend of variabel Duur zones ? Hiaten ?

(Li et al., 2009)

Correlatie Afhankelijk van kwaliteit GPTS Verschillende methodes moeten overeenkomen

Voorbeeld: Betische Corridor Present

Late Miocene

Krijgsman (2002) and Van Assen et al. (2006)

Voorbeeld Verschillende methodes kwamen niet overeen in 1998

Magneto age: 7.6 ± 0.1 Ma

K/Ar age: 6.16 ± 0.30 Ma Garces et al. (1998)

Verschillende methodes

kwamen wèl overeen in 2001

Garces et al. (2001)

Voorbeeld … again

K/Ar age: 6.16 ± 0.30 Ma

Magneto age: 7.6 ± 0.1 Ma

Ar/Ar age: 7.71 ± 0.11 Ma

Radiometrisch dateren (K/Ar) Problemen: ‐ Bepalen fout in de meting ‐ Nauwkeurigheid vervalsconstante - Verlies van Ar (gas) bij 150 °C Absolute methode Dus òf goed òf jonger (zoals in voorbeeld)

Radiometrisch dateren (Ar/Ar)

Ar/Ar ratio: mass spectrometer precision depends on e.g. measurement protocol, mass discrimination

Decay constant Relatieve methode

1  [ Ar ]   t  ln 1  J 39 λ  [ ArK ]  40

*

J is an irradiation parameter and its accuracy depends on an accurately known age of a mineral standard.

Ar/Ar: mineral dating standard Kuiper et al., 2008

Astronomical Polarity Time Scale (APTS)

Astrochronology: correlation of cyclic variations in the geological record to computed astronomical (age) curves

Milankovitch cycles

obliquity

0.05 0.04 0.03 0.02 0.01

precession / eccentricity

0.06 eccentricity

Precession - Eccentricity -1200 to 0 kyr (La90)

Obliquity from -1200 kyr to -0 kyr (La90)

Eccentricity from -1200 kyr to -0 kyr (La90) 0.07

25 24.5 24 23.5 23 22.5 22 21.5

0 0

200

400

600 Age (in kyr)

800

1000

1200

0

200

400

600 Age (in kyr)

800

1000

1200

0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 0

200

400

600 Age (in kyr)

800

1000

1200

Milankovitch cycles in the Mediterranean Earth’s rotational and orbital motions determine changes in insolation and hence in climate and hence in environment and hence in the geological archive reflected in the sedimentary record

Milutin Milankovitch

(1879-1954)

Cycli & Astrochronologie Problemen: • Herkennen cycli • Fase relatie ? • Correlatie

• Astronomisch model

Integrated stratigraphy: Bio-Magneto-Cyclostratigraphy

Hilgen et al. (2004)

min max

Astronomical solutions La93 La2004

Distance Season

Obliquity effect on Δtmax

Precession Today December: closest to Sun warm N-hemisphere winter hot S-hemisphere summer June: furthest from Sun cool N-hemisphere summer cold S-hemisphere winter

Precession ~11 kyr ago June: closest to Sun hot N-hemisphere summer warm S-hemisphere winter December: furthest from Sun cold N-hemisphere winter cool S-hemisphere summer

Tilt Season

Seasonal Contrast between N and S Hemispheres

Small seasonal contrast

Large seasonal contrast

Distance Season Tilt Season

Sicily …

Sapropel-marl cycles of late Miocene age (Gibliscemi section, Sicily, Italy)

Sapropel Formation

Insolation minimum = ARID

Insolation maximum = HUMID

min max

400-kyr Eccentricity minimum

Obliquity

100-kyr Eccentricity minimum Insolation maximum Insolation minimum

400-kyr Eccentricity minimum

Insolation maximum

Insolation minimum Obliquity

Carbonate cycles of early Pliocene age (Capo Bianco, Sicily, Italy)

400-kyr Eccentricity minimum

Insolation minimum

Insolation maximum

Punta di Maiata, Sicily

GPTS APTS Magnetostratigraphy: precise position of each geomagnetic reversal

Geomagnetic Polarity Time Scale (GPTS): based on sea-floor magnetic anomaly patterns, ages interpolated between (few) calibration points

Astronomically tuned Polarity Time Scale (APTS): accurate age of each individual reversal

Hilgen, Langereis et al.

Miocene APTS Astrochronologie Laat Mioceen Secties op Kreta en Sicilië: ‘bed-to-bed’ correlatie

Hilgen, Krijgsman, Langereis et al. (1995)

Punta di Maiata, Sicily

Insolation maximum

Insolation minimum

Lignite-marl cycles, Pliocene, Ptolemais section, Greece

40Ar/39Ar

vs. astrochronology

6.94 Ma

Fan-a1, Crete Miocene, marine 2: 0.01 Ma; N = 44 3 different irradiations 6.65

6.75

6.85

6.95

Age (Ma)

7.05

7.15

Kuiper et al., 2003

Intercalibration Isotopic ages and astronomical ages Morocco Cyclostratigraphy Ar/Ar ages of ash layers

Spain Cyclostratigraphy Astronomical calibration

Kuiper et al., 2008

Ar/Ar: mineral dating standard Kuiper et al., 2008

Ar/Ar: mineral dating standard

Kuiper et al. (2008), Science: 438 citaties

Magnetostratigrafie

Magnetostratigrafie Van Waterschoot van der Gracht (1873-1948) Penning - 2014

View more...

Comments

Copyright � 2017 NANOPDF Inc.
SUPPORT NANOPDF