ppt
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