Хронология на дънни седименти
Хронология на дънните седименти(варвохронологичен метод, метод на де Гиър, хронология на слоевете на тиня) [1] е метод за определяне на геоложката възраст, базиран на преброяване на слоевете от дънни седименти на езера, морета или реки [K 1], известни като лентови глини и подобни седименти. Условието за прилагане на метода е наличието на сезонно наслояване на седиментните слоеве, когато през годината се образуват двойки слоеве, обикновено различни по механичен състав и цвят, подобни на растежните пръстени на дърветата. Изборът на такива двойки - така нареченитевари(англ. varv) - и тяхното изчисляване ни позволява да определим продължителността на натрупването на валежите и тяхната относителна възраст. Идентифицирането на корелацията между дебелините на слоевете, получени в различни разрези, позволява да се установи съответствие между възрастта на слоестите седименти в района. Абсолютната възраст на слоестите дънни седименти, обикновено [K 2 ], се определя с помощта на алтернативни методи за датиране. Warvochronology е уникален инструмент, който ви позволява да установите възрастта на събитията, случили се преди десетки хиляди години, с резолюция от една година.
Съдържание
Ранни изследвания
Депозитите с циклично повтарящи се слоеве са били добре познати в Швеция. Шведски термин. Хварфиглера, съответстваща на българската лентова глина, се появява за първи път на геоложки карти още през 1862 г. Впоследствие, благодарение на работата на Герхард да Геер, тази шведска дума започва да се използва в много езици за слоести дънни седименти. Хипотезата за сезонния характер на промяната на слоевете в лентовите глини, по очевидна аналогия с растежните пръстени на дърветата, беше изложена пред Де Гиър от американския геолог Едуард Хичкок [en] и швейцареца Алберт Гейм [2] . Де Гиър първи изказа хипотезаспоред което лентовите глини показват сезонни промени в моделите на утаяване и всяка двойка слоеве съответства на една година през 1882 г. През 1884 г. той публикува статия, в която цитира данни, получени за три секции, съдържащи 16 годишни слоя, и демонстрира фундаменталната възможност за сравняване на последователности от слоеве, получени в различни секции. В същото време той постулира възможността за създаване на непрекъсната геохронологична скала въз основа на такива сравнения, но първоначалната му оценка за обхвата на тази работа включва работата на няколко поколения геолози [3] . През 1889 г. Høgbom [sv] посочва разликите в съдържанието на калциеви и магнезиеви карбонати в „зимния“ и „летния“ слой, които той свързва със сезонните промени в геохимията на Балтийско море [4] .
Шведска геохронологична скала
През 1904 г. де Гиър открива поредица от ивични слоеве, поразително подобни на тези, които е описал двадесет години по-рано, въпреки че разрезите са на 3 километра един от друг. Лентовите глини, описани от de Geer, са се образували в условията на периглациален резервоар, съществувал по време на деградацията на последното заледяване в басейна на Балтийско море и съседните райони [4] . След поредица от измервания де Гиър се убеди, че докато се движи от юг на север, след предполагаемото отстъпление на фронта на ледника, той губи слоеве стъпка по стъпка от основата на иначе идентични секции, общо 12 слоя на 4 километра. Това позволи да се твърди, че фронтът на ледника в района на изследване се е оттеглил с 4 километра за 12 години. През 1905 г. де Гиър организира широкомащабно проучване, включващо студенти от университетите в Упсала и Стокхолм, по време на което е изграден профил от лентови глинести слоеве на разстояние 500 километра отСтокхолм до Йемтланд, което обхваща 1073 години. Изследването на лентови глини направи възможно точното определяне на скоростта на деглациация в централна Швеция, но не даде абсолютни оценки за възрастта на събитията. Слоят в основата на разреза на територията на Стокхолмската астрономическа обсерватория е приет за „нулева година“. Де Гиър прави първия опит да даде абсолютна оценка на възрастта на почти ледниковите лентови глини през 1909 г., докато изучава отлаганията на езерото Рогунда [sv], което е източено през 1796 г. Натрупването на седименти в езерото е станало в условия на резки сезонни колебания в състава на отложения материал поради планинско-ледниково подхранване. Още през 1911 г. става ясно, че първоначалната информация съдържа грешка (натрупването на лентови слоеве в езерото е приключило много преди спускането му), но това изследване доказа фундаменталната възможност за установяване на непрекъсната последователност между лентови глини на периглациални резервоари и подобни седименти, чието натрупване е настъпило в езера и речни долини в следледниковия период [3] . Свързването на шведската геохронологична скала с абсолютната хронология е извършено през 1913 г. от дългогодишния асистент на де Гиър Рагнар Лиден [sv], докато изучава следледникови слоести отлагания в долината на река Онгерманелвен [4] [5] [K 3] .
Възходът и спадът на популярността на барохронологичните изследвания
След доклада на де Гиър на X Международен геоложки конгрес в Стокхолм през 1910 г. започват да се провеждат изследвания на лентови глини в различни региони на света. Изключителни резултати са получени от Мати Саурамо, който през 1918 и 1923 г. изгражда геохронологична скала, подобна на шведската за Южна Финландия (от брега на Финския залив до Ювяскюля, включително и трите хребета Салпауселка) [8] . Освен това теса извършени литоложки изследвания на лентови глини, въз основа на които са направени изводи за дълбочината и солеността на периглациалния резервоар [9] .
След като изучава седименти в долината на река Далелвен през 1915 г., където открива идентични последователности от слоеве на над 85 километра един от друг, де Гиър става много по-малко консервативен в подхода си към сравняването на участъците, които са отдалечени един от друг. Въз основа на глобалния характер на климатичните колебания, които определят параметрите на годишните слоеве, той предполага, че идентифицирането на идентични последователности прави възможно синхронизирането на различни хронологични скали една с друга, независимо от разстоянието между тях. От този момент нататък той има за цел да търси "телекорелации" (отдалечени корелации), които ще позволят да се изгради единна глобална геохронологична скала въз основа на идентифицирането на корелации между последователности от дънни седименти. Започвайки през 1920 г., той или неговите сътрудници предприемат редица експедиции за изследване на дънните седименти в различни региони на света: де Гиър, Линден и Ернст Антевс [sv] [K 4] в Северна Америка (1920), Ерик Норин [sv] в Хималаите (1924-1925), Ерик Нилсън в Южна Африка (1926-1928) и Карл Калдени нас в Патагония (192 5-1929) и Нова Зеландия (1932-1934) [3] . Де Гиър обобщава резултатите от тези изследвания в голям заключителен трудGeochronologia Suecica, Принципи(1940), публикуван от него малко преди смъртта му.
През 1938 г. Ерик Фром за първи път измерва съдържанието на различни видове диатомеи и дървесен прашец във всеки от слоевете на пояса, което прави възможно установяването на абсолютни дати за промените в солеността в Балтийско море и съответно разпространението на различни дървесни видове [4][11] .
Концепцията за "телекорелации" е подложена накритикуван и неприет от научната общност [12] [4] . Малко след публикуването на Geochronologia Suecica, Принципи, необходимостта от преразглеждане на шведската геохронологична скала [13] стана очевидна благодарение на работата на Калдениус. Тези обстоятелства отчасти допринесоха за спада на доверието в методите на варвохронологията като цяло през следващите няколко десетилетия [12] . Откриването на радиовъглеродното датиране през 1949 г. предостави алтернативен инструмент за получаване на абсолютни дати. Интересът към изследванията на дънните седименти намаля и фокусът на изследванията се измести от изследванията на хронологията на деглациацията към хронологията на отделните континентални езера [4] .
Сегашно състояние
От 70-те години на миналия век интересът към хронологията на дънните седименти се възражда. Това се случи благодарение на подобряването на техническите средства и инструментите за анализ. В допълнение, за оценка на сегашното антропогенно въздействие върху околната среда бяха необходими данни за естествени промени в параметрите на околната среда в миналото, които не можеха да бъдат осигурени от кратка история на инструментални наблюдения. От 80-те години на миналия век, когато стана ясно, че оценките на абсолютните радиоактивни въглероди трябва да бъдат калибрирани, има възраждане на интереса към използването на седимент за създаване на геохронологични скали (често в комбинация с други методи). Освен това има недостатъчен или никакъв материал за радиовъглероден анализ в късните ледникови отлагания [2] . През 1970-1980 г. са направени няколко ревизии на шведската геохронологична скала, като са използвани алтернативни методи за датиране, оценени са грешката на абсолютното датиране и вероятните времеви интервали, в които трябва да се търсят липсващите последователности от слоеве [13] [14].
През 1987 г., благодарение на ядра отестуар Онгерманелвен, бяха получени нови резултати, които позволиха да се установи пряка връзка между седиментите на периглациалните резервоари и съвременните слоести седименти и да се подобри точността и надеждността на оценките на абсолютната възраст на шведската геохронологична скала [5] .