הבדלים בין גרסאות בדף "זמן גאולוגי"

הוסרו 531 בתים ,  לפני 4 שנים
הגהה, ניסוח
מ (בוט החלפות: \1\2\3)
(הגהה, ניסוח)
[[מאובן]] הוא כל שריד של בעלי חיים או צמחים (או שרידים של פעילות של בעלי חיים) שהשתמרו באופן טבעי בסלע. יש מאובנים של [[עופות]], של [[דג]]ים, של [[יונקים]], אבל גם של עלים או עצים, של מחילות וטביעות כף רגל - כל אלו נחשבים למאובנים.
 
שיטת המאובנים היא שיטה למדידת גיל של סלע. היא לא נותנת גיל מוחלט/מדויק (כלומר אומרת "בן כמה הסלע"/מתי נוצר הסלע) אלא היא נותנת זמן יחסי, כלומר האם הסלע שלי עתיק יותר מסלע אחר או צעיר ממנו (זה כמו להגיד על יוסי שהוא מבוגר מדני אבל צעיר מחיים, בלי להגיד שיוסי בן 17).
 
שיטת המאובנים מבוססת על תורת ה[[אבולוציה]] בעולם החי והצומח, תורה שהגה החוקר והמדען [[צ'ארלס רוברט דרווין|צ'ארלס דרווין]]. תורה זו טוענת שבעולם הביולוגי חלה התפתחות מבעלי חיים וצמחים פשוטים וראשוניים (אמבות, בקטריות וכו') לבעלי חיים וצמחים מורכבים ומתקדמים יותר (יונקים, צמחי סחלב - הצמחים המתקדמים ביותר וכו'). מחקר השוואתי של מאובנים של בעלי חיים וצמחים שהשתמרו בסלע מאפשר לקבוע את גילו היחסי - הסלע שיכיל מאובנים פרימיטיביים יהיה קדום לסלע שיכיל מאובנים של בעלי חיים וצמחים מתקדמים.
מחקר השוואתי של מאובנים של בעלי חיים וצמחים שהשתמרו בסלע מאפשר לקבוע את גילו היחסי - הסלע שיכיל מאובנים פרימיטיביים יהיה קדום לסלע שיכיל מאובנים של בעלי חיים וצמחים מתקדמים.
 
לא כל מאובן הוא מאובן טוב לצורך השוואה בין דוגמאות סלע, ונעדיף מאובנים בעלי התכונות הבאות:
* מאובנים שלמין שלהם היה טווח קיום קצר (המין נוצר, חי ונכחד תוך זמן קצר של מספר מיליוני שנים).
* מאובנים של בעלי חיים שהייתה להם תפוצה גאוגרפית נרחבת ביותר (כדי שההשוואה תהיה כלל עולמית ולא מקומית).
בעלי חיים ימיים עונים של שני הקריטריונים (תפוצה גאוגרפית וזמן חיים קצר למין).<br>המאובנים הטובים ביותר להשוואה נקראים [[מאובן מנחה|מאובנים מנחים]] - אלו מאובנים של בעלי חיים ימיים שהיה להם טווח קיום קצר (למין שלהם, לא לפרט בודד), שהייתה להם התפשטות גאוגרפית נרחבת, בעלי קליפה קשה, נוכחות נרחבת בסלעים והם קלים להגדרה. דוגמאות בעזרת הטבלה מספרו של [[עקיבא פלכסר]] "גיאולוגיה - יסודות ותהליכים", עמוד 203:
אילו בעלי חיים עונים על שני הקריטריונים האלו? אילו בעלי חיים יכולים להתפשט על פני כל העולם בזמן קצר? התשובה: רק בעלי חיים ימיים. <br>
* מאובנים שנקראים [[טרילוביטים]] חיו רק בעידן שנקרא עידן ה[[פלאוזואיקון]]. לכן סלע שיש בו טרילוביטים הוא מזמן עידן הפלאוזואיקון. אם לעומת זאת נמצא בסלע שלנו גם טרילוביטים וגם ספירפרים, הרי שצמצמנו את זמן הסלע לפלאוזואיקון העליון.
המאובנים הטובים ביותר להשוואה נקראים [[מאובן מנחה|מאובנים מנחים]] - אלו מאובנים של בעלי חיים ימיים שהיה להם טווח קיום קצר (למין שלהם, לא לפרט בודד), שהייתה להם התפשטות גאוגרפית נרחבת, בעלי קליפה קשה, נוכחות נרחבת בסלעים והם קלים להגדרה.
דוגמאות בעזרת הטבלה מספרו של [[עקיבא פלכסר]] "גיאולוגיה - יסודות ותהליכים", עמוד 203:
* מאובנים שנקראים טרילוביטים חיו רק בעידן שנקרא עידן ה[[פלאוזואיקון]]. לכן סלע שיש בו טרילוביטים הוא מזמן עידן הפלאוזואיקון. אם לעומת זאת נמצא בסלע שלנו גם טרילוביטים וגם ספירפרים, הרי שצמצמנו את זמן הסלע לפלאוזואיקון העליון.
* תפוצת ה[[דינוזאורים]] מוגבלת לעידן ה[[מזוזואיקון]] בלבד. אולם אם נמצא בדגימת סלע שרידי דינוזאורים ושרידי יונקים, צמצמנו את זמן הסלע לתקופת ה[[קרטיקון]].
* [[אמוניטים]] חיו עד לסוף תקופת הקרטיקון, אבל למינים רבים של אמוניטים יש טווח חיים קצר ולכן הם נחשבים למאובנים מנחים מעולים. (האמוניטים נכחדו ביחד עם הדינוזאורים. למעשה 80% מעולם החי והצומח נכחד אז, לפני 65 מיליוני שנה, אלא שהדינוזאורים קיבלו יחסי ציבור טובים במיוחד ורק אותם זוכרים...).
* ברכיופוד מסוג לינגולה וצדפה מסוג פקטן הם שתי דוגמאות למאובנים שאינם יכולים לשמש מאובנים מנחים מכיוון שהם התקיימו במשך כל הזמנים.
* האדם נוצר לפני זמן קצר מאוד יחסית – מציאת מאובן של אדם בסלע תתארך את הסלע לתקופה הגאולוגית הצעירה ביותר- תקופת ה[[רביעון]].
{{ערך מורחב|תיארוך פחמן-14}}
 
השיטה הרדיואקטיבית נותנת זמן מוחלט - מתי בדיוק נוצר הסלע, ובכך יתרונה הגדול. השיטה ה[[רדיואקטיביות|רדיואקטיבית]] מבוססת על העובדה ש[[איזוטופ]]ים מסוימים הם בלתי יציבים ומתפרקים בצורה ספונטנית ליסודות אחרים (תוך שחרור אנרגיה). למשל [[אשלגן]] מתפרק והופך ל[[ארגון (יסוד)|ארגון]], [[אורניום]] הופך ל[[עופרת]] וכו'. מתברר שלהתפרקות הרדיואקטיבית יש קצב מסוים וקבוע, ששונה מחומר לחומר. ניקח, דוגמהלדוגמה: יש לנו 800 אטומים של [[רובידיום]]. אחרי 1622 שנים חצי מהאטומים של הרובידיום הפכו לאטומים של [[רדון]]. נשארנו עם 400 אטומים של רובידיום, אבל... כעבור עוד 1622 שנה, חצי מהם הפכו לרדון, וכך הלאה, וכך הלאה. הזמן, שבו מופחתת כמות מסוימת של חומר למחציתה על ידי פירוק רדיו אקטיבי נקרא "[[זמן מחצית חיים]]". זמן מחצית החייםוהוא שונה מחומר לחומר.
 
[[פחמן 14]] הוא איזוטופ בלתי יציב אשר מתפרק והופך ל[[פחמן-12]]. זמן מחצית החיים שלו הוא 5717 שנה, כלומר: תוך 5717 שנים הופכת מחצית הכמות של פחמן-14 לפחמן-12. בעזרת פחמן-14 מתארכים גיל של מאובנים, וגם ממצאים אחרים ממקור אורגני (חי וצומח). לדוגמה, [[רמת הגולן]] עשויה [[בזלת]] - סלע שאין בו חלקים אורגניים. באחד מזרמי הלבה שהתקשו והפכו לסלע בזלת נמצאה כבשה מאובנת אשר נלכדה בזרם הלבה החם, מתה, וכשהלבה התקררה לבזלת היא נשארה בתוכה. [[תיארוך פחמן-14|תיארוך]] שרידי הכבשה על ידי פחמן-14 קבע שהיא בת 4000 שנה. מכאן מסיקים שהרי הגעש של רמת הגולן היו פעילים גם לפני 4000 שנה).
 
שיטת תיארוך פחמן-14 נחשבת טובה עד גיל של 40,000 שנים, ומאבדת מהדיוק שלה אחר כך. הסיבה היא שבמאובנים בני ארבעים אלף שנים, יחס הכמויות בין פחמן 14 לפחמן 12 הוא בערך 1:128. עבור מאובנים ישנים יותר היחס יורד לחצי בכל 5717 שנים. כך, למשל, עבור מאובן בן מאתיים אלף שנים, היחס הוא בערך אחד ל-35 מיליארד, וקשה למדוד יחסים כאלה.
הסיבה היא שבמאובנים בני ארבעים אלף שנים, יחס הכמויות בין פחמן 14 לפחמן 12 הוא בערך 1:128. עבור מאובנים הרבה יותר ישנים היחס יורד לחצי בכל 5717 שנים. כך, למשל, עבור מאובן בן מאתיים אלף שנים, היחס הוא בערך אחד ל-35 מיליארד, וקשה למדוד יחסים כאלה.
 
===הנוסחה לחישוב גיל הסלע באמצעות השיטה הרדיו-אקטיבית===
אם מחצית מהאטומים מסוג "מקור" (או מוצא) הופכים לאטומים מסוג "תוצאה" כעבור Y שנים, ואם יש בסלע S אטומים מסוג מקור ו- R אטומים מסוג תוצאה, אז גיל הסלע הוא:
ואם יש בסלע S אטומים מסוג מקור ו- D אטומים מסוג R תוצאה,
אז גיל הסלע הוא:
 
<math>
הנוסחה משתנה קצת במקרה שבמצב ההתחלתי נוכחים בסלע גם חומר המוצא וגם חומר התוצאה, כמו במקרה של תיארוך לפי [[פחמן]] 14.
 
דוגמה ליישום השיטה: נניח שמצאנו בסלע 600 אטומים של רדון ו- 200 אטומים של רובידיום. בן כמה הסלע? <br>אפשר לחשב בלי הנוסחה: בעבר היו בו 800 אטומים, וכולם של רובידיום. כעבור 1622 שנים הפכו מחציתם לרדון. עתה היו בסלע 400 אטומי רדון ו- 400 אטומי רובידיום. כעבור עוד 1622 הפכו מחצית מ-400 אטומי הרובידיום הנותרים לרדון, ונותרו 200 אטומי רובידיום ו- 600 אטומי רדון. כלומר, התקופה שחלפה היא 2*1622=3244 שנים.
אפשר לחשב בלי הנוסחה: בעבר היו בו 800 אטומים, וכולם של רובידיום. כעבור 1622 שנים הפכו מחציתם לרדון. עתה היו בסלע 400 אטומי רדון ו- 400 אטומי רובידיום. כעבור עוד 1622 הפכו מחצית מ-400 אטומי הרובידיום הנותרים לרדון, ונותרו 200 אטומי רובידיום ו- 600 אטומי רדון. כלומר, התקופה שחלפה היא 2*1622=3244 שנים.
 
אפשר גם להציב בנוסחה:<br><math>
<math>
\begin{matrix}
Y=1622 \\
R=600
\end{matrix}
</math><br><br>הגיל הוא <br><math>
</math>
<br><br>
הגיל הוא <br>
<math>
\begin{matrix}
Y \times \operatorname {log} _2 \left( \frac {S+R} {S} \right) &
===חסרונות השיטה===
* מסובכת יותר ולוקחת זמן רב יותר משיטת המאובנים.
* דורשת מכשור מתקדם (ש"יספור"שיספור אטומים) שקיים רק במעבדות.
* לא בכל סלע יש יסודות רדיואקטיביים וגם אם יש, ייתכן שהם "נשטפו" בחלקם מהסלע או שהתווספו אטומים נוספים של החומר ממקור חיצוני אחר, וזה משנה את מספר האטומים של החומר ומעוות את התוצאה.
* הדיוק מוגבל למשכי זמן שבהם יש כמויות משמעותיות הן מחומר המוצא והן מחומר התוצר.
==שיטות נוספות למציאת הזמן הגאולוגי==
# '''קביעת גיל בעזרת טבעות עצים''' - גזעי עצים גדלים מן המרכז והחוצה, בטבעות. עובי הטבעת משתנה בהתאם לתנאי האקלים. ספירת הטבעות מעידה על הגיל.
# '''קביעת גיל הסלע בעזרת [[פלאומגנטיזם]]''' - כלומר בעזרת התכונות ה[[מגנטיות]] ש"התאבנו" בסלע. בסלעים מסוימים ישנם מינרלים ברזליים שמצביעים לכיוון צפון בדומה ל[[מצפן]]. מסתבר שהיו תקופות בהם הצפון היה דווקא בדרום כלומר תקופות בהם המצפן היה מצביע דרומה. בסלעים מסוימים אכן המינרלים מצביעים דרומה וזה עוזר בתארוך הסלע לאותן התקופות,{{הערה|1= תופעה הקיימת ברמת הגולן ולכן לעתים המצפן מראה את הצפון לא בכיוון הנכון}}.
# '''קביעת גיל הסלע בעזרת משקעים אגמיים''' הנקראים וורוות - בתחתית כל אגם מצטברים משקעים: בעונה הגשומה צבעם יהיה חום בגלל הסחף המגיע לאגם עם הנחלים, ובעונה היבשה יהיה צבע המשקעים לבן. כשהאגם נעלם נשארו רק אותם שכבות דקות של משקעים (וורוות[[ורוות]]) וכל מה שנותר לנו לעשות הוא לספור: שכבה לבנה + שכבה חומה = שנה אחת. גאולוגים ישראלים ספרו שכבות דקיקות כאלה באזור [[ים המלח]] ותארכו את האגם הקודם שהיה שם (שמו - [[ימת הלשון]] והוא נמשך עד [[הכנרת]]). הם ספרו 60,000 שכבות, כלומר זהו גילו של האגם.
 
==ראו גם==
* [[לוח הזמנים הגאולוגי]] - טבלה של כל התקופות הגאולוגיות
 
==לקריאה נוספת==