Fiziksel jeoloji 6 - Jeolojik Yaş Kavramı Jeolojide Yaş Kavramı, Jeolojik Zaman ve Önemli Jeolojik Olaylar JEO1003 Genel Jeoloji 1 public.cumhuriyet.edu.tr/~orhantatarJeolojik Yaş Saptama Yöntemleri 1- Karakteristik Fosil Organizmalardan Yararlanma 2- Radyometrik Yöntem 3- Radyokarbon (C14) Yöntemi 4- Göreli İlişkiler Yöntemi 2Ağaç gövdesinden yaş saptanmasıKarakteristik Fosil Çok kısa bir zaman aralığında ve oldukça geniş bir alanda yaşamış, tür ve cins derecesinde nesli tükenmiş organizma kalıntılarına denir. Örneğin: Paleozoyik için Trilobitler, Mesozoyik için Ammonitler, Senozoyik için Kara omurgalıları Karakteristik fosildir. 5Karakteristik fosil Ammonitler… 6Fosil nedir? Jeolojik zamanlarda yaşamış olan canlıların tortul kayaçlar içinde taşlaşmış olarak bulunan her çeşit kalıntı ve izine FOSİL adı verilir. Fosiller, bugün yaşayan bir çok grubu temsil ettikleri gibi, soyları tümüyle ortadan kalkmış grupları da tanımamıza yardımcı olurlar. Bilinen en eski fosiller günümüzden 3.6 milyar yıl önce yaşamış olan fotosentetik siyanobakterilerdir (mavi-yeşil algler).Fosiller nerede bulunur? Fosiller karasal ve denizel ortamlarda yaşamış hayvan ve bitkiler ile onların izlerine aittir. Daha çok kumtaşı, kireçtaşı, çamurtaşı ve şeyl gibi tortul kayaçlarda bulunurlar. Grönland'dan Antartika'ya, okyanus tabanlarından dağların en yüksek zirvelerine kadar dünyanın her tarafında dağılım gösterirler. Fosillerin dünya coğrafyası üzerindeki geniş dağılımı, yerküre yüzeyinin jeolojik zamanlar boyunca sürekli değiştiğini kanıtlar. Fosiller nasıl oluşur? Canlılar öldükten sonra organik-yumuşak kısımları diğer hayvanlar tarafından tüketilir veya bakteriler tarafından tahrip edilir. Eğer ortam bakterilerin yaşamasına uygun oksijene sahip değilse ve ortam fosilleşmeye uygun taşlaşma süreci koşulları taşıyorsa, canlıdan arta kalan kemik, kabuk ve diş gibi sert ve dayanıklı kısımlar fosilleşerek günümüze ulaşabilir. Ayrıca hayvanların; kusmuk pelletleri, dışkı pelletleri (koprolit), yumurtaları ve izleri de fosil olarak korunabilir. Fosilleşme Organizmaların sert kısımları yumuşak kısımlarından daha fazla korunarak fosillleşir Yumuşak bölümler çoğunlukla çürür yada diğer organizmalar tarafından tüketilir Bu nedenle yumuşak bir vücuda sahip canlılar yaşamlarını yitirdiğinde fosilleşemez Gömülü organizmalar çürümeye karşı daha fazla dayanımlı oldukları için daha çok fosilleşirler.Fosil Türleri Bozunmamış Kalıntılar – organizmanın orijinal materyali başka bir maddeye dönüşmemiştir Bozunmuş Kalıntılar – Orijinal materyal yeniden kristalleşmeye, karbonizasyona ve değişime uğramıştır Kalıp – Organizma sedimanlarda kalıp şeklinde bir iz bırakır İzler – Organizmanın bulunduğu ortamlarda bıraktığı izler. Örneğin, sürünme, ayak izi gibi.Eosen ( ~12 milyon yaşında) yaprak fosiliTrilobit izleri. En yaygın fosilleşme türü.Dinozor ayak izi Trilobit sürünme izleri H al l u ci g en i a A n o m a l o c a r i s Wiwaxia Archaeopteryx bilinen en yaşlı kuş Saccocoma, küçük bir deniz yıldızıKöpekbalığı dişi (Carcharocles megalodon )Gastrolit yada “mide taşları”. Dinozorlarda Sindirime yardımcı olduğu sanılıyor.Taşlaşmış ağaç gövdeleriBalık Hemiptera & Hymenoptera Kalamitler – bugünkü sazlıklarda görülen atkuyruğu şekilli bitkilerBozunmamış parçalar Bozunmuş kalıntılar yaprağın karbonizasyonu Kalıp http://www.studyworksonline.com/ cda/image/preview/0,1127,1309,00 .jpg http://gpc.edu/~pgore/myphotos/fossils/cast &mold.jpg http://www.fp.sfasu.edu/geolog y/GeologyTutorial/Fossils/CARB ONization01.JPGİz fosil (dinozor ayak izi) Fosilleşmiş ağaç gövdesiFosil korelasyonuFauna İstifi Fosil türleri birbirlerini keskin ve tanınabilir bir düzen içinde üzerlerler. 26Karasal Fosilleşmeye örnek a) Omurgalı hayvanlar nehir, çay, dere ve göl gibi tatlı su kaynaklarının kenarında yaşamlarını sürdürüyorlar. b) Ölen hayvanların kemikleri çeşitli su taşkınlarının getirdikleri kırıntılı malzemeler altında kalarak örtülüyor. c) Su taşkınlarının getirileriyle oluşan çökeller kemiklerin üzerindeki kırıntılı kayaçları gittikçe kalınlaştırıyor. d) Akarsu taşkınlarının getirdiği tortullar istifi zaman içinde daha da kalınlaştırıyor. e) Çökel miktarının zamanla artması hayvan kemiklerinin daha da derinlerde kalmasına ve taşlaşarak fosilleşmesine neden oluyor. f) Göl ya da çökelme havzası çökellerle dolarak ortadan kalkıyor. Daha sonra tektonik bir yükselmeyle akarsular yeniden canlanıyor. Kalın bir istif oluşturan bu alan zamanla aşındırılarak yarılmaya başlıyor ve gömülü kalmış olan fosilli tabakalar açığa çıkıyor. Fosil bilimciler (paleontologlar) sanki bir avcı gibi bu fosil yatakları araştırıp bularak ve bilimsel kazılar yaparak bu fosilleri gün ışığına çıkarıp, bilim dünyasına sunuyorlar. 2 8Kıtaların ayrılması 2 9Dinozorların kıtalar üzerindeki dağılımı 30Radyometrik Yöntem 1896’da Henry Becqerel tarafından radyoaktivitenin keşfinden sonra ortaya çıkmıştır. İçinde fosil bulunması zor olan kayalarda uygulanır. Özellikle uranyum, Toryum gibi radyoaktif element içeren minerallerin ilk kristalleşmelerinden bu yana geçen zamanı yıl olarak belirlemede kullanılır. Bu yöntemle saptanan en yaşlı kayaç 3500-3700 milyon yıl önce kristalleşmiştir. 31Radyokarbon (C14) Yöntemi Doğadaki karbonun çoğu (%98.89) C12, az kısmı (%1.1) C13 ve çok küçük bir miktarda C14 şeklindedir. C12 ve 13 radyoaktif değildir ve duraylı izotoplardır. C14 ise radyoaktifdir ve buna radyokarbon denir. C14’ün yarılanma ömrü 5720 yıldır. Atmosferde Bulunan C14 CO2 halinde oksitleşir ve havaya-suya Karışarak canlıların bünyesine geçer. Canlılardaki C14/C12 oranı değişmez ancak canlı organizma Öldüğünde bu oran değişir. Bu azalma ½ oranına Geldiğinde geçen zaman 5730 yıldır. 32Radyokarbon (C14) Yöntemi Radyokarbon yöntemi ile yaş tayini daha çok Arkeolojik eserler ve çok genç jeolojik olaylarda Yapılır. 70.000 yıla kadar hassas yaş tayini yapılabilir. 33Radyokarbon / C14 Yöntemi 34Göreli İlişkiler Yöntemi • Jeolojik gözleme dayalıdır • Kesen kesilenden, örten örtülenden gençtir • Diğer yöntemleri tamamlayıcı bir yöntemdir 35Çökelme - Yatay Sedimanlar önce yatay olarak çökelirler...sonra ? 36Normal bir istifte en üstte en genç, en altta en yaşlı birim bulunur 37Kesen – Kesilen İlişkisi Bir kayaç daima kendisini kesen birim/yapıdan daha yaşlıdır. Fay kaya birimlerinden gençtir 38Hangisi en yaşlı: yeşil kayalar, damar yada dayk? Yeşil kayalar dayk damar Kesen – Kesilen İlişkisi 39Sokulum Eğer bir kaya parçası bir diğeri içerisinde bulunursa, parça daha yaşlıdır. 40Göreceli Yaşa Örnek Jeolojik birimlerin/olayların dizilimi; en yaşlı (1) en genç (6) 411) Kireçtaşı çökelimi Göreceli Yaşa Örnek 422) Magma kireçtaşına sokuluyor, soğuyor ve granit oluşuyor. Göreceli Yaşa Örnek 433) Kireçtaşı ve granit aşınıyor Göreceli Yaşa Örnek 444) Kumtaşı çökelimi 5) Kumtaşı üzerine lav akıntısı geliyor 6) Şeyl çökelimi Göreceli Yaşa Örnek 45Göreli İlişkiler Yöntemi ile Yaşlandırma 46Dokanaklar 47Lav akıntısı - Sil 48495051Jeolojik Zaman Çizelgesi Çok uzun bir geçmişi olan yer tarihi zamanlara, Devirlere, devrelere ve çağlara bölünür. Zaman birimleri olarak zaman, devir, devre, çağ; Kaya birimleri olarak ise üst sistem, sistem, seri, kat deyimleri kullanılır. 52Jeolojik Zaman Cetveli Senozoyik 65 my-Günümüz Mesozoyik 250-65 my Paleozoyik 544-250 my 53Hayat Ağacı 54Pangea Kıtaların Ayrılması 55195 milyon yıl önce 5694 milyon yıl önce 57Günümüz 58Plummer et al 2003 Kıtaların Ayrılması 59Gelecek… 50 milyon yıl sonra 60Paleozoyik ve karakteristik jeolojik olaylarıMesozoyik ve karakteristik jeolojik olaylarıSenozoyik ve karakteristik jeolojik olaylarıEarth History, Ch. 19 64 Neojen Dünyası Neojen Dönemi Miyosen, Pliyosen ve Pleyistosen’i kapsar Holosen başlangıcı yaklaşık 12,000 yıl önce Senozoyik Paleojen Neojen Paleosen Eosen Oligosen Miyosen Pliyosen Pleyistosen 65 24 5.3 1.8 12,000 yıl Holosen Earth History, Ch. 19 65 Kıtasal buzullaşma Erken Neojen iklimi göreceli olarak yumuşak Orta Pliyosen, ~3.2 milyon yıl önce, modern buzul çağı başladı Buzul dönemi bugün de devam ediyor, bununla birlikte maksimum ve minimum glasiyel dönemler döngüsel olup, şu anda “içglasiyel” dönemdeyizEarth History, Ch. 19 67 Kuzey Yarımküre kıtasal buzullarıEarth History, Ch. 19 68 Kıtasal Buzullaşma Bering Boğazı buzulsuz idi ve Kuzey Amerika ile Asya arasında faunal değişimlerin olduğu bir koridor durumundaydı.Earth History, Ch. 19 69 Oksijen izotop kayıtlarıEarth History, Ch. 19 70 Floral ekosistemlerin yer değiştirmesiEarth History, Ch. 19 72 İnsan Evrimi: Büyük familya Hominoidea gibbonları, insanı ve Maymunları kapsar. Homo Hominidae familyası içindeki tek cinstir (genus); sapiens ise Homo cinsi içerisindeki tek türdür (species).Earth History, Ch. 19 73 İlksel kökenler En eski “hominoid” fosilleri A f r i k a’dadır, ~20 My (erken Miyosen) Bu eski “hominoid”ler olasılıkla modern hominidler ve pongiidlerin atasıdır, fakat fosil kaydı yer yer iyidir. orta-geç Miyosen dönemi Afrika’dan Avrasya’ya “hominoid”lerin yayıldığı dönemdir (şu ankinden daha fazla maymun türleri) En geç Miyosen zamanında, sadece bir cins hayatta kalabildi: GigantopithecusEarth History, Ch. 19 74 Australopithecines En eski gerçek hominidler Miyosen- Pliyosen geçişinde ortaya çıktılar, ~5.3 My, Bunlar australopithecines ? Australopithecus, Paranthropus Australopithecus (4.0-2.3 My) günümüz maymunlarıyla insanlar arasında bir görünüme sahipti Erkekler kadınlardan daha büyüktü ? Beyin boyutu günümüz şempanzelerinden daha büyük ? Yürüyebilir, fakat daha çok zamanını ağaçlarda geçirirdi.Earth History, Ch. 19 75 Australopithecus Bir dişi tür A. afarensis, Etyopya’da 3.2 My Yaşlı kayalarda bulunduEarth History, Ch. 19 76 Yürüyebilen Australopithecus ayak izleri Tanzanya’daki ~3.0 My yaşlı volkanik küller içinde bulunmuşturEarth History, Ch. 19 77 İlk Homo Australopithecus en az 2 türeayrılmıştır (A. afarensis ve A. africanus) En yaşlı H omo Australopithecus’den türemiştir. Yaklaşık 2.4 My Yaklaşık 2.0 My önce, H omo’nun en az iki türü var idiEarth History, Ch. 19 78 Hominid stratigrafisiEarth History, Ch. 19 79 İlk Homo İlk Homo’ların özellikleri: ? Büyük beyin (800 cm 3 , buna karşın 450 cm 3 Australopithecus’ların beyni) ? Daha küçük dişer ? Taş aletleri yapma ve kullanma yeteneği ? Ete karşı diyet ? Zamanının büyük bir bölümünü ağaçlar yerine yerde geçiriyorEarth History, Ch. 19 80 Homo habilis’in KafatasıEarth History, Ch. 19 81 Homo erectus Homo erectus ilk Homo’dan yaklaşık 1.6 My önce türemiştir Afrika dışına İlk hominid göçü ? “Peking Man”, “Java Man” Günümüz insanına çok benzer, fakat: ? Kısmen daha küçük beyin (1000 cm 3 - 1400 cm 3 ) ? Daha dar leğen kemiğiEarth History, Ch. 19 82 Homo erectus 11 yada 12 yaşındaki bir çocuğa ait kemikler (1.6 My)Earth History, Ch. 19 83 Homo neanderthalensis Neanderthal fosilleri Avrasya kıtasında bulunan ve yaşları 100,000 ile 35,000 yıl arasında değişen fosillerdir ? Olasılıkla H. erectus’un Avrupalı yada Asyalı topluluğundan türemiştir Fosiller çoğunlukla mağara çökelleri içinde bulunur. ? Olasılıkla dini uygulamalarda da bulunmuştur ? Ölen aile üyeleri yiyecek ve aletlerle birlikte gömülmüştürEarth History, Ch. 19 84 Neanderthal gömülmesiEarth History, Ch. 19 85 Homo sapiens Homo sapiens (Günümüz insanı) ~150,000 yıl önce Afrika’da türedi (belkide Homo erectus’un Afrikalı bir topluluğundan) H. sapiens ve H. neanderthalensis DNA’ları atalarının yaklaşık 500,000 yıl önce dağılmaya başladığını göstermektedirEarth History, Ch. 19 86 Homo sapiens Homo sapiens görünürde Avrupa’ya göçünden önce onbinlerce yıl Afrika’da yaşamışlardır. En yaşlı Avrupalı H. sapiens fosili ~33,000 yıl yaşlıdır—yaklaşık H. neanderthalensis’lerin ortadan kalktığı zamanhttp://www.museum.state.il.us/exhibits/mazon_creek/about_mazon_creek.html #Plants http://www.paleodirect.com/sharkteeth.htm http://cse.cosm.sc.edu/erth_sci/Sediment/Fossils1.htm http://members.cox.net/jdmount/paleont.html http://www.oceansofkansas.com/Gastro2.html http://www.nps.gov/pefo/index.htm http://www.nmnh.si.edu/paleo/shale/index.html http://www.coloradomtn.edu/campus_rfl/staff_rfl/kohls/miscdae.html http://www.uhaul.com/supergraphics/tully/tully.html http://www.burpee.org/VirtualTour/coal_forest.htm Yararlanılan Web Siteleri