Slāņi (strata) — nogulumieži un stratigrāfija ģeoloģijā

Uzziniet par slāņiem (strata) — nogulumiežu veidošanos, stratigrāfiju un to lomu Zemes vēsturē; kā slāņi atklāj pagātnes vides un tektonikas noslēpumus.

Slāņi (lat. strata, vienskaitlī stratum) ir iežu vai dažkārt augsnes horizontālas vai gandrīz horizontālas iežu vienības, kas atšķiras pēc sastāva, graudainības, krāsas vai izcelsmes. Dabā slāņi parasti veido daudzslāņainu nogulumu secību. Šo slāņu izpēti sauc par stratigrāfiju, kas palīdz saprast Zemes vēsturi, iežu vecumu un nogulšanas apstākļus.

Veidošanās un pārvēršanās

Slāņi nogulst nogulumu veidā — smalki sadalīti daļiņas un organiskās atliekas sedimentējas dažādos vidēs (jūra, upes, ezeri, deltas, ledāji). Sākotnēji nogulumi ir mīksti, bet ar laiku tie zem tālāka noguluma spiediena, karstuma un ķīmiskās iedarbības pārvēršas cietos nogulumu iežos; šo procesu sauc par diagēnēzi (kompakciju un cementāciju).

Nogulumu vides un struktūras

• Galvenās nogulumu vides: jūras (dziļjūra, šelfa), upju/fluviālā, ezeru, delta, ledāju u.c.
• Tipiskas nogulumu struktūras: slāņošanās (bedding), smalka lamination, šķērsie slāņojumi (cross-bedding), gradēta slāņošanās (graded bedding), ripļveida reljefs, pelnu un mālu plaisas. Šīs struktūras palīdz atšifrēt straumes virzienu, nogulšanas ātrumu un ūdens dziļumu.

Laika un vietas sasaistīšana

Parastos slāņos vēlākie nogulumi horizontālos slāņos uzklājas uz agrākajiem — to sauc par superpozīcijas likumu. Taču šī vienkāršā kārtība var tikt mainīta ar laika gaitā notikušiem procesiem: milzīgi Zemes spēki var slāņus deformēt, locīt vai pārbīdīt (vulkānisms, orogēnija — kalnu veidošanās, tektoniskās šķēršanos, plātņu kustības).

Neatbilstības un erozija

Kad slāņi paceļas virs jūras līmeņa, tos noārda erozija — piemēram, laikapstākļu un ūdens darbības ietekmē. Erozija var radīt pārrāvumus nogulumu secībā, kas Zemes vēsturē liecina par periodiem, kad virsma ir pacelta un pakāpeniski nodrupējusi vai arī par ilgstošu nerakstītu laiku bez nogulsnēšanas. Ģeoloģiskajā žargonā šīs plaisas sauc par neatbilstībām. Neatbilstības veidi ietver angulāro neatbilstību (slāņu noliekums pirms jaunu nogulumu uzklāšanās), diskonformitāti (laika pārtraukums starp paralēliem slāņiem) un nekonformitāti (nogulumi uz novēlotu magmatisko vai metamorfisku iežu virsmas).

Stratigrāfijas metodes

Ģeologi slāņu savstarpējai sasaistīšanai izmanto vairākas metodes:

• Litostratigrāfija — savieno nogulumu vienības pēc litoloģiskām pazīmēm (akmens veids, tekstūra).
• Biostratigrāfija — izmanto fosilijas, lai noteiktu relatīvo vecumu; fosilās sugas ļauj korelēt atšķirīgas vietas. Piemēram, krīts nogulšņojās augšējā krīta periodā un daudzviet sastāv no mikroskopisku aļģu atliekām, ko sauc par kokolītiem, — šis piemērs parāda, kā bioloģiskais materiāls dominē nogulumos.
• Kronostratigrāfija un radiometriskā datēšana — sniedz absolūtu vecumu (gadiem) ar izotopu metožu palīdzību.
• Magnetostratigrāfija — balstīta uz Zemes magnētiskā lauka reversiju ierakstiem nogulumos.

Deformācija un interpretācija

Slāņi var tikt salocīti, saplaukti vai pilnīgi pārbūvēti tektonisku procesu rezultātā. Lai saprastu, kas ar slāņiem noticis, ģeologi pēta slāņu attiecības, struktūras, fosilijas un atsevišķu minerālu analīzes. Šāda interpretācija ļauj atjaunot nogulšanas vides, paleogeoģeogrāfiju un tektonisko vēsturi.

Praktiskā nozīme

Slāņi un stratigrāfija ir praktiski svarīgi resursu meklēšanā un izmantošanā: nogulumu ieži bieži satur ūdens (groundwater aquifers), ogles, naftu un dabasgāzi, minerālus un būvmateriālus. Stratigrāfiskā informācija tiek izmantota arī zemes resursu kartēšanā, rūpnieciskās izpētes plānošanā un vides novērtēšanā.

Kopumā slāņi sniedz detalizētu tēlu par Zemes virsmas pagātni — no nogulsnēšanās apstākļiem līdz tektoniskajai darbībai un erozijai — padarot stratigrāfiju par centrālu disciplīnu ģeoloģijā.

Cikli

Daudzos slāņu veidojumos ir atkārtojoši raksti. Piemēram, mālu slāņi mijas ar smilšakmens slāņiem vai karbonātu slāņi mijas ar slānekļiem. To parasti izraisa klimata ciklu atkārtošanās. Siltākos laikos jūra paaugstinās, un karbonātu ieži nogulsnējas seklās subtropu jūrās. Vēlāk pie poliem veidojas ledus, un jūras līmenis pazeminās. Tad tas pats apgabals atrodas tuvu krastam, un upes izskalo smiltis un dūņas.

Par ritmītiem sauc iežus, kuros atkārtojas slāņu raksti. Dažkārt šos modeļus izraisa ikgadējās klimata pārmaiņas. Ģeologi tos sauc par varvām.

Tās ir viengadīgas kaļķakmens laukakmeņu vares. Pleistocēna slāņi, Scarboro klintis, Toronto, Ontario, Kanāda

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir stratas?

Q: Kā sauc pētījumus par slāņiem?

Q: Kā veidojas slāņi?

J: Kā ģeologi var izmantot slāņus, lai sasaistītu dažādās vietās esošos iežus?

J: Kas izraisa pārrāvumus slāņu secībā?

J: Kā ģeologi dēvē šīs spraugas?

J: Kā izmaiņas Zemes vēsturē ietekmē slāņu secību?

Meklēt pēc burta