历史地质学/沉积速率
在之前的文章中,我们已经提到了各种沉积物的沉积速率。也许现在该问问……
有很多方法可以让我们找到现在的,或者至少是最近的沉积物沉积速率。
最简单的方法之一涉及所谓的沉积物陷阱,它被用来测量海洋沉积物的沉积。在右边的照片中,你可以看到一个从海洋中回收的沉积物陷阱。
从根本上说,它是一个技术精密的桶。它精密的其中一个方面是它有一个完整的底部收集瓶组,这些瓶组以固定的时间间隔依次旋转到收集位置。这使得地质学家能够测量沉积物数量和成分的季节性变化。
沉积物陷阱在处理非常细小的沉积物时特别有用,这些沉积物的沉积速率非常低,例如硅质软泥、钙质软泥和远洋粘土。
另一种方法适用于沉积速率较高的情况,即采集一个钻探样本,其中某一层对应于最近发生的事件。例如,1950 年代的第一次氢弹试验在沉积记录中留下了铯-137 的突然出现,铯-137 是同位素,在自然界中不存在。
另一个这样的时间标记是 1970 年环境铅的峰值。在此之前,沉积物中的铅随着石油的使用而增加;在 1970 年,美国国会通过了《清洁空气法》,沉积物中的铅开始下降。
其他方法则巧妙地利用了自然存在的放射性同位素,这些同位素不断沉积在海底;我们将在关于 U-Th、U-Pa 和 Ra-Pb 测年方法的文章中详细介绍这些方法。
当我们观察沉积岩,试图找出它们的沉积速率时,我们也可以借助更传统的放射性测年方法。如果我们有一层(例如)远洋粘土岩,它本身无法直接测年,夹在两层火成岩之间,而火成岩可以通过放射性方法测年,那么通过从上层岩石的日期中减去下层岩石的日期,我们就可以得到夹在中间的粘土岩的沉积时间,因此,已知粘土岩的厚度,我们就可以算出它在该时间段内的平均沉积速率。如果我们愿意,我们可以利用我们对远洋粘土岩比母体沉积物更致密的了解,来计算沉积速率,以每千年原始沉积物毫米数表示。
今天在沉积物中测量的沉积速率与推断出的相应沉积岩的沉积速率之间存在定量一致性;例如,计算出的海洋石灰岩中钙质物质的沉积速率与测量的钙质软泥的沉积速率相同;其他岩石及其相应的沉积物也具有类似的特征。
这种一致性是对地质学家对这些岩石母体沉积物沉积方式的诊断的确认,如果需要的话。