سن مطلق

مقصود از سن مطلق سن واقعی هر پدیده می‌باشد و در واقع سن تشکیل یا وقوع آن می‌باشد. روش‌های مختلفی برای تعیین سن مطلق وجود دارد که از جمله آنها می‌توان استفاده از طبقات رسوبی ، رسوبات یخچالی ، مواد رادیواکتیو و ... را تعیین سن مطلق نام برده البته کاربرد مواد رادیواکتیو در تعیین سن مطلق بیشتر می‌باشد و سنی را که از این طریق بدست می‌آید دقیقتر می‌باشد. سن مطلق سن واقعی هر پدیده می‌باشد و در واقع سن تشکیل یا وقوع آن می‌باشد.

•روش استفاده از رادیواکتیو :
برخی از مواد معدنی دارای خاصیت رادیواکتیو هستند. بدین معنی که از خود 3 نوع اشعه خارج می‌سازند که
عبارتند از . هر کدام از این تشعشعات دارای خواص فیزیکی مربوط به خود هستند. در اثر صدور این تشعشعات یک عنصر به مرور زمان تبدیل به عنصر دیگری می‌شود. به عنوان مثال در اثر یک سری فعل و انفعالات رادیواکتیوی تبدیل به می‌شود.
هر عنصر رادیواکتیو دارای نیم عمر مختصوص به خود می‌باشد. نیم عمر عبارت است از زمانی که مقدار ماده اولیه با طی این زمان به نصف مقدار خود برسد. با داشتن نیم عمر و همچنین مقدار ماده اولیه و مقدار ماده تولید شده ، با استفاده از یک سری روابط فیزیکی می‌توان سن دقیق پدیده‌های زمین شناسی را تعیین کرد.

روش‌های مختلفی برای تعیین سن
به روش رادیواکتیو وجود دارد. از جمله روش‌های ، ... . پدیده‌هایی که با روش
رادیواکتیو می‌توان تعیین سن کرد عبارتند از :

•تبلور سنگ‌های آذرین از یک ماگما :
oتبلور دوباره سنگ‌هایی که قبلا وجود داشته‌اند از هر نوعی که باشند
برای تشکیل سنگ‌های دگرگونی که عمدتا تا تجمع کانی‌هایی که تماما جدید هستند همراه می‌باشد.
oافزایش سرما و فرسایش سلسله کوههای چین خورده .
oته‌نشین شدن یک سنگ رسوبی ، مشروط بر آنکه یک یا چند کانی جدید همزمان یا بعد از رسوبگذاری تشکیل شده باشد.

•تعیین سن با استفاده از رسوبات یخچالی :
در بعضی موارد، رسوبات ناشی از یخچال‌ها می‌توانند در زمینه تعیین سن مطلق منطقه موثر باشند. رسوبات یخچالی عمدتا لایه‌لایه بوده و تناوبا از رسوبات دانه‌درشت و دانه‌ریز تشکیل شده‌اند. این رسوبات حاصل ذوب شدن یخ یخچال‌های طبیعی می‌باشد. معمولا لایه‌های دانه‌ریز در زمستان و لایه‌های دانه درشت در تابستان رسوب کرده‌اند. بنابراین هر جفت از این لایه‌ها می‌تواند نمایند یک سال باشد. بدین ترتیب با شمارش تعداد لایه‌ها می‌توان مدت زمانی را که از رسوب این مواد می‌گذرد تعیین کرد.

•تعیین سن با استفاده از طبقات رسوبی :
در زمان‌های مختلف زمین شناسی طبقات مختلفی در اثر فرآیندهای رسوب‌گذاری بوجود آمده‌اند. هرگاه ضخامت کل طبقات رسوبی را بدست آورده و میزان تشکیل سالیانه طبقات را نیز تعیین کنیم با تقسیم این دو می‌توان سن زمین را از شروع عمل رسوبگذاری تعیین کرد. البته این روش دارای اشکالاتی نیز می‌باشد. به عنوان مثال توقف در عمل رسوبگذاری باعث می‌شود که سن تعیین شده اشتباه باشد.

دید کلی :شناسایی تاریخ زمین مستلزم شناخت و مقایسه تقدم و تأخر حوادث نسبت به یکدیگر و تاریخ مطلق رویداد آنها می‌باشد. در طول عمر زمین چهره آن
تغییرات گونگونی را متحمل شده تا به صورت امروزی در آمده است. سن مطلق زمان رویداد واقعه را به شخصه و بدون سنجش با واقعه دیگری نشان می‌دهد. مثلاً پیدایش اولین پستانداران در 160 میلیون سال قبل سن مطلق این گروه از موجودات را تعیین می‌کند. برای تعیین سن مطلق در زمین شناسی روشهای مختلفی وجود دارد که در زیر به برخی از آنها اشاره شده است.

استفاده از ریتم نمو سالانه گیاهان
دندروکرونولوژی

نمو چوب ثانوی با تشکیل حلقه و متمایز از حلقه‌های قبلی در هر سال مشخص می‌شود با توجه به نحوه رشد و ضخامت هر یک از حلقه‌ها می‌توان شرایط آب و هوایی و مساعد بودن یا نامساعد بودن و تغذیه گیاه را دریافت و ضمناً با شمارش تعداد حلقه‌های چوب ثانوی سن مطلق یک گیاه را تشخیص داد. به این ترتیب برای نمو سالانه هر نوع درخت در سالهای گذشته شرایط استانداردی را تعیین کرده‌اند.با قرار دادن شرایط رشدی هر نوع درخت در این جدول استاندارد شده نمو که به صورت دیاگرامی عرضه می‌شود، می‌توان زمان حیات درخت و در نتیجه سن مطلق آن را پیدا کرد. این روش حدود 6 هزار سال را مشخص می‌کند.

سیکلهای کوتاه مدت رسوب آهکهای دریاچه‌ای و رسوبهای بیولوژیکی :
شدت رسوبگذاری و رنگ رسوبها به عوامل متعددی وابسته است در رسوبهای با لایه‌های ظریف این مسأله با تغییر درجه حرارت ، حتی روزانه و شبانه یا فصلی ارتباط نزدیک دارد. رسوبهایی که با شرایط بیولوژیکی ارتباط دارند مثلاً با پدیده کلروفیلی شدن گیاهان مربوط می‌شوند نیز این تغییرات را نشان می‌دهند. در طی روز عمل کربن گیری باعث جذب CO2 و در نتیجه رسوب بیشتر کربنات می‌شود و در شب با دفع CO2 عمل انحلال آهک شدیدتر و رسوب آن کندتر صورت می‌گیرد.

بدیهی است که در این شرایط و زمان کوتاه نمی‌توان پدیده چرخشی مناسب
برای اندازه گیری سن مطلق پیدا نمود. ولی اگر تغییرات فصلی را در نظر بگیریم، این
تغییرات تا حد قابل بررسی می‌باشند. در فصلهای نامناسب و سرد که روزها کوتاه و شبها بلند است عمی تنفس گیاهان موجب آزاد شدن بیشتر CO2 است که اولاً از رسوب آهک جلوگیری می‌کند و ثانیاً با ایجاد بی‌کربنات قلیایی موجبات انعقاد مواد رسی را فراهم کرده و مرگ پلانکتون را افزایش می‌دهد.فقدان حرارت کافی موجب می‌شود که ماده آبی به صورت تیره رنگ و کم تجزیه شده خود باقی بماند و در حالی که در فصل گرم پدیده با رسوب آهک روشن دنبل می‌شود. این عمل باعث تناوب رسوبهای روشن و تاریک می‌شود که می‌توان با شمارش لایه‌ها ، تعداد فصول و در نتیجه سالهای لازم برای ضخامت رسوبی مورد نظر را دریافت.

واروها (Varues) :

واروها لایه‌های نازک رسوبات یخچالی هستند که متناوباً به رنگ روشن (رسوبات تابستانی) و تیره رسوبات زمستانی در می‌آیند و هر لایه روشن و تاریک یک سال را معلوم می‌کند. تناوب سالانه رسوبات تبخیری نیز موجب تشخیص سن آنها است. بدین معنی که در فصول گرم نمک طعام و در فصول مرطوب سولفات کلسیم بر جای گذاشته می‌شود. مثلاً در پرمین آلمان طبقات نمک 50 تا 100 میلیمتری با طبقات ایندریت به قطر 1 میلیمتر متناوباً در ارتفاع زیادی دیده می‌شود و یکی از دانشمندان با بیست هزار لایه متناوب نمک و ایندریت در آلمان تشخیص داده است.بعضی از عوامل فیزیک و شیمیایی تأثیر محدود سالانه‌ای دارند و مثلاً انحلال آهک در زمینها به عواملی چند و از آن جمله با میزان رطوبت ، شیب و مقدار درصد آهک بستگی دارد. اگر مقدار از دست رفتن آهک در نتیجه آبهای نافذ از سطح را معلوم کنیم می‌توانیم زمان لازم را برای اینکه لایه‌های مارن یا لیمون یاس که آهک خود را از دست می‌دهند، محاسبه کرد.

سن سنگها :
در زمین شناسی روشهای مختلفی برای سنجش سن طبقات از راه استفاده از خاصیت رادیواکتیویته ارائه شده است. روشهای رادیواکتیویته متعددند. این روشها از نظر تعیین سن قابل توجه هستند و نشان می‌دهند که دوران زمین شناسی نسبت به زمان زیاد پره‌کابرین خیلی کوتاه بوده و زمان پیدایش موجودات فسیل از 600 میلیون سال تجاوز نمی‌کند. برای اینکه روشهای رادیواکتیویته مورد استفاده قرار گیرند، لازم است که طول عمر مواد آزمایشی زیاد باشد.زمان لازم برای متلاشی نیمی از اتمهای هسته را نیم عمر می‌نامند که خود معرف میزان سرعت تخرب است. اگر نیم عمر عنصری معلوم باشد نسبت ایزوتوپ عنصر دختر به مادر نشان دهنده این است که از چه زمانی عنصر رادیواکتیو فعالیت خود را آغاز کرده است. از میان رادیواکتیوهای موجود در طبیعت ، 5 ایزوتوپ در تعیین سن سنگهای قدیمی حائز اهمیت است. این ایزوتوپها شامل روبیدیم ، دو ایزوتوپ اورانیوم ، پتاسیم و کربن می‌باشد.

سن یابی مطلق می تواند در طی استفاده از سوابق تاریخی و تجزیه و تحلیل زیست شناختی و زمین شناختی نمونه ها که نتیجه آب و هوای متغیر سالانه است بدست آید. مانند سه حلقه  دوران شناسی و تجزیه و تحلیل سالچینه. بعد از سال 1950 شماری ازتکنیکهای سن یابی مطلق که دارای اثر چرخشی بر روی باستان شناسی و زمین شناسی هستند درعلم فیزیک شرکت دارند. این تکنیکها بر اساس اندازه گیری مراحل رادیو اکتیو ، مراحل شیمیایی و خواص مگنتیک مواد آتشفشانی ، خاک رس پخته ، رسوبات ته نشستی می باشند.دیگر تکنیکها گاهی اوقات مورد استفاده قرار می گیرند به عنوان مثال منابع تاریخی و ایکونوگرافیک برای رویدادهای نجومی قابل تعیین تاریخ مثل کسوف شمسی مورد استفاده قرارمی گیرد.

مقصود از سن مطلق سن واقعی هر پدیده می‌باشد و در واقع سن تشکیل یا وقوع آن می‌باشد. روش‌های مختلفی برای تعیین سن مطلق وجود دارد که از جمله آنها می‌توان استفاده از طبقات رسوبی ، رسوبات یخچالی ، مواد رادیواکتیو و ... را تعیین سن مطلق نام برده البته کاربرد مواد رادیواکتیو در تعیین سن مطلق بیشتر می‌باشد و سنی را که از این طریق بدست می‌آید دقیقتر  میباشد.

برخی از مواد معدنی دارای خاصیت رادیواکتیو هستند. بدین معنی که از خود 3 نوع اشعه خارج می‌سازند که عبارتند از . هر کدام از این تشعشعات دارای خواص فیزیکی مربوط به خود هستند. در اثر صدور این تشعشعات یک عنصر به مرور زمان تبدیل به عنصر دیگری می‌شود. به عنوان مثال در اثر یک سری فعل و انفعالات رادیواکتیوی تبدیل به می‌شود.

• هر عنصر رادیواکتیو دارای نیم عمرمختصوص به خود می‌باشد. نیم عمر عبارت است از زمانی که مقدار ماده اولیه با طی این زمان به نصف مقدار خود برسد. با داشتن نیم عمر و همچنین مقدار ماده اولیه و مقدار ماده تولید شده ، با استفاده از یک سری روابط فیزیکی می‌توان سن دقیق پدیده‌های زمین شناسی را تعیین کرد. روش‌های مختلفی برای تعیین سن به روش رادیواکتیو وجود دارد.

تعیین عمر نسبی

اصول تعیین سن نسبی

قانون توالی طبقات

نیکلانس استنو حکیم فلورانسی (ایتالیا) نخستین کسی بود که به توالی وقایع طبیعی در رخنمون لایه‌های سنگهای رسوبی پی برد. هنگامی که این شخص در کوههای غرب ایتالیا مشغول به کار بود، این قاعده را بکار برد. قانون توالی طبقات (lawof super position) اساس تعیین سن نسبی می‌باشد و به موجب اینقانون در یک توالی به هم نخورده از طبقات رسوبی هر لایه از لایه بالایی خود قدیمیتر و از لایه زیرین خود جوانتر است.گرچه این موضوع ساده و بدیهی به نظر می‌رسد که هیچ لایه‌ای نمی‌تواند بدون داشتن لایه‌ای در زیر خود و بی هیچ تکیه گاهی رسوب کند. اما تا سال 1669 که استنو این اصل را بیان نمود، کسی بخوبی این اصل را بیان نکرده بود. این قانون همچنین در مورد موادی چون جریان گدازه و خاکسترهای حاصل از فعالیت آتشفشانی صدق می‌کند.

اصل افقی بودن اولیه طبقات:

اصل افقی بودن اولیه طبقات (principle of original horizon to lity) بطور ساده به این معنی است که لایه‌های رسوبی در اصل بطور تقریباً افقی رسوب کرده‌اند. بنابراین لایه‌های سنگی با شیب تند نشانه آن است که لایه‌های مزبور بعد از رسوبگذاری بر اثر حرکات پیوسته به شکل امروزی خود تبدیل شده‌اند.

اصل قطع شدگی:

وقتی سنگهای آذرینیا گسل‌هایی سنگهای دیگری را قطع نمایند نسبت به آنها جوانترند. بطور مثال وقتی دو دایکیکدیگر را قطع کنند دایک قدیمیتر باید باز باشد تا دایک جوانتر آن را قطع کند. دایک جدیدتر ممتد بوده در حالی که دایک قدیمیتر در محل تقاطع این دو قطع شده است. به این اصل، اصل قطع شدگی (Cross-Cutting) می‌گویند.

میانبارها (Incluions):

میانبارها قطعاتی از یک واحد سنگی هستند که در داخل سنگ دیگریافت می‌شوند. این اصل بسیار ساده و اصولی است. اگر قطعاتی از یک سنگ در درون سنگ دیگرییافت شود، سنگ در بر گیرنده جوانتر است. به عنوان مثال وجود قطعاتی از گرانیت در لایه‌های رسوبی مجاور بیانگر آن است که لایه‌های رسوبی در بالای توده گرانیتی در حال فرسایش ، نهشته شده‌اند.

فسیلهای موجود در طبقات:

طبقاتی که دارای یک نوع فسیل مشخص باشند با یکدیگر همزمانند. فسیلهایی که فقط در زمان کوتاه زیست نموده و انتشار وسیعی داشته و با رخساره و شرایط رسوبی بستگی زیاد نداشته باشند، فسیلهای مشخص نامیده می‌شوند. فسیلهایی که در زمانهای مختلف زمین شناسی زندکی کرده‌اند و تابع شرایط خاص اقلیمی نباشند، اهمیت زیادی در زمین شناسی ندارند.

جهت میدان مغناطیسی در سنگهای مختلف:

از آنجا که کانیهای سنگهای آتشفشانی معمولا در جهت میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند. اگر جهت کانیهای گدازه‌های سرد شده چند آتشفشان متفاوت باشند، سن آنها با یکدیگر فرق دارد. اگر به نحو دقیق تغییرات میدان مغناطیسی زمین محاسبه شود، می‌توان سن هر یک را بدست آورد.

استفاده از آثار و تمدن انسانی برای زمانهای جدید:

آثار و ابزار انسانی در مقیاس دوران چهارم هم برای تعیین سن نسبی و هم برای تعیین سن مطلق مورد استفاده قرار گیرد. تمدن قلوه سنگی نسبت به تمدن سنگ و تراش آن قدیمیتر است و خود تمدن سنگیهم نسبت به ظرافت و اهمیت تراش شامل تمدنهای سنگی قدیم ، میانی و جدید است و سرانجام پیدایش فلزات که خود به سه دوره مس ، مفرغ و آهن تقسیم می‌شود و زمانهای جدیدتری را نشان می‌دهند. ولی چون تمدنهای فلز و یا قلوه سنگی در یک زمان در تمام کره زمین پیدا نشده‌اند. لذا تشخیص سن مطلق به دشواری صورت گرفته و غالباً برای سن نسبی در یک منطقه معین مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طبقات دارای رخساره‌های یکسان:

هر گاه دو طبقه دارای رخساره‌هاییکسانی باشند، با یکدیگر هم سن هستند. در واقع طبقات زمین که دارای فسیل مشخص و شرایط مشترک باشند با یکدیگر همزمانند.

قرار گرفتن رخساره‌ها در بین رخساره‌های مشابه:

هر گاه دو طبقه از نظر رخساره با یکدیگر متفاوت باشند. ولی هر یک محصور بین دو رخساره مشابه باشند با یکدیگر همزمانند.

موارد استفاده از تعیین سن نسبی:

از تعیین سن نسبی سنگها می‌توان در عمل تطابق استفاده می‌کنند. عمل تطابق عبارت است از مطابقت دادن سنگهای همزمان نواحی مختلف. از تطابق جهت ایجادیک تقویم زمین شناسی استفاده می‌کنند. روشهای مختلفی برای انجام عمل تطابق وجود دارد.یکی از روشها که در مسافت کوتاه کاربرد دارد، عمل پیمایش است. در واقع با پیمایش می‌توانیکیا چند لایه را در یک بیرون زدگی ردیابی کرد. برای انجام تطابق در دو نقطه دور از هم از شواهدی فسیلها و لایه‌های کلیدی و ... استفاده می‌کنند. با استفاده از این نوع تطابق می‌توان تاریخچه زمین شناسی مناطق مختلف را بدست آورد.