地質年代学
地球の歴史における主要な出来事を芸術的に描いたもの

地質年代学は、岩石、化石、堆積物の年代を、岩石自体に固有の特徴を用いて決定する科学です。絶対地質年代学は放射性同位体を用いて行うことができますが、相対地質年代学は古地磁気や安定同位体比などのツールを用いて行われます。複数の地質年代学的（および生層序学的）指標を組み合わせることで、推定される年代の精度を向上させることができます。

地質年代学は、生層序学とは応用分野が異なります。生層序学は、化石となる動植物群集を記述、分類、比較することで、堆積岩を既知の地質時代に割り当てる科学です。生層序学は、岩石の絶対的な年代を直接決定するのではなく、単にその化石群集が共存していたことが知られている期間内に岩石を位置付けるだけです。しかし、両分野は密接に連携しており、地層（岩石層）の命名体系と、地層内の下層を分類するために用いられる時間範囲は同じです。

地質年代学は、あらゆる化石群の絶対的な年代を導き出し、地球と地球外天体の地質学史を解明しようとする年代層序学の分野で使われる主要なツールです。

年代測定法

地質年代学と地層学における単位[ 1 ]
年代層序学における岩石の区分（地層）地質年代学における時間範囲地質年代学的単位 に関する注記
エオノテムエオン合計4、5億年以上
エラテム時代10 定義、数億年
システム期間22の定義、数十万年から1億年程度
シリーズエポック38 定義、数千万年
ステージ年101の定義、数百万年
クロノゾーンクロンICSタイムスケールでは使用されない、時代の区分

放射年代測定

半減期が既知の放射性同位体の放射性崩壊の量を測定することで、地質学者は母物質の絶対年代を確定することができます。この目的には多くの放射性同位体が使用され、崩壊速度に応じて、異なる地質時代の年代測定に使用されます。崩壊の遅い同位体はより長い期間の測定に有用ですが、絶対年に関しては精度が低くなります。放射性炭素法を除いて、これらの技術のほとんどは、実際には放射性親同位体の崩壊生成物である放射性同位体の存在量の増加を測定することに基づいています。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 2つ以上の放射分析法を併用することで、より確実な結果を得ることができます。[ 5 ]ほとんどの放射分析法は地質時代のみに適していますが、放射性炭素法や40 Ar/ 39 Ar 年代測定法など、一部の方法は、初期の人類の時代[ 6 ]や記録された歴史まで拡張できます。[ 7 ]

よく使用されるテクニックは次のとおりです。

フィッショントラック年代測定

宇宙線生成核種地質年代学

地形面が形成された年代（露出年代測定）、またはかつて地表にあった物質が埋没した年代（埋没年代測定）を決定するための一連の関連技術。[ 10 ]露出年代測定では、地球物質と相互作用する宇宙線によって生成された外来核種（例えば、 10Be、26Al、36Cl）の濃度を、扇状地などの地表が形成された年代の代理指標として用いる。埋没年代測定では、2つの宇宙線生成元素の放射性崩壊差を、堆積物が埋没によって更なる宇宙線曝露から遮蔽された年代の代理指標として用いる。

ルミネッセンス年代測定

ルミネッセンス年代測定法は、石英、ダイヤモンド、長石、方解石などの物質から放出される「光」を観測します。地質学では、光刺激ルミネッセンス（OSL）、カソードルミネッセンス（CL）、熱ルミネッセンス（TL）など、様々な種類のルミネッセンス測定法が利用されています。[ 11 ]熱ルミネッセンスと光刺激ルミネッセンスは、考古学において陶器や調理石などの焼成物の年代測定に用いられ、砂の移動を観察するのにも用いられます。

増分日付

増分日付技術により、年ごとの年次年表の作成が可能になり、これは固定 (つまり、現在の日付、つまり暦または恒星時にリンク) することも、変動することもできます。

古地磁気年代測定

年代が既に明確に定義されている一連の古地磁気極（通常、仮想地磁気極と呼ばれる）は、見かけの極移動経路（APWP）を構成します。このような経路は、大きな大陸ブロックに対して構築されます。異なる大陸のAPWPは、年代が未知の岩石で新たに得られた極の基準として使用できます。古地磁気年代測定では、年代が未知の岩石または堆積物から得られた極の年代を測定するために、古極をAPWP上の最も近い点にリンクすることによりAPWPを使用することが提案されています。古地磁気年代測定には、（1）角度法と（2）回転法の2つの方法が提案されています。[ 12 ]最初の方法は、同じ大陸ブロック内の岩石の古地磁気年代測定に使用されます。2番目の方法は、構造回転が可能な褶曲領域に使用されます。

磁気層序学

磁気層序学は、一連の層状堆積岩および／または火山岩における磁気極性帯のパターンを、磁気極性タイムスケールと比較することにより年代を決定する。磁気極性タイムスケールは、これまで海底磁気異常の年代測定、磁気層序セクション内の火山岩の放射年代測定、および磁気層序セクションの天文学的年代測定によって決定されてきた。

化学層序学

同位体組成、特に炭素13とストロンチウム同位体の世界的な傾向は、地層の相関関係を調べるのに利用できます。[ 13 ]

マーカー層の相関

アイスランド中南部のテフラ層。火山学者の手の届く高さにある、厚く、明るい色から暗い色へと変化する層は、ヘクラ火山の流紋岩質から玄武岩質 のテフラの指標層です。

マーカー層位とは、同じ年代の地層単位であり、組成と外観が非常に特徴的であるため、地理的に異なる場所に存在していても、年代が同一であることは確実です。海洋性および陸上性の動物相および植物相の化石群集は、特徴的なマーカー層位を形成します。[ 14 ]テフロクロノロジーは、未知の火山灰（テフラ）と、地球化学的に指紋が付けられ、年代が決定されたテフラを地球化学的に相関させる方法です。テフラは、いくつかの噴火の年代が十分に確定されているため、考古学において年代測定のツールとしてもよく使用されます。

地質学的階層構造による年代区分

地質年代学、最大から最小まで：

年代層序学との違い

地質年代学単位と年代層序単位を混同しないことが重要です。[ 15 ]地質年代学単位は期間であるため、ティラノサウルス・レックスが後期白亜紀に生息していたと言うのは正しいです。[ 16 ]年代層序単位は地質学的な資料であるため、ティラノサウルス属の化石が上部白亜紀で発見されていると言うことも正しいです。[ 17 ]同様に、ティラノサウルスの化石が発見されたヘルクリーク鉱床などの上部白亜紀の鉱床を訪ねることは完全に可能ですが、当然、後期白亜紀は期間であるため、そこを訪れることは不可能です。

参照

参考文献

  1. ^ 「国際地層図」（PDF）国際地層学委員会2024年12月2025年10月23日閲覧。
  2. ^ディッキン、アラン・P. (2000).放射性同位元素地質学（第1版）. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-0-521-59891-0。
  3. ^フォーレ、グンター（1986年）『同位体地質学の原理』（第2版）ニューヨーク：ワイリーISBN 978-0-471-86412-7。
  4. ^フォーレ、グンター; メンシング、テレサ・M; フォーレ、グンター (2005).同位体：原理と応用（第3版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: Wiley. ISBN 978-0-471-38437-3。
  5. ^ Dalrymple, GB; Grove, M.; Lovera, OM; Harrison, TM; Hulen, JB; Lanphere, MA (1999). 「カリフォルニア州ガイザーズ地熱地帯、ガイザーズ深成岩体（フェルサイトユニット）の年代と熱史：40 Ar/ 39 ArおよびU-Pb研究」.地球惑星科学レター. 173 (3): 285– 298. Bibcode : 1999E&PSL.173..285D . doi : 10.1016/S0012-821X(99)00223-X .
  6. ^ Ludwig, KR; Renne, PR (2000). 「古人類学的時間スケールにおける地質年代学」 .進化人類学. 9 (2): 101– 110. doi : 10.1002/(sici)1520-6505(2000)9:2<101::aid-evan4>3.0.co;2-w . S2CID 83948790. 2013年1月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 
  7. ^ Renne, PR, Sharp, WD, Deino. AL, Orsi, G., Civetta, L. 1997. Science , 277 , 1279-1280「40 Ar/ 39 Ar年代測定の歴史的領域への応用：小プリニウスに対する較正」（PDF） 。 2008年10月30日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2008年10月25日閲覧。
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  10. ^シェーファー、ヨルグ M.コディリアン、アレクサンドル T.ウィレンブリング、ジェーン K.ルー、ジェンティアン。ケイスリング、ベンジャミン。フューロップ、レカ-H.ヴァル、ペドロ (2022-03-10)。「宇宙生成核種技術」。Nature レビュー メソッド入門書。2 (1) 18: 1–22 .土井: 10.1038/s43586-022-00096-9。ISSN 2662-8449。S2CID 247396585。  
  11. ^ Murray, Andrew; Arnold, Lee J.; Buylaert, Jan-Pieter; Guérin, Guillaume; Qin, Jintang; Singhvi, Ashok K.; Smedley, Rachel; Thomsen, Kristina J. (2021-10-28). 「石英を用いた光刺激ルミネッセンス年代測定」 . Nature Reviews Methods Primers . 1 (1) 72: 1– 31. doi : 10.1038/s43586-021-00068-5 . ISSN 2662-8449 . S2CID 240186965 .  
  12. ^ Hnatyshin, Danny; Kravchinsky, Vadim A. (2014年9月). 「古地磁気年代測定：手法、MATLABソフトウェア、例」 . Tectonophysics . 630 : 103–112 . Bibcode : 2014Tectp.630..103H . doi : 10.1016/j.tecto.2014.05.013 .
  13. ^ Brasier, MD; Sukhov, SS (1998年4月1日). 「下部カンブリア紀から中部カンブリア紀における炭素同位体振動の振幅低下：シベリア北部のデータ」. Canadian Journal of Earth Sciences . 35 (4): 353– 373. Bibcode : 1998CaJES..35..353B . doi : 10.1139/e97-122 .
  14. ^ Demidov, IN (2006). 「オネガ周氷河湖底堆積物におけるマーカー層位の同定」. Doklady Earth Sciences . 407 (1): 213– 216. Bibcode : 2006DokES.407..213D . doi : 10.1134/S1028334X06020127 . S2CID 140634223 . 
  15. ^ Fastovsky, David E.; Weishampel, David B. (1996). 『恐竜の進化と絶滅』ケンブリッジ; ニューヨーク: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-0-521-44496-5。
  16. ^ジャクソン、ジュリア・A.、ベイツ、ロバート・ラティマー、アメリカ地質学研究所編 (1997). 『地質学用語集（第4版）』アレクサンドリア、バージニア州：アメリカ地質学研究所. ISBN 978-0-922152-34-6。
  17. ^ Smith, JB; Lamanna, MC; Lacovara, KJ; Dodson, Poole; Jnr, P.; Giegengack, R. (2001). 「エジプトの上部白亜紀マングローブ堆積物から発見された巨大竜脚類恐竜」(PDF) . Science . 292 (5522): 1704– 1707. Bibcode : 2001Sci...292.1704S . doi : 10.1126/science.1060561 . PMID 11387472. S2CID 33454060 .  

さらに読む

  • Smart, PL, Frances, PD (1991),第四紀年代測定法 - ユーザーズガイド. 第四紀研究協会技術ガイド第4号ISBN 0-907780-08-3
  • Lowe, JJ, Walker, MJC (1997)、『第四紀環境の再構築』（第2版）ロングマン出版ISBN 0-582-10166-2
  • Mattinson, JM (2013)「革命と進化：U-Pb地質年代学の100年」 Elements 9, 53–57.
  • 地質年代学書誌トーク：起源アーカイブ
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