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歷史地質學/絕對年代測定概念

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沙漏,最早測量時間流逝的方法之一。

在本文中,我將定義絕對年代測定,並將討論我們將要求使用地質過程作為絕對年代測定基礎的條件。

絕對年代測定的定義

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在關於地層學的文章中,我們研究了所謂的相對年代測定,在那裡我們可以說一個地質特徵比另一個地質特徵更古老或更年輕,但沒有實際對它們進行年代測定。相比之下,絕對年代測定允許我們為地質特徵分配年代。

為了避免以後的混淆,讓我們立即說“絕對年代測定”中的“絕對”不是“絕對正確”的縮寫。在這個語境中,“絕對”這個詞不是“近似”的反義詞,而是“相對”的反義詞。一種精度在十億年內的年代測定方法從技術上講仍然是一種絕對年代測定方法,它只是非常糟糕而已。

絕對年代測定的條件

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假設我們想透過測量下部球體中的沙子量來找出沙漏運行了多長時間。為了成功做到這一點,我們需要確保以下條件:

  • 我們可以準確地測量下部球體中的沙子量。
  • 我們知道沙子從上部球體流向下部球體的速率(如果速率可能發生變化,則為速率)。
  • 下部球體沒有沙子可能從那裡洩漏出來的洞。
  • 當過程開始時,下部球體中沒有沙子。
  • 該過程沒有中斷,並且自從沙漏開始執行以來,它沒有側著放,或者倒置放置。

在這些條件下,我們可以找出沙漏運行了多長時間。如果我們希望使用地質過程作為沙漏的地質等效物,我們希望有類似的條件:我們希望找到一些可以可靠測量(對應於我們可以測量沙漏下部球體中沙子量的條件)的數量;從一個已知數量(對應於沙漏下部球體在開始執行時為空)以一個已知速率(對應於知道沙子流動的速率)增加或減少;等等。

請注意,我們為沙漏給出的條件是理想條件,我們需要這些條件來準確地知道沙漏開始執行至今已經過去了多長時間。如果條件不理想,我們仍然可以得到一個比沒有好得多的近似值。例如,如果我們不能精確測量下部球體中的沙子量,但我們有充分的理由認為我們的估計值必須在真實值的 10% 以內,那麼我們也有充分的理由認為我們可以將執行時間確定在 10% 以內。或者,如果沙漏開始執行時下部球體中可能存在沙子,但我們有充分的理由認為沙子不會太多,那麼我們也有充分的理由認為我們得到的執行時間不會太錯誤;等等。

我們將要討論的地質過程的工作原理與此類似。我們沒有理由相信自然會如此慷慨,總是為我們提供理想的條件,為我們提供理想的時鐘;但透過分析實際存在的地質條件,我們通常可以限制地質時鐘的誤差程度。

出於教學目的,我們將從一種在任何情況下幾乎都無法工作的測量方法開始。這將是下一篇文章的主題。

火成岩和地層學 · 侵蝕、沉積和時間

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