Geochronologia

obowiązkowe

Podstawowa wiedza z zakresu petrologii i mineralogii; bierna znajomość j. angielskiego na poziomie przynajmniej B2.

Pomiary tzw. wieku bezwzględnego mają w geologii kluczowe znaczenie. Dotyczy to zwłaszcza skał krystalicznych, gdzie brak jakichkolwiek odniesień czy reperów czasowych, które w skałach osadowych są powszechne (skamieniałości, następstwo warstw). Przedmiot przybliża różne metody pomiaru wieku oparte głównie na metodach dostępnych w krajowych laboratoriach. Prezentowane są metody oparte na badaniach składu izotopowego w minerałach in situ, jak i wykorzystujące proporcje izotopów w całych skałach (metody izochronowe). Ważną tematyką, która jest sygnalizowana na zajęciach jest rola izotopów jako ważnych wskaźników genetycznych w petrologii.

Przedmiot ma za zadanie przedstawić nowoczesne metody wyznaczania wieku bezwzględnego minerałów i skał na podstawie różnych systemów radioizotopów. W tym celu na początku przypominane są w podstawowym zakresie informacje z zakresu budowy atomu i procesów rozpadu radiogenicznego, niezbędne do zrozumienia prezentowanych później zjawisk. W związku z posiadanymi na Wydziale Geologii możliwościami analitycznymi, jakie stwarza pracownia mikrosondy elektronowej jako ważną metodę prezentowane jest datowanie chemiczne minerałów oparte nie klasycznie na pomiarach stosunków izotopowych, ale na składzie chemicznym minerałów, zawierających duże ilości Th lub U, takich jak np. monacyt.

Wśród klasycznych metod opartych na pomiarach proporcji izotopów radiogenicznych, w pierwszym rzędzie przedstawiane są te najczęściej stosowane, oparte na rozpadzie U/Th-Pb. Dominującą rolę pełnią tu metody oparte na analizach minerałów in situ, za pomocą mikrosondy jonowej (SHRIMP, Cameca 1280HR) lub ablacji laserowej (ICP-MS-LA) na kryształach cyrkonu. Obie, bardzo ważne dla geochronologów techniki, są prezentowane poprzez wizyty studentów w laboratoriach PIG-PIB (mikrosonda jonowa SHRIMP) oraz laboratorium geochronologii i geochemii izotopów w ING PAN w Krakowie. Przybliżana jest koncepcja wykresu concordii oraz zastosowanie cyrkonów jako głównych minerałów wykorzystywanych do datowań w/w metodą.

Na przykładzie klasycznej metody Rb-Sr wprowadzana jest koncepcja izochrony, która jest podstawą w kolejno wprowadzanych metodach, takich jak K-Ar (i jej rozwinięcie do metody Ar-Ar), Sm-Nd, Lu-Hf czy Re-Os. Jako uzupełniające metody przedstawiane są oznaczenia traków z użyciem apatytów i cyrkonów, metoda C14 czy metoda termochronometrii oparta na pomiarach He powstającego przy rozpadzie U i Th. Przedstawiona jest również ważna rola izotopów jako wskaźników geochemicznych w procesach magmowych i metamorficznych.

Faure G., Mensing T. M., 2005. Isotopes, principles and applications. Trzecie wydanie. Willey.

Faure G., 2001. Origin of igneous rocks; the isotopic evidence. Springler-Verlag.

Dickin A. P., 2005. Radiogenic isotope geology. Cambridge University Press.

Zbiór artykułów, Reviews in mineralogy, 2017, vol. 83, 1-575, . Petrochronology – methods and applications.

Zbiór artykułów, Elements, 53, 13-52, 2003. Zircon tiny but timely.

K_W01 – ma wiedzę na temat procesów i czynników kształtujących Ziemię w zakresie geologii czwartorzędu, geomorfologii, stratygrafii, sedymentologii, paleontologii, geochemii, mineralogii, petrologii, geologii złóż

K_W02 – zna metody pozyskiwania i opracowywania materiałów geologicznych do celów zawodowych z wykorzystaniem technik komputerowych, poznaje metody i narzędzia do tworzenia różnorodnych modeli geologicznych w oparciu o bazy danych

K_W05 – ma wiedzę na temat modeli środowiska geologicznego i geograficznego, baz geoprzestrzennych danych geologicznych i środowiskowych, posiada znajomość specjalistycznego oprogramowania, wprowadzania, przetwarzania i sposobów wizualizacji danych w programach opartych na bazach danych geologicznych

K_W06 – zna nowoczesne instrumentalne metody analityczne wykorzystywane w badaniach substancji mineralnych i organicznych, zna zalety i ograniczenia poszczególnych metod , zna znaczenie badań empirycznych w rekonstrukcji środowisk przyrodniczych

K_W07 – zna zasady działania i możliwości analityczne określonej aparatury badawczej oraz zasady optymalnego planowania badań z wykorzystaniem dostępnego zaplecza badawczego

K_W10 – ma wiedzę na temat doboru i wykonania specjalistycznych badań laboratoryjnych i dokumentacyjnych w badaniach różnych typów skał; ma wiedzę o procesach sedymentacyjnych, tektonicznych i diagenetycznych zachodzących w różnych typach skał

K_U02 – korzysta z zasobów internetowych danych geologicznych, potrafi dokonać ich weryfikacji, wykorzystuje do obliczeń geologicznych proste oraz zaawansowane programy komputerowe, interpretuje wyniki obliczeń w sposób opisowy lub graficzny

K_U04 – umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować otrzymane wyniki badań i wyciągnąć stosowne wnioski w oparciu o własne doświadczenia i najnowsze dane literaturowe

K_K02 – współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kameralnych

Podstawą zaliczenia jest obecność i aktywne uczestnictwo na wszystkich spotkaniach. Realizowanie zadań oraz ich zaliczenie. Student ma obowiązek przedstawienia krótkiej prezentacji wybranej niekonwencjonalnej (nie przedstawianej przez prowadzącego w trakcie kursu) metody datowania na końcowych zajęciach.

Uczestnicy zdają egzamin z części teoretycznej dotyczącej metod datowania. Ostateczna ocena jest wypadkową ocen za egzamin, prezentację oraz aktywność na zajęciach.

brak