Один из методов изотопной геохронологии - радиоуглеродный - почти целиком базируется на изучении изотопного состава углерода в объектах органического происхождения - древесине, известковых раковинах различных беспозвоночных, биогенных карбонатных осадках и породах

Период полураспада радиоактивного изотопа ¹⁴С составляет около 5730 лет, что ограничивает применимость метода практически лишь последними 50 тысячами лет геологической истории. Тем не менее для позднего плейстоцена и голоцена радиоуглеродный метод - один из наиболее надежных и широко распространенных способов определения возраста. Существенное влияние на интерпретацию получаемых результатов (особенно в тех случаях, когда изучается углерод органогенных карбонатов) оказывают палеонтологические данные об их структуре, составе и вторичных изменениях, а также информация о фракционировании изотопов углерода при образовании минеральных скелетов у различных организмов [811].

Скелетное вещество склерактиний и двустворчатых моллюсков, а также некоторых других морских беспозвоночных используют для определения возраста с помощью ряда других изотопных методов - иониевого [2381], гелиевого [1323] и уранового [1447]. Однако все они пригодны для датировки фоссилий, имеющих возраст до нескольких сотен тысяч лет, и применяются лишь при изучении четвертичных отложений.

Недавно для изотопной датировки конодонтов было предложено использовать метод, который основан на подсчете числа треков - микроскопических следов, оставленных осколками при спонтанном делении радиоактивного урана [2118]. Количество таких треков является функцией времени. Вещество, из которого состоят конодонтовые элементы (апатит), весьма удобно для выявления треков, так как в неизмененном виде оно обычно прозрачно и содержит довольно большое количество урана. Основной ограничивающий фактор - малый размер конодонтов и, следовательно, небольшое число треков, приходящееся на один конодонтовый элемент. Точность метода зависит главным образом от числа подсчитанных треков распада, поэтому необходимо изучение большого числа индивидуальных объектов. Пока для девонских конодонтов с вероятным возрастом 340 млн. лет получена цифра 380±140 млн лет [2118].

Применительно к конодонтам (слагающий их апатит должен содержать значительные количества редкоземельных элементов) теоретически возможно использование и другого метода изотопной геохронологии - самарий-неодимового (Sm-Nd). Изотопные и геохимические исследования вещества конодонтовых элементов только начались [57, 1909]. Можно надеяться, что применение трекового и изотопного методов к этим ископаемым - одной из наиболее важных групп для биостратиграфии палеозоя и триаса - позволит значительно уточнить геохронологическую шкалу фанерозоя.

Ископаемые остатки организмов могут послужить основой для определения возраста пород и другими методами. Например, в этих целях предложено использовать явление накопления фтора в костях позвоночных. Однако содержание фтора в костном материале зависит от весьма большого числа факторов (литологического состава вмещающих пород, минерализации грунтовых вод, строения и первичного состава костей и др.), вследствие чего возможности метода весьма ограничены [1071]. Кроме того, процесс накопления фтора продолжается лишь до некоторого конечного уровня насыщения, что определяет диапазон применения фторового метода примерно в 10 млн лет.

В геохронологии используются также изменения, происходящие не только в минеральном, но и в органическом компоненте ископаемых скелетов организмов. Так, в костях позвоночных содержание органического вещества, участвующего главным образом в формировании скелетообразующей матрицы, может достигать 50%. В процессе диагенеза количество органического вещества заметно сокращается, причем в идеальном случае пропорционально времени. На этом основан так называемый "дериватографический" метод определения возраста, который применим лишь для неогена и четвертичного периода [2351]. В качестве инструмента определения содержания органического вещества используют дериватограф - прибор, фиксирующий изменение массы образца при нагревании. Очевидно, что содержание органического вещества в ископаемых контролируется множеством факторов и получаемые с помощью этого метода результаты малодостоверны.

Значительно большее распространение, особенно в последние годы, получил другой метод, базирующийся на явлении рацемизации. Как известно, в живых организмах белки состоят только из S-аминокислот (левовращающих изомеров), которые после смерти необратимо переходят в D-аминокислоты (правовращающие изомеры). Этот процесс и получил название рацемизации. Отсюда следует, что чем больше возраст органического вещества, тем больше в нем содержание D-аминокислот. Подходящим объектом для определения возраста этим методом являются белки органических матриц костей позвоночных, скелетов кораллов и различных моллюсков. Наиболее удовлетворительные результаты метод рацемизации дает для фоссилий плейстоцен - голоценового возраста [1447, 2458], в связи с чем в четвертичной геологии оформилось особое направление - аминостратиграфия [1959]. Существенное влияние на скорость рацемизации оказывает только температура, вследствие чего для правильной интерпретации получаемых данных необходимо знать термальную историю исследуемых районов.

  

К содержанию: «Современная палеонтология»

 

Смотрите также:

 

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ  геология с основами палеонтологии