ตะกอนวิทยาและลำดับชั้นหิน
ตะกอนวิทยาศึกษาว่าตะกอนก่อตัว เคลื่อนที่ และตกตะกอนอย่างไร ในขณะที่ลำดับชั้นหินอ่านบันทึกชั้นหินที่เกิดขึ้นเพื่อสร้างลำดับและช่วงเวลาของสภาพแวดล้อมในอดีตของโลกขึ้นใหม่
Definition
ตะกอนวิทยาคือการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการที่ก่อให้เกิด พัดพา และทับถมตะกอน และลำดับชั้นหินคือการศึกษาหินชั้นและจัดเรียงตัวของหินชั้นในอวกาศและเวลา ซึ่งทั้งหมดนี้บันทึกประวัติศาสตร์ที่ปรากฏในลำดับชั้นตะกอน
Scope
สาขาวิชานี้ครอบคลุมระบบตะกอนทั้งหมด: การผุพังและการกร่อน การพัดพาและการทับถมของตะกอน การจำแนกสภาพแวดล้อมโบราณจากลักษณะตะกอน (sedimentary facies) และหลักการที่ชั้นหินถูกจัดเรียง สัมพันธ์กัน และตีความในแง่ของระดับน้ำทะเลและประวัติของแอ่งสะสมตะกอน เป็นพื้นฐานสำหรับการอ่านประวัติพื้นผิวโลกจากหิน
Sub-topics
Core questions
- ตะกอนเกิดขึ้น ถูกพัดพา และทับถมได้อย่างไร?
- จะระบุสภาพแวดล้อมการทับถมโบราณจากหินได้อย่างไร?
- หลักการใดที่ช่วยให้สามารถจัดเรียงและสัมพันธ์ชั้นหินข้ามภูมิภาคได้?
- การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลและการจัดหาตะกอนมีผลต่อรูปแบบลำดับชั้นหินอย่างไร?
Key theories
- หลักการลำดับชั้นหินของสเตโน
- สเตโนได้กำหนดว่าชั้นตะกอนถูกทับถมในแนวนอน และชั้นที่อยู่ต่ำกว่ามีอายุมากกว่าชั้นที่อยู่ด้านบน (หลักการซ้อนทับ) ซึ่งเป็นตรรกะพื้นฐานสำหรับการอ่านเวลาสัมพัทธ์จากชั้นหิน
- ลักษณะตะกอนและกฎของวอลเธอร์
- ลักษณะตะกอน (sedimentary facies) บันทึกสภาพแวดล้อมการทับถมที่เฉพาะเจาะจง และลักษณะตะกอนที่เกิดขึ้นในลำดับชั้นแนวตั้งโดยไม่มีการขาดหายไปนั้น เดิมถูกทับถมในสภาพแวดล้อมที่อยู่ติดกันในแนวนอน ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างการเคลื่อนที่ของสภาพแวดล้อมผ่านกาลเวลาขึ้นใหม่ได้
Mechanisms
หินบนพื้นผิวโลกถูกผุพังทางกายภาพและเคมีกลายเป็นตะกอน ซึ่งถูกพัดพาโดยน้ำ ลม น้ำแข็ง หรือแรงโน้มถ่วง และทับถมในบริเวณที่พลังงานการพัดพาลดลง การฝังตัวทำให้ตะกอนอัดแน่นและเชื่อมประสานกันเป็นหิน ซึ่งรักษารูปร่างและโครงสร้างที่บันทึกสภาพแวดล้อมการทับถมไว้ หลักการซ้อนทับ (superposition) และความต่อเนื่องด้านข้าง (lateral continuity) ช่วยให้ชั้นหินเหล่านี้สามารถจัดเรียงและสัมพันธ์กันได้ สร้างลำดับเวลาสัมพัทธ์ของประวัติพื้นผิวโลก
Clinical relevance
หินตะกอนเป็นแหล่งกักเก็บน้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน น้ำบาดาล และทรัพยากรแร่ธาตุและวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่ของโลก และบันทึกลำดับชั้นหินเป็นแหล่งข้อมูลหลักสำหรับการสร้างสภาพภูมิอากาศและระดับน้ำทะเลในอดีตขึ้นใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในอนาคต
History
ลำดับชั้นหินเริ่มต้นด้วยหลักการของสเตโน (Steno) ในศตวรรษที่ 17 และการที่วิลเลียม สมิธ (William Smith) ตระหนักว่าลำดับชั้นของซากดึกดำบรรพ์สามารถใช้ในการสัมพันธ์กันได้ ตะกอนวิทยาพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 ผ่านการศึกษาเชิงกระบวนการของสภาพแวดล้อมสมัยใหม่ และสาขาวิชานี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในทศวรรษ 1970 โดยธรณีฟิสิกส์คลื่นไหวสะเทือน (seismic) และลำดับชั้นหินเชิงลำดับชั้น (sequence stratigraphy) ซึ่งเชื่อมโยงการเกิดชั้นหินกับการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล
Key figures
- Nicolas Steno
- Johannes Walther
- William Smith
- Robert Siever
Related topics
Seminal works
- steno1669
- boggs2014
Frequently asked questions
- ความแตกต่างระหว่างตะกอนวิทยาและลำดับชั้นหินคืออะไร?
- ตะกอนวิทยามุ่งเน้นไปที่กระบวนการทางกายภาพและเคมีที่สร้างและทับถมตะกอน ในขณะที่ลำดับชั้นหินมุ่งเน้นไปที่หินชั้นที่เกิดขึ้นและวิธีการจัดเรียงและสัมพันธ์กันในเวลา ทั้งสองสาขาวิชาถูกศึกษาควบคู่กันไปเนื่องจากแต่ละสาขาให้ข้อมูลซึ่งกันและกัน