24Skala stratigrafi

Di pantai Itzurun, di Zumaia di pantai Basque, tebing-tebingnya tersusun dari lapisan tipis batu kapur dan marl, miring dan berulang sepanjang ratusan meter. Di satu kontak, tempat lapisan batu kapur pucat berakhir dan marl merah mulai, sebuah cakram perunggu yang dicap dengan empat huruf ditanamkan ke dalam batuan (gambar di bawah). Itu adalah paku emas. Ia menetapkan, untuk seluruh planet, saat ketika satu pembagian waktu geologi — Tahap Selandian — dimulai. Batuan di Patagonia atau di Siberia termasuk Selandian jika ia diendapkan setelah saat yang tercatat di kontak itu dan sebelum saat yang tercatat pada paku berikutnya di atas skala. Bab ini menjelaskan bagaimana geolog memerlukan penanda semacam itu: tiga cara berbeda membagi tumpukan batuan, prinsip-prinsip yang mengurutkannya, garis-garis yang menghubungkan penampang yang berjauhan, dan bagan internasional yang menghimpun hasilnya.

Yang sudah kamu ketahui

Dalam tumpukan lapisan yang belum terbalik, setiap lapisan lebih muda daripada yang di bawahnya; struktur yang memotong batuan lebih muda daripada batuan itu; fosil berubah dari lapisan yang lebih tua ke yang lebih muda dengan urutan yang sama di mana-mana; sejarah Bumi dibagi menjadi era dan periode geologi, masing-masing dengan umur dalam tahun untuk awalnya, yang dihimpun dalam bagan internasional (Buku 1, kelas 7). Log lubang bor mencatat satuan yang ditemui terhadap kedalaman, dan korelasi mencocokkan satuan yang sama dari log ke log (Definisi 5.9); ketidakselarasan adalah permukaan erosi atau non-pengendapan (Definisi 5.12). Fasies sedimen adalah sebuah tubuh batuan yang karakternya mencatat lingkungan pengendapannya (Definisi 21.12). Volume biologi menjelaskan bagaimana spesies muncul dan punah, dan beberapa kepunahan massal tempat sebagian besar spesies hilang dalam waktu singkat.

24.1 Tiga cara membagi batuan

Seorang geolog yang mencatat sebuah tebing dapat membagi tumpukan lapisan yang sama dengan tiga cara: menurut apa yang dibuat oleh batuan, menurut fosil yang dikandungnya, dan menurut waktu tempat ia diendapkan. Ketiga pembagian itu menjawab pertanyaan yang berbeda, dan batasnya tidak harus berimpit. Aturan penamaan dan pendefinisian setiap jenis satuan ditetapkan oleh kesepakatan internasional.

Definisi 24.1 (Formasi, anggota, grup)

Sebuah satuan litostratigrafi adalah sebuah tubuh batuan yang didefinisikan dan dikenali oleh litologinya dan posisinya di antara tubuh-tubuh lain, apa pun umurnya. Satuan utamanya adalah formasi: sebuah tubuh batuan yang cukup berbeda dari tetangganya untuk dipetakan pada skala wilayah, ke dalam mana seluruh kolom sebaiknya dibagi. Sebuah anggota adalah subdivisi bernama dari sebuah formasi, dibedakan oleh litologinya; sebuah grup adalah suksesi dua formasi atau lebih yang memiliki karakter litologi yang signifikan bersama. Sebuah nama formal menggabungkan nama geografis setempat dengan peringkat atau batuan dominan: Batu Pasir Kell, Formasi Serpih Mardon.

Sebuah formasi dapat setebal kurang dari satu meter atau beberapa ribu meter. Ia diperluas jauh dari penampang tipenya hanya sejauh litologinya dapat dikenali, sehingga batas-batasnya mengikuti batuan, bukan waktu.

Definisi 24.2 (Biozona, fosil indeks, datum kemunculan pertama)

Sebuah biozona adalah tubuh lapisan yang didefinisikan atau dicirikan oleh fosil yang dikandungnya. Sebuah zona rentang memuat kemunculan yang diketahui dari satu takson; sebuah zona interval adalah tubuh lapisan di antara dua horizon fosil yang ditentukan, misalnya kemunculan terendah dari dua takson. Datum kemunculan pertama (FAD) dari suatu takson adalah horizon kemunculan terendahnya, datum kemunculan terakhir adalah yang tertingginya. Sebuah fosil indeks adalah takson yang digunakan untuk mengenali sebuah biozona: yang terbaik tersebar luas, melimpah, mudah diidentifikasi dan berumur pendek.

Horizon fosil tidak memiliki ketebalan; sebuah biozona dapat setebal beberapa meter atau beberapa ratus meter, bergantung pada seberapa cepat sedimen terakumulasi selama takson itu hidup. Karena spesies berevolusi dan tidak pernah muncul kembali setelah punah, kumpulan fosil dari satu umur tertentu bersifat unik. Beberapa fosil indeks terbaik adalah mikrofosil, seperti foraminifera dan konodont: tersebar luas, melimpah, dan cukup kecil untuk diambil dari serpihan sebuah sumur.

Definisi 24.3 (Satuan kronostratigrafi dan geokronologi)

Sebuah satuan kronostratigrafi adalah tubuh seluruh batuan yang terbentuk selama interval waktu geologi tertentu, dan hanya selama itu; batas-batasnya adalah permukaan dengan umur yang sama. Interval waktu itu sendiri adalah sebuah satuan geokronologi. Peringkat-peringkatnya, dari yang terkecil, adalah tahap (waktunya: sebuah umur), seri (sebuah epok), dan sistem (sebuah periode), eratem (sebuah era) dan eonotem (sebuah eon); setiap satuan tersusun dari beberapa satuan berurutan dari peringkat di bawahnya.

Kedua kata itu menggambarkan pembagian yang sama dilihat sebagai batuan atau sebagai waktu (Table 24.1): batuan Sistem Jura diendapkan selama Periode Jura, dan Seri Jura Bawah selama Epok Jura Awal. Tahap adalah satuan terkecil yang dikenali di seluruh dunia.

satuan kronostratigrafi (batuan)	satuan geokronologi (waktu)	contoh
eonotem	eon	Fanerozoikum
eratem	era	Kenozoikum
sistem	periode	Paleogen
seri	epok	Paleosen
tahap	umur	Danian ($66.00\text{ sampai }61.66\,\mathrm{Ma}$)

24.2 Prinsip dan korelasi

Sebelum batuan mana pun dapat ditanggal dalam tahun, urutan peristiwa dibaca dari batuan itu sendiri. Prinsip-prinsip dasar stratigrafi dikemukakan pada 1669 oleh Nicolas Steno; antara 1785 dan 1800 Hutton dan William Smith menambahkan pemakaian lapisan sebagai interval waktu dan fosilnya untuk mengenalinya.

Definisi 24.4 (Prinsip-prinsip stratigrafi)

1. Prinsip superposisi: dalam suatu urutan lapisan sedimen yang belum terbalik, setiap lapisan lebih muda daripada lapisan tempat ia bertumpu.
2. Prinsip horizontalitas asal: sedimen dan aliran lava diendapkan secara mendatar, atau hampir demikian — sedikit miring di tepi cekungan.
3. Prinsip kontinuitas lateral: di dalam sebuah cekungan, sebuah lapisan memanjang secara kontinu ke segala arah hingga menipis di tepi cekungan atau di hadapan halangan; lapisan yang terpotong oleh lembah berlanjut di sisi lain.
4. Prinsip hubungan memotong: sebuah tubuh atau struktur yang memotong batuan — sebuah dike, sesar, permukaan erosi — lebih muda daripada batuan yang dipotongnya.
5. Prinsip suksesi fauna: takson fosil bergantian satu sama lain dengan urutan yang sama di setiap wilayah, sehingga batuan yang memuat kumpulan yang sama berumur sama.

Prinsip-prinsip itu tidak sama kuatnya. Superposisi memberi urutan yang harus dihormati oleh setiap metode lain. Horizontalitas asal adalah yang membuat lapisan yang miring menjadi catatan deformasi kemudian. Kontinuitas lateral adalah yang memungkinkan geolog menggambar lapisan yang sama di kedua sisi lembah, dan, dalam jarak terbatas, bidang perlapisan yang ditelusuri di lapangan adalah garis berumur sama terbaik yang ada. Suksesi fauna adalah yang melintasi samudra; ia menjadi pokok bahasan paragraf-paragraf berikutnya.

Korelasi dengan biozona

Korelasi dengan fosil membandingkan urutan kemunculan dan kepunahan pertama dan terakhir di dua penampang (gambar di bawah). Keduanya tidak sama andal. Fosil tertinggi dari suatu takson yang ditemukan di sebuah penampang bergantung pada berapa banyak yang terawetkan: di tempat yang jarang, fosil terakhir yang ditemukan mungkin terletak jauh di bawah tingkat tempat takson itu benar-benar punah, dan fosil yang tererosi dan diendapkan kembali dapat muncul di atasnya. Kemunculan pertama juga dapat bergeser, tetapi takson yang tersebar luas dan menyebar cepat dicapai pada tingkat yang kurang lebih sama di seluruh cekungan.

Metode 24.5 (Mengorelasikan penampang dengan biozona)

1. Plot, untuk setiap penampang, rentang setiap takson terhadap ketinggian: dari kemunculan terendah hingga tertingginya.
2. Pilih horizon fosil yang mendefinisikan zona — sebaiknya kemunculan pertama takson yang tersebar luas dan tidak bergantung pada fasies.
3. Gambar batas zona di setiap penampang pada horizon-horizon ini.
4. Sambungkan horizon yang sama dari penampang ke penampang; periksa bahwa garis-garisnya tidak bersilangan, seperti yang dituntut superposisi.
5. Bacalah, di antara dua garis, ketebalan setiap zona di setiap penampang; di tempat suatu zona hilang, carilah ketidakselarasan atau perubahan fasies sebelum menyimpulkan bahwa takson itu tidak ada.

Sebuah biozona hanya sebaik kebebasan fosilnya dari lingkungan. Kerang yang hidup hanya di pantai berpasir hanya ditemukan di batu pasir; mengikutinya dari penampang ke penampang berarti mengikuti batu pasir, bukan waktu. Korelasi biostratigrafi karena itu belum tentu korelasi waktu: ia dapat mengikuti fasies yang umurnya berubah dari tempat ke tempat.

Batas-batas yang melintasi waktu

Sedimen yang berbeda diendapkan pada waktu yang sama di tempat yang berbeda: pasir di pantai, lumpur di lepas pantai, kapur lebih jauh di paparan yang kekurangan pasir. Garis berumur sama karena itu melintasi dari satu litologi ke litologi lain. Sebaliknya, batas litologi yang ditelusuri di seluruh cekungan belum tentu merupakan garis berumur sama sepenuhnya.

Definisi 24.6 (Batas diakronis)

Sebuah batas bersifat diakronis ketika umurnya berubah dari tempat ke tempat sepanjangnya. Batas formasi dan fasies umumnya diakronis; batas satuan kronostratigrafi, menurut definisi, tidak.

Kasus klasiknya adalah transgresi: muka laut relatif naik lebih cepat daripada sedimen dapat mengisi ruang yang tercipta, dan garis pantai bergerak ke daratan. Pasir pantai diendapkan di garis pantai setiap saat, sehingga selembar batu pasir menyebar ke daratan bersamanya; lumpur lepas pantai menyusul di atasnya. Puncak batu pasir kemudian menjadi jejak garis pantai yang bergerak: muda di daratan, tua ke arah laut (gambar di bawah). Urutan fasies yang terlihat dalam satu penampang vertikal — batu pasir di bawah serpih di bawah batu kapur — mengulang urutannya di seluruh paparan pada satu saat; volume Tahun ke-3 menjadikan ini dasar model fasiesnya.

Seberapa cepat umur batas itu berubah di sepanjangnya? Pada dataran pantai yang naik landai ke pedalaman, jawabannya adalah soal geometri.

Proposisi 24.7 (Kecepatan transgresi)

Sebuah dataran pantai naik ke arah pedalaman dengan gradien seragam $s$, dan muka laut relatif naik dengan laju tetap $R$, tanpa sedimen yang ditambahkan di pantai. Garis pantai kemudian bergerak ke pedalaman dengan kecepatan

$$u = \frac{R}{s},$$

dan sebuah batas yang mengikuti garis pantai lebih muda, di suatu titik berjarak $d$ lebih jauh ke pedalaman, sebesar $\Delta t = d/u = d\,s/R$.

Rasionya besar karena dataran pantai hampir datar. Kenaikan $10\,\mathrm{m}$ per juta tahun di atas dataran yang miring $1$ banding $2000$ memindahkan pantai $20\,\mathrm{km}$ ke pedalaman per juta tahun; puncak batu pasir yang tampak seperti satu permukaan di tebing kemudian berumur satu juta tahun lebih muda pada jarak $20\,\mathrm{km}$ ke pedalaman. Sedimen yang dibawa ke pantai memperlambat transgresi atau membalikkannya.

Garis berumur sama

Apa yang mengkorelasikan waktu, kalau begitu, jika litologi tidak, dan fosil hanya kira-kira? Garis yang terbaik dibuat oleh peristiwa yang meninggalkan jejak di mana-mana sekaligus. Abu vulkanik jatuh di wilayah yang luas dalam apa yang, secara geologi, merupakan sekejap, dan mengendap di atas pasir, lumpur dan kapur sama saja: lapisan abu adalah garis berumur sama yang melintasi batas fasies, dan sering dapat ditanggal dalam tahun dengan metode dalam Bab 25. Pembalikan medan magnet Bumi, yang dibahas dalam volume Tahun ke-3, tercatat dalam batuan dari banyak jenis dan dapat dikenali di seluruh dunia setelah urutannya diketahui; demikian pula pergeseran tajam pada isotop karbon, seperti yang menandai dasar Ypresian (Table 24.2). Di antara dua level yang bertarikh, umur lapisan mana pun diperkirakan dengan mengasumsikan bahwa sedimen terakumulasi pada laju tetap.

Proposisi 24.8 (Umur di antara dua level bertarikh)

Dua lapisan pada ketinggian $z_1 < z_2$ dari suatu penampang kontinu memiliki umur $t_1 > t_2$. Jika sedimen terakumulasi pada laju tetap di antara keduanya, sebuah level pada ketinggian $z$ di antaranya memiliki umur

$$t = t_1 - f\,(t_1 - t_2), \qquad f = \frac{z - z_1}{z_2 - z_1},$$

dan laju akumulasinya adalah $r = (z_2 - z_1)/(t_1 - t_2)$. Jika kedua umur membawa ketidakpastian baku yang independen $\sigma_1$ dan $\sigma_2$, umur yang diinterpolasi membawa ketidakpastian

$$\sigma_t = \sqrt{(1 - f)^2 \sigma_1^2 + f^2 \sigma_2^2}.$$

Ketidakpastiannya paling kecil di antara kedua lapisan bertarikh dan tidak pernah lebih besar daripada yang lebih besar dari $\sigma_1$ dan $\sigma_2$ di sana. Batas sebenarnya adalah asumsinya: sedimen terakumulasi dalam denyut, dapat berhenti di celah tersembunyi, dan memadat secara berbeda di pasir dan di lumpur (Proposisi 23.4), sehingga umur yang diinterpolasi tidak lebih baik daripada keteraturan penampang.

24.3 Stratotipe batas

Satuan kronostratigrafi didefinisikan dalam batuan sebelum ditanggal. Praktik lama menjelaskan setiap tahap dengan sebuah penampang tipe dari seluruh satuan; tetapi puncak satu penampang tipe dan dasar yang berikutnya, dipilih di tempat yang berbeda, dapat meninggalkan celah waktu tak bertugas di antara keduanya atau tumpang tindih. Praktik modern hanya mendefinisikan batas bawah setiap satuan di satu titik dalam satu penampang; batas atasnya adalah batas bawah satuan berikutnya. Tidak ada interval waktu kemudian yang dapat jatuh di antara dua satuan atau termasuk dalam keduanya.

Definisi 24.9 (Stratotipe batas, stratotipe satuan, GSSP)

Sebuah stratotipe adalah penampang batuan yang ditunjuk yang berfungsi sebagai standar acuan untuk sebuah satuan atau batas. Sebuah stratotipe satuan adalah penampang tipe dari seluruh satuan; sebuah stratotipe batas adalah penampang yang memuat titik spesifik yang mendefinisikan batas antara dua satuan. Sebuah penampang dan titik stratotipe batas global (GSSP) adalah stratotipe batas dari sebuah satuan skala kronostratigrafi internasional: sebuah titik tunggal dalam satu penampang, dipilih menurut kesepakatan internasional, yang mendefinisikan dasar sebuah tahap dan setiap satuan yang lebih besar yang dimulai dengannya.

GSSP adalah titik dalam batuan, bukan umur. Umurnya dalam tahun adalah apa pun yang diberikan oleh penanggalan terbaik titik itu, dan ia dapat diperhalus tanpa memindahkan titik. Penampang dipilih agar titik itu dapat ditemukan kembali di tempat lain: pengendapan menerus di seluruh batas (tidak pernah pada ketidakselarasan, tempat waktu yang hilang akan membuat batas itu ambigu), sebaiknya laut, kaya fosil terawetkan dengan baik dari takson yang tersebar luas, tanpa perubahan fasies pada level itu, sedikit terdeformasi atau terubah, mudah diakses dan terlindungi. Yang terpenting, titik itu ditempatkan pada level yang berimpit dengan satu sinyal yang dipilih — biasanya kemunculan pertama suatu takson — di dalam interval yang kaya akan sinyal lain (lapisan abu, pembalikan magnetik, pergeseran isotop) yang dengannya level itu dapat dikenali dari jauh. Penanda permanen, paku emas, dipasang di titik itu.

Di lapangan — Bagaimana sebuah batas dipilih

Sebuah batas dipelajari oleh kelompok kerja subkomisi yang bertanggung jawab atas sistem, yang membandingkan penampang-penampang calon, mencatat logs-nya lapis demi lapis, mengambil sampel fosilnya, lapisan abu dan isotopnya, dan menulis usulan. Sebuah usulan memerlukan mayoritas super — lebih dari $60\,\%$ — dari anggota pemberi suara subkomisi, sekitar dua puluh spesialis; lalu ia diteruskan kepada anggota pemberi suara Komisi Stratigrafi Internasional, para pejabat eksekutif dan ketua tujuh belas subkomisinya, dan akhirnya kepada komite eksekutif Persatuan Internasional Ilmu Geologi, yang persetujuannya mengesahkannya. Hasilnya diterbitkan, penanda dipasang di batuan, dan tidak ada perubahan pada batas yang baru ditetapkan boleh diusulkan selama sepuluh tahun.

dasar	umur ($\mathrm{Ma}$)	penampang	penanda titik	disahkan
Fortunium (Kambrium)	538.8	Fortune Head, Newfoundland, Kanada	kemunculan pertama dari fosil jejak Trichophycus pedum	1992
Lochkovium (Devon)	419.62	Klonk, dekat Praha, Republik Ceko	kemunculan pertama dari graptolit Monograptus uniformis	1972
Induan (Trias)	251.902	Meishan, Zhejiang, Tiongkok	kemunculan pertama dari konodont Hindeodus parvus, dasar Lapisan 27c	2001
Danian (Paleogen)	66.00	Oued Djerfane, El Kef, Tunisia	dasar dari lempung batas gelap setebal $50\,\mathrm{cm}$; anomali iridium	1991
Selandian	61.66	Zumaia, Spanyol	dasar marl merah; radiasi kedua suatu kelompok nanofosil	2008
Ypresian (Eosen)	56.00	Dababiya, dekat Luxor, Mesir	dasar penyimpangan isotop karbon	2003
Chibanian	0.774	Chiba, Jepang	dasar tefra, tepat di bawah pembalikan magnetik	2020
Meghalayan	0.0042	Gua Mawmluh, Meghalaya, India	suatu level $7.45\,\mathrm{mm}$ di dalam speleotem	2018

Table 24.2 memperlihatkan betapa beragamnya sinyal yang dipilih. Batas-batas Paleozoikum dan Mesozoikum dalam tabel bertumpu pada kemunculan pertama fosil, graptolit dan konodont; di dasar Kambrium fosilnya adalah fosil jejak, tanda yang ditinggalkan dalam sedimen oleh aktivitas hewan, bukan hewan itu sendiri. Pada contoh Kenozoikum sinyalnya bersifat kimia dan fisik: iridium pada Danian, penyimpangan isotop karbon pada Ypresian, pembalikan magnetik yang terletak $1.1\,\mathrm{m}$ di atas titik Chibanian. Batas termuda dalam tabel bahkan tidak berada di batuan laut: dasar Meghalayan adalah sebuah level di dalam speleotem, endapan yang tumbuh di dalam gua, yang mencatat peristiwa iklim empat ribu dua ratus tahun yang lalu.

Data tahun 2026

Pada Oktober 2026 tabel Komisi Stratigrafi Internasional mencantumkan 80 GSSP yang telah disahkan, dan dua lagi yang diusulkan. Yang pertama disahkan pada 1972, di Klonk; yang terbaru pada 2024, ketika dua batas Silur, yang hingga saat itu didefinisikan di Wales, dipindahkan ke penampang baru di Spanyol dan di Republik Ceko. Dari 101 tahap Fanerozoikum pada bagan, 21 masih belum memiliki GSSP yang disahkan; dasarnya bersifat sementara.

Di bawah Fanerozoikum, skala sebagian besar dibagi secara berbeda. Kecuali sistem termudanya, Ediakaran, Prakambrium dipotong pada umur bulat yang dipilih dengan kesepakatan — pembagiannya didefinisikan dalam tahun, bukan oleh titik di batuan.

24.4 Kepunahan massal sebagai penanda

Volume biologi menjelaskan kepunahan massal sebagai saat ketika sebagian besar spesies lenyap dalam waktu geologi yang singkat. Bagi stratigrafi, peristiwa semacam itu adalah anugerah: sebuah horizon yang ditemukan di setiap benua dan setiap samudra, tempat kumpulan fosil berubah sama sekali. Dua di antaranya membatasi tiga era Fanerozoikum.

Akhir Kapur

Pada 1980, L. W. Alvarez, W. Alvarez, F. Asaro dan H. V. Michel mengukur iridium — salah satu logam platina, yang berkurang di kerak Bumi dibandingkan kelimpahannya di kosmos — dalam batu kapur laut dalam di seberang batas antara Kapur dan Tersier — kini batas antara Kapur dan Paleogen, batas K–Pg. Mereka mendapatinya diperkaya sekitar 30 kali di atas latar belakang di Italia, 160 kali di Denmark dan 20 kali di Selandia Baru, tepat pada level kepunahan. Mereka mengusulkan bahwa sebuah asteroid selebar $10\,\mathrm{km}$, plus minus empat, telah menghantam Bumi dan melemparkan sekitar 60 kali massanya sendiri batuan yang hancur menjadi serbuk ke atmosfer; debu itu akan menyebar ke seluruh dunia dan menggelapkan langit. Lempung di batas itu, mereka catat, berbeda secara kimia dari lempung pada batu kapur di atas dan di bawahnya.

Kemudian penelitian menghubungkan batas itu dengan satu tumbukan, Chicxulub. Penanggalan argon–argon menempatkan tumbukan itu dan batas beserta kepunahannya dalam $32\,000$ tahun satu sama lain, dan suatu tinjauan terhadap bukti menyimpulkan bahwa tumbukan itu memicu kepunahan, yang juga jatuh dalam waktu tumpahan basal besar di India. GSSP dasar Danian — dasar Paleogen dan seluruh Kenozoikum — ditempatkan di dasar lempung batas gelap di El Kef di Tunisia, pada anomali iridium. Batas yang sama dapat dilihat di darat, di Colorado (gambar di bawah).

Akhir Perm

Kepunahan di akhir Perm adalah kehilangan kehidupan laut dan darat yang paling parah dalam setengah miliar tahun terakhir. Di Meishan di Tiongkok, penampang yang memuat GSSP dasar Trias, lima lapisan abu telah ditanggal dengan metode uranium–timbal pada zirkon. Mereka menempatkan kepunahan antara $(251.941 \pm 0.037)\,\mathrm{Ma}$ dan $(251.880 \pm 0.031)\,\mathrm{Ma}$: interval $60 \pm 48$ ribu tahun. Penurunan negatif tajam sebesar $3\,\text{‰}$ pada isotop karbon dari karbonat mendahuluinya, dan siklus karbon tetap tidak stabil selama sekitar $500$ ribu tahun.

Dasar Trias sendiri, $(251.902 \pm 0.024)\,\mathrm{Ma}$, tidak ditempatkan pada kepunahan melainkan pada kemunculan pertama konodont Hindeodus parvus, sebuah level yang jatuh di dalam interval kepunahan yang diberi tarikh di Meishan. Suatu kepunahan adalah sekumpulan kemunculan terakhir, yang diburamkan oleh pengawetan; satu kemunculan pertama dari spesies yang terkenal membuat garis yang lebih tajam. Penyebab kedua kepunahan itu — sebuah tumbukan, provinsi basal besar — menjadi pokok bahasan volume Tahun ke-2.

24.5 Bagan internasional

Bagan Kronostratigrafi Internasional menghimpun semua satuan, dari eonotem hingga tahap, dalam satu tabel: nama-namanya, dasar setiap satuan dalam juta tahun dengan ketidakpastiannya, sebuah tanda untuk setiap dasar yang didefinisikan oleh GSSP yang telah disahkan, dan warna baku untuk setiap satuan, yaitu warna Komisi Peta Geologi Dunia. Bagian Fanerozoikum, yang direduksi menjadi era dan periodenya, digambar di bawah dari nilai-nilai bagan itu sendiri.

Periode-periodenya sangat tidak sama (gambar di atas). Kapur berlangsung $77.1\,\mathrm{Ma}$, Neogen $20.46\,\mathrm{Ma}$ dan Kuarter hanya $2.58\,\mathrm{Ma}$; rerata dari dua belas adalah $44.9\,\mathrm{Ma}$. Ketidaksamaan itu diwarisi: sistem-sistem itu dinamai dalam klasifikasi awal, sebelum batuan mana pun ditanggal dalam tahun — beberapa nama memberi posisi (Paleogen, Neogen, Kuarter), beberapa sebuah batuan (Karbon, Kapur), beberapa seorang suku bangsa atau sebuah tempat (Ordovisium, Silur, Devon, Perm) — dan bagan tetap mempertahankan nama-nama itu sambil mendefinisikan dasarnya dengan GSSP. Umur dalam tahun berasal dari penanggalan isotop batuan vulkanik di dekat batas, seperti lapisan abu Meishan (Bab 25), diinterpolasi seperti dalam Proposisi 24.8; versi baru bagan dapat menggeser suatu umur sementara GSSP tetap di tempatnya.

Data tahun 2024

Antroposen, nama yang diusulkan pada 2001 untuk interval baru yang ditandai oleh aktivitas manusia, dipelajari sejak 2009 oleh kelompok kerja Subkomisi Stratigrafi Kuarter. Pada akhir 2023 kelompok itu mengusulkan suatu seri yang dimulai sekitar 1950, dengan GSSP-nya dalam sedimen Danau Crawford, Ontario. Pemungutan suara subkomisi, yang ditutup pada 4 Maret 2024, menolaknya: 4 suara setuju, 12 menentang, 3 abstain, 3 anggota tidak memberi suara. Anggota pemberi suara Komisi Stratigrafi Internasional mengakui hasil pemungutan suara itu. Antroposen bukan satuan dalam bagan; ia tetap menjadi istilah tidak resmi, yang banyak dipakai.

24.6 Latihan

Latihan 24.1 ★

Nyatakan apakah setiap nama adalah satuan litostratigrafi, biostratigrafi, kronostratigrafi atau geokronologi, dan sebutkan peringkatnya jika punya: (a) Sistem Jura; (b) Formasi Serpih Mardon; (c) Kapur Awal; (d) Zona Hindeodus parvus; (e) Tahap Danian; (f) Epok Paleosen; (g) sebuah anggota batu pasir dari Serpih Mardon.

Solusi

Solusi Latihan 24.1.

(a) Kronostratigrafi, sebuah sistem. (b) Litostratigrafi, sebuah formasi. (c) Geokronologi, sebuah epok (batuannya adalah Seri Kapur Bawah). (d) Biostratigrafi, sebuah biozona. (e) Kronostratigrafi, sebuah tahap. (f) Geokronologi, sebuah epok. (g) Litostratigrafi, sebuah anggota.

Latihan 24.2 ★

Dengan dasar era dalam gambar bagan (yaitu dasar Kambrium, Trias dan Paleogen), hitunglah durasi Paleozoikum, Mesozoikum dan Kenozoikum, dan bagian Fanerozoikum yang masing-masing diwakilinya. Berapa bagian dari waktu sejak dasar Hadean, $4567\,\mathrm{Ma}$, yang diwakili oleh seluruh Fanerozoikum?

Solusi

Solusi Latihan 24.2.

Paleozoikum $538.8 - 251.902 = 286.9\,\mathrm{Ma}$, $53.2\,\%$ dari Fanerozoikum; Mesozoikum $251.902 - 66.00 = 185.9\,\mathrm{Ma}$, $34.5\,\%$; Kenozoikum $66.0\,\mathrm{Ma}$, $12.2\,\%$. Fanerozoikum adalah $538.8/4567 = 11.8\,\%$ dari waktu sejak dasar Hadean.

Latihan 24.3 ★

Sebuah tebing menunjukkan, dari bawah: lapisan A, B, C dan D, miring $40{}^{\circ}$; sebuah dike E yang memotong A hingga D; sebuah permukaan erosi yang memotong puncak D dan dike; lapisan mendatar F dan G di atasnya; sebuah sesar yang menggeser A hingga F tetapi tidak G. Urutkan peristiwa-peristiwa itu, dan sebutkan prinsip yang membenarkan setiap langkah.

Solusi

Solusi Latihan 24.3.

A, B, C, D diendapkan dalam urutan itu (superposisi), mendatar (horizontalitas asal), sehingga gradiennya adalah peristiwa kemudian. Dike E memotong A hingga D, sehingga ia lebih muda daripada D (hubungan memotong); apakah ia datang sebelum atau sesudah gradien tidak dapat diketahui dari deskripsinya. Permukaan erosi memotong D dan E, sehingga ia lebih muda daripada keduanya (hubungan memotong). F dan G kemudian diendapkan di atasnya (superposisi). Sesar menggeser A hingga F tetapi tidak G: ia bergerak setelah F dan sebelum G (hubungan memotong). Urutan: A, B, C, D; gradien dan intrusi E (urutan belum ditentukan); erosi; F; sesar; G.

Latihan 24.4 ★

Dua lapisan abu berjarak $30\,\mathrm{m}$ dalam serpih ditanggal $85.40\,\mathrm{Ma}$ (yang bawah) dan $84.60\,\mathrm{Ma}$ (yang atas). Kemunculan pertama fosil indeks terletak $12\,\mathrm{m}$ di atas abu bawah. Hitunglah laju akumulasi dan umur kemunculan pertama itu, dengan asumsi laju konstan.

Solusi

Solusi Latihan 24.4.

$r = 30/(85.40 - 84.60) = 37.5\,\mathrm{m}$ per juta tahun. Kemunculan pertama terletak $12/37.5 = 0.32\,\mathrm{Ma}$ setelah abu bawah: $85.40 - 0.32 = 85.08\,\mathrm{Ma}$.

Latihan 24.5 ★★

Dalam sebuah penampang, empat takson memiliki rentang (ketinggian dalam meter): A 0–34, B 12–50, C 26–62, D 41–70. (a) Gambarlah diagram rentang. (b) Berikan luas dan ketebalan zona rentang bersamaan dari B dan C, dan dari zona interval di antara kemunculan pertama B dan D. (c) Di penampang kedua, B ditemukan dari 3 hingga 15 m dan C dari 9 hingga 22 m, dan tidak ada yang lain yang diketahui. Batas-batas zona dari (b) mana yang dapat dikenali di sana, dan mana yang tidak? Horizon mana yang dapat dikorelasikan antara kedua penampang dengan keyakinan paling besar?

Solusi

Solusi Latihan 24.5.

(a) Empat batang vertikal terhadap ketinggian. (b) B dan C terjadi bersama dari $26\text{ sampai }50\,\mathrm{m}$: sebuah zona rentang bersamaan setebal $24\,\mathrm{m}$. Zona interval dari kemunculan pertama B hingga kemunculan pertama D membentang dari $12\text{ sampai }41\,\mathrm{m}$, $29\,\mathrm{m}$. (c) Di penampang kedua kemunculan pertama B ($3\,\mathrm{m}$) dan C ($9\,\mathrm{m}$) dapat diletakkan, sehingga dasar zona interval dari (b) dan dasar zona rentang bersamaan dikenali; puncaknya (kemunculan pertama D) dan puncak tumpang tindih seperti terlihat di penampang 1 tidak dapat diperiksa, karena D tidak ada. Kemunculan pertama B dan C ($12\,\mathrm{m} \leftrightarrow 3\,\mathrm{m}$, $26\,\mathrm{m} \leftrightarrow 9\,\mathrm{m}$) adalah garis yang paling aman; kemunculan terakhir (B pada $50\,\mathrm{m}$ dan $15\,\mathrm{m}$) lebih bergantung pada pengawetan.

Latihan 24.6 ★★

Selama transgresi garis pantai bergerak ke pedalaman dengan $20\,\mathrm{km}$ per juta tahun. (a) Seberapa jauh umur puncak batu pasir garis pantai berbeda antara dua sumur yang berjarak $60\,\mathrm{km}$ sepanjang arah transgresi? (b) Sebuah abu jatuh satu juta tahun setelah garis pantai melewati sumur di sisi laut, tempat lumpur lepas pantai terakumulasi dengan $30\,\mathrm{m}$ per juta tahun. Seberapa tinggi di atas puncak batu pasir lapisan abu itu ditemukan di sana? (c) Di mana garis pantai ketika abu itu jatuh? Apakah abu ditemukan di atas atau di bawah batu pasir di sumur di sisi darat, dan mengapa ia mungkin tidak ditemukan di sana sama sekali? Jelaskan dengan sketsa.

Solusi

Solusi Latihan 24.6.

(a) $60/20 = 3\,\mathrm{Ma}$: puncak batu pasir tiga juta tahun lebih muda di sumur sisi darat. (b) Satu juta tahun lumpur pada $30\,\mathrm{m}$ per juta tahun: abu terletak $30\,\mathrm{m}$ di atas puncak batu pasir. (c) Ketika abu jatuh, garis pantai telah bergerak $20\,\mathrm{km}$ ke pedalaman dari sumur sisi laut, jadi ia masih $40\,\mathrm{km}$ di sisi laut dari sumur sisi darat, yang berdiri di darat kering. Abu jatuh di permukaan darat di sana, di bawah batu pasir yang diendapkan laut dua juta tahun kemudian — jika ia tidak tersapu lebih dulu, sebagaimana lapisan lepas di darat mungkin saja tersapu. Lapisan abu yang sama berada di atas batas formasi pada satu sumur dan di bawahnya pada sumur yang lain: batas itu memotong waktu.

Latihan 24.7 ★★

(a) Hitunglah ketidakpastian relatif umur dasar Lochkovium ($(419.62 \pm 1.36)\,\mathrm{Ma}$) dan Induan ($(251.902 \pm 0.024)\,\mathrm{Ma}$), dalam persen. Usulkan mengapa keduanya berbeda jauh. (b) Dari kedua umur yang mengapit kepunahan akhir Perm di Meishan, $(251.941 \pm 0.037)\,\mathrm{Ma}$ dan $(251.880 \pm 0.031)\,\mathrm{Ma}$, hitunglah ulang durasi kepunahan dan ketidakpastiannya, dengan anggapan kedua kesalahan independen. Bandingkan dengan $60 \pm 48$ ribu tahun yang diterbitkan.

Solusi

Solusi Latihan 24.7.

(a) Lochkovium $1.36/419.62 = 0.32\,\%$; Induan $0.024/251.902 = 0.0095\,\%$, sekitar 34 kali lebih kecil. Dasar Induan terletak di antara lapisan abu yang ditanggal dengan tepat di penampang GSSP itu sendiri; ketidakpastian yang besar menunjukkan batas yang umurnya harus dibawa dari level yang bertarikh lebih jauh. (b) $251.941 - 251.880 = 0.061\,\mathrm{Ma} = 61$ ribu tahun, dengan ketidakpastian $\sqrt{37^2 + 31^2} = 48$ ribu tahun: $60 \pm 48$ ribu tahun yang diterbitkan.

Latihan 24.8 ★★

Ambil asteroid 1980 sebagai bola selebar $10\,\mathrm{km}$, bermassa jenis $3000\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$ (nilai asumsi), yang melemparkan 60 kali massanya sebagai debu. (a) Hitunglah massa asteroid dan debu. (b) Sebarkan debu merata di atas Bumi (diameter $12\,756\,\mathrm{km}$): berapa massa yang jatuh pada setiap meter persegi? (c) Diendapkan pada massa jenis $2500\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$, seberapa tebal lapisannya? (d) Ulangi (c) untuk diameter $6\,\mathrm{km}$ dan $14\,\mathrm{km}$, kisaran perkiraan itu. Bandingkan dengan ketebalan lempung batas di GSSP Danian.

Solusi

Solusi Latihan 24.8.

(a) $m = 3000 \times \frac43\pi\,(5000)^3 = 1.57 \times 10^{15}\,\mathrm{kg}$; debunya, $60m = 9.42 \times 10^{16}\,\mathrm{kg}$. (b) Permukaan Bumi adalah $4\pi(6.378\times10^6)^2 = 5.11 \times 10^{14}\,\mathrm{m}^{2}$: $184\,\mathrm{kg}$ per meter persegi. (c) $184/2500 = 0.074\,\mathrm{m}$, sekitar $7\,\mathrm{cm}$. (d) Ketebalannya sebanding dengan kubus diameternya: $1.6\,\mathrm{cm}$ untuk $6\,\mathrm{km}$, $20\,\mathrm{cm}$ untuk $14\,\mathrm{km}$. Orde besarannya, dari sentimeter hingga desimeter, adalah orde lempung batas, setebal $50\,\mathrm{cm}$ di El Kef; perbandingannya hanya dapat kasar, karena debu tidak mungkin jatuh merata dan lempung juga mengumpulkan sedimen biasa pada zamannya.

Latihan 24.9 ★★

(a) Dalam penampang yang terkondensasi tempat sedimen terakumulasi pada $2\,\mathrm{m}$ per juta tahun, berapa tebal interval $60$ ribu tahun kepunahan akhir Perm? Berapa tebalnya untuk durasi terpendek dan terpanjang yang diizinkan oleh ketidakpastiannya? (b) Dalam penampang laut dalam yang terakumulasi pada $10\,\mathrm{m}$ per juta tahun, berapa tebal interval $32\,000$ tahun tempat tumbukan dan batas K–Pg sinkron? (c) Apa yang dikatakan angka-angka ini tentang pengambilan sampel penampang untuk mempelajari kepunahan?

Solusi

Solusi Latihan 24.9.

(a) $60 \times 10^{3} \times 2 \times 10^{-6} = 0.12\,\mathrm{m}$, $12\,\mathrm{cm}$; untuk 12 dan 108 ribu tahun, $2.4\,\mathrm{cm}$ dan $21.6\,\mathrm{cm}$. (b) $32 \times 10^{3} \times 10 \times 10^{-6} = 0.32\,\mathrm{m}$. (c) Suatu kepunahan menempati sentimeter hingga desimeter batuan: sampel harus diambil sentimeter demi sentimeter, dan satu sampel setebal $10\,\mathrm{cm}$ dalam penampang yang terkondensasi merata-ratakan lima puluh ribu tahun — sebagian besar peristiwanya.

Latihan 24.10 ★★★

Sebuah dataran pantai miring $1$ banding $2000$ dan muka laut relatif naik pada $10\,\mathrm{m}$ per juta tahun. (a) Dengan Proposisi 24.7, seberapa cepat garis pantai bergerak ke pedalaman, dan seberapa jauh umur puncak batu pasir garis pantai berbeda antara dua sumur yang berjarak $30\,\mathrm{km}$? (b) Sedimen kini dikirim ke pantai, yang membangun dataran pantai ke atas sebesar $a$ meter per juta tahun di garis pantai. Tunjukkan bahwa garis pantai bergerak ke pedalaman dengan $(R - a)/s$ selama $a < R$. Apa yang terjadi ketika $a > R$? (c) Jelaskan mengapa puncak batu pasir yang umurnya berubah sebesar satu juta tahun dapat tampak, dalam satu tebing, persis seperti permukaan dengan umur sama.

Solusi

Solusi Latihan 24.10.

(a) $u = R/s = 10 \times 2000 = 20\,000\,\mathrm{m}$ per juta tahun, $20\,\mathrm{km}$ per juta tahun; sepanjang $30\,\mathrm{km}$, $\Delta t = 1.5\,\mathrm{Ma}$. (b) Dataran kini adalah permukaan $z = s x + a t$. Garis pantai memenuhi $s x + a t = z_0 + R t$, sehingga $x(t) = (z_0 + (R - a)t)/s$ dan $\mathrm dx/\mathrm dt = (R - a)/s$, positif (ke pedalaman) selama $a < R$. Ketika $a > R$ kecepatannya negatif: garis pantai bergerak ke laut, suatu regresi, dan puncak batu pasir garis pantai kemudian menjadi lebih muda ke arah laut. (c) Sebuah tebing sepanjang $200\,\mathrm{m}$ mencakup, pada $20\,\mathrm{km}$ per juta tahun, $0.2/20 = 0.01\,\mathrm{Ma}$ — sepuluh ribu tahun diakronisme, jauh di bawah apa yang dapat diselesaikan oleh fosil atau sebagian besar penanggalan; batuan di kedua sisi kontak itu sama di sepanjangnya.

Latihan 24.11 ★★★

Dua lapisan abu terletak pada $10\,\mathrm{m}$ dan $50\,\mathrm{m}$ dalam sebuah penampang dan ditanggal $(100.50 \pm 0.05)\,\mathrm{Ma}$ dan $(99.70 \pm 0.03)\,\mathrm{Ma}$. (a) Interpolasikan umur level pada $25\,\mathrm{m}$ dan ketidakpastiannya dengan Proposisi 24.8. (b) Di mana di antara kedua abu ketidakpastiannya paling kecil? Carilah nilai $f$ yang meminimumkan $\sigma_t$, dan nilai minimumnya. (c) Tunjukkan bahwa $\sigma_t$ tidak pernah melampaui yang lebih besar dari $\sigma_1$ dan $\sigma_2$ di antara kedua lapisan.

Solusi

Solusi Latihan 24.11.

(a) $f = (25 - 10)/(50 - 10) = 0.375$ dan $t = 100.50 - 0.375 \times 0.80 = 100.20\,\mathrm{Ma}$, dengan

$$\sigma_t = \sqrt{(0.625 \times 0.05)^2 + (0.375 \times 0.03)^2} = 0.033\,\mathrm{Ma}.$$

(b) $g(f) = (1 - f)^2\sigma_1^2 + f^2\sigma_2^2$ memiliki $g'(f) = -2(1 - f)\sigma_1^2 + 2f\sigma_2^2$, nol pada $f^* = \sigma_1^2/(\sigma_1^2 + \sigma_2^2) = 0.0025/0.0034 = 0.735$, lebih dekat ke lapisan yang lebih baik penanggalannya; di sana $\sigma_t = \sigma_1\sigma_2/\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2} = 0.026\,\mathrm{Ma}$, lebih kecil daripada keduanya. (c) $g$ adalah parabola yang terbuka ke atas, sehingga pada $[0, 1]$ ia terbesar di salah satu ujungnya: $g(0) = \sigma_1^2$, $g(1) = \sigma_2^2$. Maka $\sigma_t \le \max(\sigma_1, \sigma_2)$ di antara kedua lapisan.

Latihan 24.12 ★★★

Sebuah sumur melewati serpih seragam. Sebuah abu yang ditanggal $30.0\,\mathrm{Ma}$ terletak pada kedalaman $1000\,\mathrm{m}$ dan sebuah abu yang ditanggal $29.0\,\mathrm{Ma}$ pada $200\,\mathrm{m}$; sebuah batas tahap terletak pada $600\,\mathrm{m}$. (a) Interpolasikan umurnya dari kedalaman. (b) Butirannya, bukan porinya, tiba dengan laju konstan. Dengan menggunakan serpih dari Table 23.1 dan Proposisi 23.4, hitunglah ketebalan padat antara setiap abu dan batas, dan interpolasikan umur lagi secara proporsional terhadapnya. (c) Berapa ribu tahun kedua perkiraan itu berbeda, dan mana yang lebih baik?

Solusi

Solusi Latihan 24.12.

(a) Batasnya berada di tengah kedalaman: $f = 0.5$, $29.50\,\mathrm{Ma}$. (b) Dengan $\varphi_0\lambda = 0.63 \times 1960 = 1234.8\,\mathrm{m}$, ketebalan padat dari $600\text{ sampai }1000\,\mathrm{m}$ adalah $400 - 1234.8\,(e^{-600/1960} - e^{-1000/1960}) = 232.2\,\mathrm{m}$, dan dari $200\text{ sampai }600\,\mathrm{m}$, $194.2\,\mathrm{m}$; seluruhnya $426.3\,\mathrm{m}$. Fraksi butiran yang diendapkan di antara abu bawah dan batas adalah $232.2/426.3 = 0.545$, dan umurnya $30.0 - 0.545 = 29.46\,\mathrm{Ma}$. (c) Perkiraan kedua adalah $45$ ribu tahun lebih muda. Ia yang lebih baik: separuh yang lebih dalam telah kehilangan lebih banyak airnya, sehingga ia memuat lebih banyak butiran, dan lebih banyak waktu, per meter daripada separuh yang lebih dangkal (porositas rerata $0.42$ berbanding $0.51$).

24.7 Masalah: mengorelasikan tiga penampang melintasi sebuah cekungan

Soal 24.1

Soal akhir pekan — bagaimana fosil, lapisan abu dan batu pasir yang diakronis bersama-sama menanggal batas sebuah tahap

Tiga penampang dicatat sepanjang garis melintasi sebuah cekungan rekaan: A di barat, B $25\,\mathrm{km}$ di timur A, dan C $20\,\mathrm{km}$ di timur B. Di masing-masing, Batu Pasir Kell tertutup oleh Serpih Mardon. Ketinggian dalam meter di atas dasar setiap penampang:

	A	B	C
ketebalan total yang dicatat	80.0	66.0	32.0
puncak Batu Pasir Kell	45.0	20.0	6.0
lapisan abu 1 (ditanggal $(152.40 \pm 0.04)\,\mathrm{Ma}$)	5.0	8.0	3.0
lapisan abu 2 (ditanggal $(151.20 \pm 0.04)\,\mathrm{Ma}$)	71.0	56.0	27.0
kemunculan pertama Vardenoceras medium	36.6	31.2	14.8
kemunculan pertama Vardenoceras ultimum	65.8	52.0	24.8
kemunculan terakhir Vardenoceras primum	49.0	40.0	19.0

V. primum ditemukan dari dasar setiap penampang. Kerang Ostreola hanya ditemukan di Batu Pasir Kell, di ketiga penampang. Tiga zona interval didefinisikan: zona 1 hingga kemunculan pertama V. medium, zona 2 hingga kemunculan pertama V. ultimum, zona 3 di atasnya. Sebuah batas tahap didefinisikan, pada GSSP-nya di tempat lain, oleh kemunculan pertama V. medium.

Bagian I — Biozona.

1. Gambarlah ketiga penampang berdampingan dengan skala vertikal yang sama, dengan Batu Pasir Kell, lapisan abu dan batas zona.
2. Berikan ketebalan zona 2 di setiap penampang, dan ketebalan bagian zona 3 yang tercatat.
3. Mengapa dasar zona 1 tidak dapat diletakkan di salah satu dari ketiga penampang?
4. Mengapa Ostreola adalah fosil indeks yang buruk, betapapun umumnya ia?
5. Di zona mana kemunculan terakhir V. primum jatuh di setiap penampang? Dapatkah ia berfungsi sebagai batas zona keempat?
6. Korelasikan penampang-penampang dengan kemunculan pertama V. medium dan V. ultimum. Apa yang disarankan oleh rasio ketebalan zona 2?

Bagian II — Batu Pasir Kell.

7. Di zona mana puncak Batu Pasir Kell berada di setiap penampang?
8. Apakah puncak Batu Pasir Kell merupakan permukaan dengan umur sama? Ke arah mana garis pantai bergerak, dan jenis peristiwa apa ini?
9. Lapisan abu 1 berada di Batu Pasir Kell di ketiga penampang, lapisan abu 2 di Serpih Mardon. Mengapa lapisan abu lebih baik sebagai garis waktu daripada batas formasi?
10. Yang mana dari prinsip-prinsip dalam Definisi 24.4 membenarkan mengikuti satu lapisan abu dari A hingga C?

Bagian III — Laju.

11. Hitunglah laju akumulasi antara kedua lapisan abu di setiap penampang, dalam meter per juta tahun.
12. Usulkan mengapa laju turun dari A ke C.
13. Berapa tahun yang diwakili oleh sampel setebal $10\,\mathrm{cm}$ di setiap penampang? Penampang mana yang memberi resolusi waktu paling halus?
14. Dengan menganggap laju konstan, hitunglah umur puncak Batu Pasir Kell di setiap penampang.
15. Hitunglah kecepatan garis pantai antara C dan B dan antara B dan A, dalam kilometer per juta tahun. Apakah transgresi bertambah cepat atau melambat?
16. Hitunglah umur kemunculan pertama V. ultimum di setiap penampang.
17. Apakah ketiga umur pada soal 16 sepakat dalam ketidakpastian penanggalan abu? Apa artinya ini bagi kemunculan pertama?

Bagian IV — Umur batas.

18. Interpolasikan, di setiap penampang, umur kemunculan pertama V. medium.
19. Hitunglah ketidakpastian setiap umur dari ketidakpastian penanggalan abu dengan Proposisi 24.8.
20. Hitunglah rerata ketiga umur dan sebarannya. Apakah sebarannya lebih besar atau lebih kecil daripada ketidakpastian pada soal 19?
21. Di penampang A kemunculan pertama V. medium terletak di Batu Pasir Kell, di B dan C di Serpih Mardon. Bagaimana perubahan litologi di antara lapisan abu dapat membiaskan interpolasi di A?
22. Penampang mana dari ketiganya akan menjadi stratotipe batas terbaik, dan mengapa? Mana yang akan menjadi yang terburuk?
23. Berapa lama zona 2 berlangsung?
24. Berapa umur yang diinterpolasi dari batas itu?

Solusi

Solusi Soal 24.1.

1. Tiga kolom pada, misalnya, $1\,\mathrm{cm}$ untuk $10\,\mathrm{m}$, dihubungkan oleh lapisan abu dan oleh batas zona; baji Batu Pasir Kell menipis dari $45\,\mathrm{m}$ di A menjadi $6\,\mathrm{m}$ di C.
2. Zona 2: A $65.8 - 36.6 = 29.2\,\mathrm{m}$, B $20.8\,\mathrm{m}$, C $10.0\,\mathrm{m}$. Zona 3 yang tercatat: A $14.2\,\mathrm{m}$, B $14.0\,\mathrm{m}$, C $7.2\,\mathrm{m}$.
3. Zona 1 dimulai pada kemunculan pertama V. primum, yang ditemukan dari dasar setiap penampang: kemunculan pertamanya terletak di bawah mereka.
4. Ia hidup hanya di batu pasir: ia mengikuti fasies, dan fasies itu berumur berbeda dari tempat ke tempat. Di A ia terdapat di zona 1 dan 2, di B dan C hanya di zona 1.
5. Di zona 2 di ketiganya (A $49.0\,\mathrm{m}$, B $40.0\,\mathrm{m}$, C $19.0\,\mathrm{m}$). Ia konsisten dari penampang ke penampang di sini, dan karena itu dapat membagi zona 2, tetapi kemunculan terakhir bergantung pada pengawetan; ia harus diperiksa di lebih banyak penampang lebih dulu.
6. Garis-garisnya menghubungkan $36.6\,\mathrm{m}$, $31.2\,\mathrm{m}$ dan $14.8\,\mathrm{m}$, lalu $65.8\,\mathrm{m}$, $52.0\,\mathrm{m}$ dan $24.8\,\mathrm{m}$. Zona 2 menipis dalam perbandingan $29.2 : 20.8 : 10.0$, sekitar $2.9 : 2.1 : 1$: jika zona itu berlangsung sama lama di mana-mana, sedimen terakumulasi sekitar tiga kali lebih cepat di A daripada di C.
7. A: zona 2 ($45.0 > 36.6$); B: zona 1 ($20.0 < 31.2$); C: zona 1 ($6.0 < 14.8$).
8. Tidak: ia berada di zona 2 di A, zona 1 di B dan C, sehingga ia lebih muda ke arah barat. Serpih laut menyebar ke barat di atas pasir garis pantai: garis pantai bergerak ke barat, ke pedalaman, dalam sebuah transgresi.
9. Sebuah abu jatuh di seluruh cekungan dalam sekejap geologi dan mengendap di atas sedimen mana pun; puncak batu pasir mengikuti garis pantai yang bergerak dan bersifat diakronis.
10. Kontinuitas lateral (lapisan itu berlanjut melintasi cekungan), dan superposisi (abu 1 di bawah abu 2 di setiap penampang, yang memeriksa korelasinya).
11. A $(71.0 - 5.0)/1.20 = 55.0\,\mathrm{m}$ per juta tahun; B $48.0/1.20 = 40.0\,$; C $24.0/1.20 = 20.0\,$.
12. A paling dekat dengan daratan, tempat sedimen dipasok; lebih sedikit yang sampai ke air yang lebih dalam di timur.
13. $0.1/55 = 1.8$ ribu tahun di A, $2.5$ di B, $5.0$ di C: A menyelesaikan waktu paling halus.
14. A $152.40 - 40.0/55.0 = 151.67\,\mathrm{Ma}$; B $152.40 - 12.0/40.0 = 152.10\,\mathrm{Ma}$; C $152.40 - 3.0/20.0 = 152.25\,\mathrm{Ma}$.
15. C ke B: $20/(152.25 - 152.10) = 133\,\mathrm{km}$ per juta tahun; B ke A: $25/(152.10 - 151.67) = 58.5\,\mathrm{km}$ per juta tahun. Ia melambat.
16. A $152.40 - 60.8/55.0 = 151.29\,\mathrm{Ma}$; B $152.40 - 44.0/40.0 = 151.30\,\mathrm{Ma}$; C $152.40 - 21.8/20.0 = 151.31\,\mathrm{Ma}$.
17. Ketiganya terentang $16$ ribu tahun, kurang dari ketidakpastian masing-masing (sekitar $28$ ribu tahun, soal 19): kemunculan pertama itu sinkron di seluruh cekungan dalam resolusi penanggalan, dan itulah yang membuatnya menjadi indeks yang baik.
18. A $152.40 - 31.6/55.0 = 151.826\,\mathrm{Ma}$; B $152.40 - 23.2/40.0 = 151.820\,\mathrm{Ma}$; C $152.40 - 11.8/20.0 = 151.810\,\mathrm{Ma}$.
19. $f = 0.479$, $0.483$, $0.492$; $\sigma_t = \sqrt{(1 - f)^2 + f^2} \times 0.04 = 0.028\,\mathrm{Ma}$ di masing-masing, $28$ ribu tahun.
20. Rerata $151.819\,\mathrm{Ma}$; sebarannya $151.826 - 151.810 = 16$ ribu tahun, lebih kecil daripada ketidakpastian masing-masing umur: ketiganya sepakat.
21. Interpolasi mengasumsikan satu laju dari abu 1 ke abu 2. Di A interval itu memuat batu pasir garis pantai hingga $45\,\mathrm{m}$ dan serpih di atasnya; pasir dan lumpur tidak perlu terakumulasi pada laju yang sama, dan mereka memadat secara berbeda (Bab 23). Jika pasir terakumulasi lebih cepat, bagian batu pasir memuat lebih sedikit waktu daripada yang disarankan ketebalannya, dan kemunculan pertama lebih tua daripada yang dihitung — umur dari A memang yang tertua dari ketiganya.
22. B: kemunculan pertama terletak di serpih laut, $11\,\mathrm{m}$ di atas puncak batu pasir, tanpa perubahan fasies dekat level itu, dan lajunya memberi $2.5$ ribu tahun per $10\,\mathrm{cm}$. A menyelesaikan waktu lebih baik tetapi menempatkan level itu di batu pasir garis pantai, $8.4\,\mathrm{m}$ di bawah perubahan fasies; C terkondensasi, $5$ ribu tahun per $10\,\mathrm{cm}$. C yang terburuk untuk resolusi, A untuk fasies.
23. Dari umur rerata kedua kemunculan pertama, $151.819 - 151.302 = 0.52\,\mathrm{Ma}$: sekitar setengah juta tahun.
24. Batasnya adalah $(151.82 \pm 0.03)\,\mathrm{Ma}$.