Kihid (strata): settekivimite kihistumine, stratigraafia ja ebakõlvikud

Kihid (strata): settekivimite kihistumine, stratigraafia ja ebakõlvikud — selge juhend ladestumisest, deformatsioonist ning sellest, kuidas kihid paljastavad Maa ajaloo.

Kihid on kivimikihtide või mõnikord ka pinnase kihid. Looduses on kihte väga palju ning need moodustavad maakoore ja maastiku ruumilise ehituse põhjalise skeemi. Tegemist on terminiga settekivimite ja ajaloolise geoloogia valdkonnas; ainsuses kasutatakse sageli ladina sõna stratum. Kihtide uurimist nimetatakse stratigraafiaks, mille eesmärk on mõista, kuidas kihid ladestusid, kuidas need ajas muutusid ja kuidas neid eri paikade vahel omavahel seostada.

Kihistumine ja kivistumine

Setted ehk osakesed (liiv, savi, lubik- ja orgaanilised jäägid jt) ladestuvad tavaliselt veekeskkondades (mered, järved, jõed), aga ka maalõikudes ja liustike sulamisjärgsetes basseinides. Alguses on need materjalid lahtised setted; aja jooksul toimuvad füüsikalised ja keemilised muutused, mis viivad litifikatsiooni ehk kivistumiseni. Selle käigus tihenevad setted rõhu ja kompaktumise mõjul ning mõjutavad ka vees lahustunud mineraalide sade, mis liimib osakesed kokku.

Settekivimite koostis ja tekstuur peegeldavad ladestumise tingimusi: rahulikus süvamere keskkonnas tekkinud peened silti- või savikihid erinevad näiteks rannikualade liivastest või delta setetest. Näiteks kriit ladestus ülemisel kriidiperioodil koosneb peamiselt mikroskoopiliste vetikate jäänustest, mida nimetatakse kokkooliitideks, ja see iseloomustab tolle aja süvamere tingimusi.

Peamised stratigraafilised printsiibid

Stratigraafias kasutatakse mitmeid põhimõtteid, et tõlgendada kihtide vanust ja tekkimise järjekorda. Mõned tähtsamad:

• Algne horisontaalsus — settekihid tekivad tavaliselt ligikaudu horisontaalsetena.
• Superpositsioon — horisontaalses seerias on nooremad kihid peal; vanemad all.
• Lateriaalse kontinuiteti printsiip — kihid võivad algselt ulatuda laialt, kuid hilisema erosiooni või ladestumise muutustega võivad need katkeda.
• Ristlõikamise printsiip — geoloogiline keha, mis lõikab teise, on noorem.
• Fauna ja floora eduprintsiip (biostratigraafia) — fossiilid näitavad kihistumise järjekorda ja võimaldavad eri paikade kihte korreleerida.

Deformatsioon ja diagenesis

Ajaskaala jooksul võivad kihid alluda deformeerumisele — näiteks painutamine, murdumine ja metamorfoos — Maa sisejõudude mõjul: vulkanismi, plaattektoonika ja orogeneesi (mägede tekke) protsesside tagajärjel. Lisaks rõhule ja kuumusele toimuvad keemilised protsessid ehk diageenilised muutused (rekrüstalliseerumine, mineraalimuutused), mis muudavad kivimi tekstuuri ja keemilist koostist. Neid muutusi uurides püüavad geoloogid välja selgitada algsed ladestumistingimused ja hilisemad muutused.

Stratigraafia ja korrelatsioon

Geoloogid seostavad kihte eri paikades, kasutades lithostratigraafiat (kivimite tunnuste võrdlemine), biostratigraafiat (fossiilide alusel) ja kronostratigraafiat (ajaskaalad ja absoluutne vanus). Kihid võivad sisaldada markerkihte (näiteks vulkaanilise tuhapilve kihte), mis aitavad kiirelt laialdaste korrelatsioonide tegemisel. Stratigraafilised tulbad ja lõigukoerad (stratigraphic columns, sektsioonid) koostatakse, et visualiseerida kihtide järjekorda ja vanuselist suhtet.

Ebakõlvikud (unconformities)

Kui kihid on paigalt nihkunud või pinnale tõusnud ja seal erosiooni läbi läbinud, tekivad vahed kihtide järjestuses. Need vahed ehk ebakõlvikud tähistavad geoloogilist puuduvat aega — kihistuses on auk, kus algne ladestumine lõpetus ja hiljem taas jätkus. Neid lünki nimetatakse geoloogilises kõnepruugis ebakõlvikuteks (unconformities).

Peamised ebakõlvikute tüübid on:

• Angulaarne ebakõlvik — vanemad kihid on painutatud ja erosioonijärgselt kaetud nooremate horisontaalsemate kihtidega; näitab olulist deformatsiooni ja erosiooni vahepeal.
• Diskontinuitet (disconformity) — pinnaliinil olev vahe vanemate ja nooremate horisontaalsete kihtide vahel; pind võib olla suhteliselt tasane, kuid kivimite vahel on vanusevahe.
• Nonkonformity — settekivimid asuvad otseselt pealmetamorfsed või vulkaanilised ja sügavama päritoluga kivimite pinnal; näitab, et vanemad metamorfsed või tardkivimid olid enne setete ladestumist avatud.
• Parakonformity — vähe nähtavat pinnakatet, kuid fossiilide või radiomeetriliste andmete järgi on ikkagi aega puuduv vahe.

Miks kihid ja ebakõlvikud on olulised?

Stratigraafia annab ülevaate Maa ajaloolistest sündmustest: meretaseme kõikumistest, kliimamuutustest, maavärinatest, vulkaanilisest tegevusest ja mäestike teke-st langusest. Kihid ja nende vahepealsed ebakõlvikud aitavad määrata:

• geoloogilist ajajoont ja sündmuste järjekorda,
• kontrollida loodusvarade paiknemist (nafta, gaas, veereservuaarid ja maavarad),
• mõista põhjavee liikumist ja kaitset,
• rekonstrueerida paleokeskkondi ja kliimamuutusi.

Kokkuvõte

Settekivimite kihid on looduse salvestatud arhiiv — iga kiht peegeldab konkreetseid ladestumistingimusi ja ajaperioodi. Stratigraafia ja kihtide uurimine võimaldavad geoloogidel korreleerida eri paikade andmeid, mõista Maa pinna kujunemist ja tuvastada ajas toimunud katkestusi ehk ebakõlvikuid (unconformities). Nende teadmiste abil on võimalik paremini hinnata nii loodusvarasid kui ka maastiku arengulugu.

Tsüklid

Paljudes kihistutes on korduvad mustrid. Näiteks savikihtide vaheldumine liivakivikihtidega või karbonaatkihide vaheldumine põlevkivikihtidega. Selle põhjuseks on tavaliselt korduvad kliimatsüklid. Soojematel aegadel tõuseb meri ja karbonaatkivimid ladestuvad madalates subtroopilistes meredes. Hiljem koguneb poolustele jää ja merepind langeb. Siis on sama ala ranniku lähedal ja saab liiva ja muda, mida jõed uhuvad alla.

Kivimeid, millel on korduvad kihistumismustrid, nimetatakse rütmiitideks. Mõnikord on mustrid põhjustatud iga-aastastest kliimamuutustest. Geoloogid nimetavad neid varveid.

Need on aastased varvesid lubjakivis. Pleistotseeni kihistud, Scarboro Cliffs, Toronto, Ontario, Kanada.

Küsimused ja vastused

K: Mis on strata?

K: Kuidas nimetatakse kihtide uurimist?

K: Kuidas tekivad kihid?

K: Kuidas saavad geoloogid kasutada kihistuid, et seostada eri kohtades olevaid kivimeid?

K: Mis põhjustab lünki kihtide järjestuses?

K: Kuidas nimetavad geoloogid neid lünki?

K: Kuidas mõjutavad Maa ajaloos toimunud muutused kihtide järjestust?

Otsing