2. 1. 2. Палеомагнитный и изотопно-кислородный методы

Палеомагнитный метод, изначально служивший целям стратиграфии более древних этапов развития Земли, находит все большее применение в четвертичной геологии. Основу метода составляет признание того факта, что знаки намагниченности полюсов Земли непостоянны во времени, а направление линий магнитного поля фиксируется кристаллами магнитных минералов, оседающими в водной среде или магматическом расплаве. Кроме того, изменяется и географическое положение магнитных полюсов, что также “консервируется” ориентировкой кристаллов. Поскольку названные вариации носят глобальный характер, то палеомагнитный метод позволяет коррелировать время осадконакопления на самых удаленных территориях. Исследованию подвергаются образования эффузивные, морские, озерные, аллювиальные, лессовые.

Продолжительность этапов, когда знак полярности и расположение магнитных полюсов были постоянны, в истории планеты неодинаковы. Смена знака полярности получила название инверсии магнитного поля.

Магнитные эпохи – длительные отрезки времени (сотни тысяч лет), на протяжении которых знак намагниченности полюсов сохранялся. Внутри магнитных эпох выделяются магнитные эпизоды – кратковременные этапы инверсии магнитного поля.

Магнитные экскурсы – отрезки времени, когда геомагнитный полюс смещался на достаточно большое расстояние, а затем возвращался обратно.

Магнитным эпохам кайнозоя присвоены порядковые номера, считая от современной: Брюнес – первая. Следовательно, эпохи с нечетными номерами обладают прямой (нормальной) полярностью, а с четными – обратной полярностью. Предшествующие геомагнитные эпохи именуются Матуяма (№ 2), Гаусс (№ 3), Гильберт (№ 4).

Последняя продолжительная инверсия (ранга эпохи) произошла около 780 тыс. л. н., и этот переход получил название “граница Матуяма – Брюнес”. Во многих стратиграфических схемах квартера, в том числе и в унифицированной схеме четвертичных отложений Беларуси, с названным рубежом совпадает начало четвертичного периода. Существует, однако, и другое мнение, согласно которому нижняя граница квартера лежит гораздо ниже – вблизи кровли слоя, накопившегося во время эпизода прямой полярности Олдувей, т. е. примерно 1,76 млн. л. н. [6].

Изотопно-кислородный метод, разработанный американским геохимиком Ч. Эмилиани, применяется для изучения морских осадков. Следовательно, наряду с палеомагнитным, он относится к числу ведущих современных методов, используемых не только для региональной стратиграфии, но и для глобальных корреляций. Данный анализ опирается на то, что в скелетах морских животных (створках фораминифер) содержатся разные изотопы кислорода: ¹⁸О и ¹⁶О, а доля каждого из них зависит от температуры и солености воды. Причем как рост температуры, так и опреснение воды понижают соотношение ¹⁸О/ ¹⁶О, поскольку падение температуры на 1 ºС ведет к росту доли изотопа ¹⁸О на 0, 02 %. Поэтому на графике, отражающем изменение данной пропорции во времени, четко отражается смена условий ледниковых (воды холодные и соленые) межледниковыми (теплыми и опресненными). В результате исследований океанических отложений, накопления верхнего кайнозоя были разделены на изотопно-кислородные ярусы, счет которых идет от современности к древности. Нечетным номерам ярусов отвечают теплые этапы, а четным – холодные. В новой версии стратиграфической схемы квартера Беларуси нижняя его граница совпадает с рубежом между 37 и 36 ярусами, тогда как согласно унифицированной схеме она расположена между 19 и 18 ярусами.