10/25/14  

1  

{

Unit  2:  History  of  Earth    

Geologic  Time,  Evidence,  Simultaneous  Coevolu<on  of  Earth’s  Systems  and  Biological  life  

² Earth  Forma<on    ² Geologic  Time-­‐  Crea<ng  a  <meline  

² Evidence  to  support  it    ² Coevolu<on  of  Earth’s  Systems  and  Biological  life  

Unit  2  Overview    ² First,  how  old  do  you  think  Earth  is?  How  do  you  think  it  was  formed?  ²   Rewrite  these  two  ques<ons  on  your  bell  ringer  sheet  and  answer  them.  

How  old  is  Earth?    

² Precambrian-­‐  Informal  <me  unit  that  spans  nearly  90%  of  Earth’s  History    

 ² Includes  these  Eons:  

² Hadean  (hot,  volcanic,  “hell-­‐like”)  ² Archean  (early  signs  of  life)  ² Proterozoic  (earliest  cells  with  nuclei)  

Age  of  Earth  and  Evidence  for  it  ² Evidence  we  know:  

² Crustal  Rock  ² mineral  Zircon  by  Abs.  Age  Da<ng  

² Solar  System  ² Meteorites,  Moon  samples  

Age  of  Earth  and  Evidence  for  it  

² Formed  very  early  in  Earth’s  history  when  a  massive  solar  system  body  the  size  of  Mars  collided  with  Earth    ² called  the  Giant  Impact  Hypothesis      

How  was  the  Moon  formed?  ² Extremely  hot,  (Hadean)    

² 3  Sources  of  HEAT/ENERGY:  ² Earth’s  gravita<onal  contrac<on  ² Radioac<vity    ² Bombardment  by  asteroids,  meteorites,  and  other  solar  system  bodies    

Early  Earth…What  was  it  like?  ² Accumula<on  of  small,  rocky  bodies  in  orbit  around  the  Sun  

² Earth  started  to  collect  these  bodies  and  it  grew  in  size  and  mass.  ² MASS  MATTERS!  Increased  mass,  increased  gravity    ² Raised  Earth’s  internal  temperature  

Earth’s  GravitaLonal  ContracLon  

10/25/14  

2  

² Decay  of  radioac<ve  isotopes    

² Certain  ones  were  more  abundant  in  Earth’s  past  ² Uranium-­‐238    

² More  radioac<ve  isotopes,  hoaer  it  is    

RadioacLvity    ² Stuff=  asteroids,  meteorites,  objects  from  solar  system    ² Asteroids:    Carbon  or  mineral-­‐rich    

² Now  most  are  in  Kuiper  Belt    ² Meteorites:  Hit  the  Earth  (Atmosphere  helps)  

² Impacts  from  these  objects  generated  a  ton  OF  THERMAL  ENERGY  ² Moon  forma<on  caused  parts  of  Earth  to  melt  

² Cooling  has  helped  form  atmosphere,  oceans  

Bombardment  of  STUFF  ² How  do  you  think  density  relates  to  “Early  Earth”    ² Write  down  your  answer  in  complete  sentences  on  your  Bell  Ringer  Sheet    

“Bell  Ringer”  10/15  

Early  Earth    h$p://www.youtube.com/watch?v=_mcC8kFacrk

² There  are  two  ways  to  relate  <me  in  geology:    

² Rela<ve  Age  Da<ng    

² Absolute  Age  Da<ng    

Geologic  Time      

RelaLve  Age  DaLng    

² Placing  events  in  a  sequence  based  on  their  posi<on  in  the  rock  record    

² Younger  rocks  on  top  of  old  rocks    ² Index  Fossils  are  fossils  of  plants  or  animals  that  are  specific  to  only  one  <me  period    

² By  studying  the  type  of  rocks  and  type  of  fossils  imprinted  within  those  rocks,  scien<sts  can  es<mate  what  environment  was  like  during  that  <me  period  long  ago.    

² Do  all  animals  and  plants  leave  behind  fossils?    ² If  not,  how  can  this  lead  to  misleading  info?  

RelaLve  Age  DaLng  

10/25/14  

3  

RelaLve  Age  DaLng    ² In  a  sequence  of  undeformed  sedimentary  rocks,  the  oldest  beds  are  on  the  boaom  and  the  youngest  are  on  top  

Law  of  SuperposiLon    ² Sedimentary  layers  are  horizontal,  or  nearly  so,  when  originally  deposited.    

² Layers  that  are  not  horizontal  have  been  deformed  by  movements  of  the  Earth’s  crust.    

Law  of  Original  Horizontality  

² Groups  of  fossil  plants  and  animals  occur  in  the  geologic  record  in  a  definite  and  determinable  order.    

² A  period  of  geologic  <me  can  be  recognized  by  its  respec<ve  fossils.    

Principle  of  Faunal  Succession  ² Geologic  features,  such  as  faults,  and  igneous  intrusions  are  younger  than  the  rocks  they  cut.    

Principle  of  CrosscuZng  RelaLons  ² A  rock  body  that  contains  inclusions  of  preexis<ng  rocks  is  younger  that  the  rocks  from  which  the  inclusions  came  from.    

Principle  of  Inclusion    

² There  are  two  ways  to  relate  <me  in  geology:    

² Rela<ve  Age  Da<ng    

² Absolute  Age  Da<ng    

Geologic  Time      

Absolute  Age  DaLng    

Absolute  Age  DaLng    

² Placing  a  specific  <me  or  date  to  an  event  or  rock    

² Radioac<ve            Decay    

10/25/14  

4  

RadioacLve  Decay    ² Over  <me,  radioac<ve  elements  break  down  into  other  isotopes  or  other  elements.      

² The  <me  it  takes  for  these  materials  to  break  down  to  half  its  original  amount  is  called  HALF  LIFE.  

RadioacLve  Decay  

² Isotope  ² Forms  of  chemical  elements  that  differ  in  the  number  of  neutrons  in  their  atomic  nuclei  

² Half  Life  ² Time  required  for  half  of  an  element's  atoms  in  a  sample  to  change  to  the  decay  product.    

² In  each  half-­‐life  only  half  of  the  remaining  radioac<ve  atoms  decay,  no  maaer  how  large  the  sample  is.    

Abs.  Age  DaLng  Vocab  ² Decay  of  radioac<ve  isotopes    

² Certain  ones  were  more  abundant  in  Earth’s  past  ² Uranium-­‐238    

² More  radioac<ve  isotopes,  hoaer  it  is  

² hap://www.youtube.com/watch?v=cpnIxlDVmHw    

RadioacLvity    ² How  does  radioac<ve  decay  work?    

² If  an  isotope  is  radioac<ve,  it  will  break  down  naturally  into  a  lighter  element  called  a  decay  product.    

² This  process  occurs  at  a  predictable  rate  and  can  be  used  to  determine  how  old  an  object  is.  

RadioacLve  decay  +  Half  Life    

² Look  at  the  diagram  which  represents  the  radioac<ve  decay  of  uranium-­‐238.  

²   The  shaded  area  represents  the  decay  product  which  is  lead-­‐206.    

² The  half-­‐life  of  uranuim-­‐238  is  4.5  billion  years,  since  this  object  has  gone  through  two  half-­‐lives  it  is  9  billion  years  old.    

Uranium-­‐  238   RadioacLve  Decay  PracLce  

² If  there  is  20  pounds  of  a  radioac<ve  material  whose  half  life  is  5  years,  how  many  years  old  is  the  material  if  there  is  5  pounds  when  scien<sts  measure  how  much  is  leo?  

RadioacLve  Decay  Data  

10/25/14  

5  

² Barium-­‐122  has  a  half-­‐life  of  2  minutes.  A  fresh  sample  weighing  80  g  was  obtained.  

² If  it  takes  10  minutes  to  set  up  an  experiment  using  barium-­‐122,  how  much  barium-­‐122  will  be  leo  when  the  experiment  begins?  

Half  Life  PracLce    ² A  SKELETON  IS  FOUND  TO  CONTAIN  1/8TH  OF  ITS  ORIGINAL  RADIOACTIVE  MATERIAL.  ² How  many  half  lives  have  gone  by?  

Example  

1.  If  100  grams  of  pure  Carbon-­‐14  starts  to  decay,  how  much  Nitrogen-­‐14  (N-­‐14)  will  be  created  in  11,400  years?    

 2.  A  200  gram  rock  sample  is  found  to  contain  

25  grams  of  Potassium-­‐40  (K-­‐40.).  Half  Life  of  Potassium  is  1.3  billion  years.        àWhat  is  the  age  of  this  rock?    

Half  Life  PracLce  

² Using  both  Rela<ve  Age  and  newer  Absolute  Age  Da<ng  techniques,  scien<sts  have  put  together  a  <me  scale  of  the  history  of  the  Earth.  

Geologic  Time  Scale  

Co-­‐evoluLon  of  Biologic  Species