Ραδιομετρική χρονολόγηση
Η ραδιομετρική χρονολόγηση (συχνά αποκαλούμενη ραδιενεργός χρονολόγηση) είναι ένας τρόπος για να διαπιστωθεί η ηλικία κάποιου αντικειμένου. Η μέθοδος συγκρίνει την ποσότητα ενός φυσικά απαντώμενου ραδιενεργού ισοτόπου και των προϊόντων διάσπασής του, σε δείγματα. Η μέθοδος χρησιμοποιεί γνωστούς ρυθμούς διάσπασης. Είναι η πιο χρησιμοποιούμενη μέθοδος της γεωχρονολογίας, του κύριου τρόπου για να μάθουμε την ηλικία των πετρωμάτων και άλλων γεωλογικών χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένης της ηλικίας της ίδιας της Γης.
Χρησιμοποιείται για τη χρονολόγηση πολλών ειδών φυσικών και τεχνητών υλικών. Τα απολιθώματα μπορούν να χρονολογηθούν με τη λήψη δειγμάτων πετρωμάτων πάνω και κάτω από την αρχική θέση του απολιθώματος. Η ραδιομετρική χρονολόγηση χρησιμοποιείται επίσης για τη χρονολόγηση αρχαιολογικών υλικών, συμπεριλαμβανομένων αρχαίων αντικειμένων.
Οι ραδιομετρικές μέθοδοι χρονολόγησης χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της γεωλογικής κλίμακας χρόνου. Μεταξύ των πιο γνωστών τεχνικών είναι η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα, η χρονολόγηση με κάλιο-αργό και η χρονολόγηση με ουράνιο-μόλυβδο.
Οι πέτρες Ale's Stones στο Kåseberga, περίπου δέκα χιλιόμετρα νοτιοανατολικά του Ystad, στη Σουηδία, χρονολογήθηκαν στο 600 μ.Χ. χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του άνθρακα-14 σε οργανικό υλικό που βρέθηκε στην περιοχή.
Ραδιενεργή διάσπαση
Όλη η συνηθισμένη ύλη αποτελείται από συνδυασμούς χημικών στοιχείων, καθένα από τα οποία έχει το δικό του ατομικό αριθμό, που υποδηλώνει τον αριθμό των πρωτονίων στον ατομικό πυρήνα. Τα στοιχεία υπάρχουν σε διάφορα ισότοπα, με κάθε ισότοπο ενός στοιχείου να διαφέρει ως προς τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα. Ένα συγκεκριμένο ισότοπο ενός συγκεκριμένου στοιχείου ονομάζεται νουκλίδιο. Ορισμένα νουκλίδια είναι φυσικά ασταθή. Δηλαδή, κάποια στιγμή, ένα άτομο ενός τέτοιου νουκλιδίου θα μετατραπεί αυθόρμητα σε ένα διαφορετικό νουκλίδιο με ραδιενεργό διάσπαση. Η διάσπαση μπορεί να συμβεί με εκπομπή σωματιδίων (συνήθως ηλεκτρονίων (β-διάσπαση), ποζιτρονίων ή σωματιδίων άλφα) ή με αυθόρμητη πυρηνική σχάση και σύλληψη ηλεκτρονίων.
Η εξίσωση της ηλικίας
Η μαθηματική έκφραση που συνδέει τη ραδιενεργό διάσπαση με τον γεωλογικό χρόνο είναι:
D = D 0+ N(eλt - 1)
όπου
t είναι η ηλικία του δείγματος,
D είναι ο αριθμός των ατόμων του θυγατρικού ισοτόπου στο δείγμα,
D0 είναι ο αριθμός των ατόμων του θυγατρικού ισοτόπου στην αρχική σύνθεση,
Ν είναι ο αριθμός των ατόμων του μητρικού ισοτόπου στο δείγμα και
λ είναι η σταθερά διάσπασης του μητρικού ισοτόπου, ίση με το αντίστροφο του χρόνου ημιζωής του μητρικού ισοτόπου επί τον φυσικό λογάριθμο του 2.
Η εξίσωση αυτή χρησιμοποιεί πληροφορίες σχετικά με τα μητρικά και τα θυγατρικά ισότοπα κατά τη στιγμή της στερεοποίησης του υλικού. Αυτό είναι γνωστό για τα περισσότερα ισοτοπικά συστήματα. Για τη γραφική επίλυση της εξίσωσης της ηλικίας χρησιμοποιείται η σχεδίαση ενός ισοχρόνου (ευθύγραμμο γράφημα). Δείχνει την ηλικία του δείγματος και την αρχική σύνθεση.
Διάγραμμα ισοχρόνου σαμαρίου-νεοδυμίου (Sm/Nd) δειγμάτων από το Great Dyke, Ζιμπάμπουε. Η ηλικία υπολογίζεται από την κλίση του ισόχρονου (γραμμή) και η αρχική σύσταση από την τομή του ισόχρονου με τον άξονα y.
Preconditions
Η μέθοδος λειτουργεί καλύτερα εάν ούτε το μητρικό νουκλίδιο ούτε το θυγατρικό προϊόν εισέρχονται ή εξέρχονται από το υλικό μετά το σχηματισμό του. Οτιδήποτε μεταβάλλει τις σχετικές ποσότητες των δύο ισοτόπων (αρχικό και θυγατρικό) πρέπει να σημειώνεται και να αποφεύγεται αν είναι δυνατόν. Η μόλυνση από το εξωτερικό ή η απώλεια ισοτόπων σε οποιαδήποτε στιγμή από τον αρχικό σχηματισμό του πετρώματος θα άλλαζε το αποτέλεσμα. Επομένως, είναι απαραίτητο να έχουμε όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες για το υλικό που χρονολογείται και να ελέγχουμε για πιθανά σημάδια αλλοίωσης.
Οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε δείγματα από διαφορετικά μέρη του σώματος του πετρώματος. Αυτό συμβάλλει στην αντιμετώπιση των επιπτώσεων της θέρμανσης και της συμπίεσης, τις οποίες μπορεί να γνωρίσει ένα πέτρωμα κατά τη μακρά ιστορία του. Για την επιβεβαίωση της ηλικίας ενός δείγματος μπορεί να χρειαστούν διαφορετικές μέθοδοι χρονολόγησης. Για παράδειγμα, σε μια μελέτη των γνευσίων Amitsoq από τη δυτική Γροιλανδία χρησιμοποιήθηκαν πέντε διαφορετικές ραδιομετρικές μέθοδοι χρονολόγησης για την εξέταση δώδεκα δειγμάτων και επετεύχθη συμφωνία με ακρίβεια 30 εκατομμυρίων ετών σε μια ηλικία 3.640my.
Σχετικές σελίδες
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η ραδιομετρική χρονολόγηση;
A: Η ραδιομετρική χρονολόγηση (που συχνά αποκαλείται ραδιενεργός χρονολόγηση) είναι ένας τρόπος για να βρούμε πόσο παλιό είναι κάτι. Χρησιμοποιεί γνωστούς ρυθμούς διάσπασης για να συγκρίνει την ποσότητα ενός φυσικά απαντώμενου ραδιενεργού ισοτόπου και των προϊόντων διάσπασής του σε δείγματα.
Ερ: Ποια είναι μερικά παραδείγματα υλικών που μπορούν να χρονολογηθούν με ραδιομετρική χρονολόγηση;
Α: Η ραδιομετρική χρονολόγηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χρονολόγηση πολλών ειδών φυσικών και ανθρωπογενών υλικών, συμπεριλαμβανομένων απολιθωμάτων, αρχαιολογικών υλικών και αρχαίων αντικειμένων.
Ερ: Πώς λειτουργεί η ραδιοχρονολόγηση;
Α: Η ραδιοχρονολόγηση λειτουργεί με τη λήψη δειγμάτων πετρωμάτων από πάνω και κάτω από την αρχική θέση του απολιθώματος. Στη συνέχεια, η μέθοδος χρησιμοποιεί γνωστούς ρυθμούς αποσύνθεσης για να εκτιμήσει την ηλικία του υλικού που μελετάται.
Ερ: Ποιες είναι μερικές κοινές τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη ραδιοχρονολόγηση;
Α: Οι κοινές τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη ραδιομετρική χρονολόγηση περιλαμβάνουν τη ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα, τη χρονολόγηση με κάλιο-αργόνιο και τη χρονολόγηση με ουράνιο-μόλυβδο.
Ερ: Πώς χρησιμοποιείται η ραδιομετρική χρονολόγηση για τον καθορισμό της γεωλογικής κλίμακας χρόνου;
Α: Οι μέθοδοι ραδιομετρικής χρονολόγησης χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της γεωλογικής κλίμακας χρόνου παρέχοντας ακριβείς εκτιμήσεις για το πότε συνέβησαν ορισμένα γεγονότα ή πότε σχηματίστηκαν ορισμένα υλικά.
Ερ: Είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν ραδιομετρικά δεδομένα σε ζωντανούς οργανισμούς;
Α: Όχι, δεν είναι δυνατή η χρήση ραδιομετρικών χρονολογήσεων σε ζωντανούς οργανισμούς, δεδομένου ότι δεν περιέχουν φυσικά ραδιενεργά ισότοπα που μπορούν να μετρηθούν με αυτή την τεχνική.
