Radiometrinis datavimas
Radiometrinis datavimas (dažnai vadinamas radioaktyviuoju datavimu) - tai būdas nustatyti, kiek kam yra metų. Taikant šį metodą lyginamas natūraliai gamtoje esančio radioaktyvaus izotopo ir jo skilimo produktų kiekis mėginiuose. Taikant šį metodą naudojami žinomi skilimo greičiai. Tai dažniausiai naudojamas geochronologijos metodas, pagrindinis būdas sužinoti uolienų ir kitų geologinių elementų, įskaitant pačios Žemės amžių, amžių.
Jis naudojamas daugelio rūšių gamtinėms ir dirbtinėms medžiagoms datuoti. Fosilijos gali būti datuojamos paėmus uolienų mėginius iš aukščiau ir žemiau pirminės fosilijos vietos. Radiometrinis datavimas taip pat naudojamas archeologinėms medžiagoms, įskaitant senovinius artefaktus, datuoti.
Geologiniam laikui nustatyti naudojami radiometriniai datavimo metodai. Vieni iš žinomiausių metodų yra radiokarbono datavimas, kalio-argono datavimas ir urano-švino datavimas.
Alės akmenų, esančių Kåseberga vietovėje, maždaug už dešimties kilometrų į pietryčius nuo Ystado (Švedija), amžius buvo nustatytas 600 m. po Kr. naudojant anglies-14 metodą, kuris buvo taikomas šioje vietovėje rastai organinei medžiagai.
Radioaktyvusis skilimas
Visą įprastą medžiagą sudaro cheminių elementų deriniai, kurių kiekvienas turi savo atominį numerį, nurodantį protonų skaičių atomo branduolyje. Egzistuoja įvairių izotopų, kurių kiekvienas skiriasi neutronų skaičiumi branduolyje. Konkretus tam tikro elemento izotopas vadinamas nuklidu. Kai kurie nuklidai yra natūraliai nestabilūs. Tai reiškia, kad tam tikru metu tokio nuklido atomas radioaktyvaus skilimo būdu savaime virsta kitu nuklidu. Skilimas gali vykti išspinduliuojant daleles (dažniausiai elektronus (beta skilimas), pozitronus arba alfa daleles) arba savaiminio branduolių dalijimosi ir elektronų pagavimo būdu.
Amžiaus lygtis
Matematinė išraiška, siejanti radioaktyvųjį skilimą su geologiniu laiku, yra tokia:
D = D 0+ N(eλt - 1)
kur
t - imties amžius,
D - dukterinio izotopo atomų skaičius mėginyje,
D0 - dukterinio izotopo atomų skaičius pradinėje sudėtyje,
N - pradinio izotopo atomų skaičius bandinyje, ir
λ yra pradinio izotopo skilimo konstanta, lygi atvirkštinei pradinio izotopo radioaktyviojo pusėjimo trukmei, padaugintai iš natūraliojo logaritmo 2.
Šioje lygtyje naudojama informacija apie pirminius ir antrinius izotopus tuo metu, kai medžiaga sukietėjo. Tai gerai žinoma daugumai izotopinių sistemų. Norint amžiaus lygtį išspręsti grafiškai, naudojamas izochrono (tiesiaeigio grafiko) braižymas. Jis parodo mėginio amžių ir pradinę sudėtį.
Samario ir neodimio (Sm/Nd) izochronų diagrama pavyzdžiams iš Didžiojo pylimo, Zimbabvė. Amžius apskaičiuojamas pagal izochrono nuolydį (liniją), o pradinė sudėtis - pagal izochrono susikirtimą su y ašimi.
Išankstinės sąlygos
Šis metodas geriausiai veikia, jei nei pradinis nuklidas, nei dukterinis produktas po susidarymo nepatenka į medžiagą ir iš jos neišeina. Reikia atkreipti dėmesį į viską, kas keičia santykinį dviejų izotopų (pradinio ir dukterinio) kiekį, ir, jei įmanoma, to vengti. Užteršimas iš išorės arba izotopų praradimas bet kuriuo metu nuo pradinio uolienos susidarymo pakeistų rezultatą. Todėl labai svarbu turėti kuo daugiau informacijos apie datuojamą medžiagą ir patikrinti, ar nėra galimų pakitimų požymių.
Matavimai turėtų būti atliekami imant mėginius iš skirtingų uolienos kūno dalių. Tai padeda neutralizuoti įkaitimo ir suspaudimo poveikį, kurį uoliena gali patirti per ilgą savo istoriją. Norint patvirtinti mėginio amžių, gali prireikti įvairių datavimo metodų. Pavyzdžiui, tiriant Amitsoq gneisus iš vakarų Grenlandijos, dvylikai mėginių ištirti buvo naudojami penki skirtingi radiometrinio datavimo metodai, o 3640 m. amžius sutapo su 30 mln. metų tikslumu.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra radiometrinis datavimas?
A: Radiometrinis datavimas (dažnai vadinamas radioaktyviuoju datavimu) - tai būdas sužinoti, kiek kam yra metų. Naudojant žinomus skilimo greičius, lyginamas natūraliai gamtoje esančio radioaktyvaus izotopo ir jo skilimo produktų kiekis mėginiuose.
K: Kokie yra medžiagų, kurias galima datuoti radiometriniu datavimu, pavyzdžiai?
A: Radiometrinis datavimas gali būti naudojamas daugeliui natūralių ir žmogaus sukurtų medžiagų, įskaitant fosilijas, archeologines medžiagas ir senovinius artefaktus, datuoti.
K: Kaip veikia radiokarbono datavimas?
A: Radiokarboninis datavimas atliekamas imant uolienų mėginius iš uolienų, esančių aukščiau ir žemiau pirminės fosilijos vietos. Taikant šį metodą, remiantis žinomais skilimo greičiais, įvertinamas tiriamos medžiagos amžius.
K: Kokie yra kai kurie įprasti radiometrinio datavimo metodai?
A.: Radiometriniam datavimui dažniausiai naudojami šie metodai: radiokarbono datavimas, kalio-argono datavimas ir urano-švino datavimas.
K: Kaip radiometrinis datavimas naudojamas geologinei laiko skalei nustatyti?
A.: Radiometriniai datavimo metodai naudojami geologinei laiko skalei nustatyti, nes leidžia tiksliai nustatyti, kada įvyko tam tikri įvykiai arba kada susiformavo tam tikros medžiagos.
K: Ar galima naudoti radiometrinius duomenis gyviems organizmams?
Atsakymas: Ne, radiometrinių duomenų negalima naudoti gyviems organizmams, nes juose nėra natūraliai randamų radioaktyviųjų izotopų, kuriuos būtų galima išmatuoti šiuo metodu.
