Datare radiometrică | o modalitate de a afla cât de vechi este un obiect
Datarea radiometrică (adesea numită datare radioactivă) este o modalitate de a afla cât de vechi este un obiect. Metoda compară cantitatea de izotopi radioactivi naturali și de produși de dezintegrare ai acestora, în probe. Metoda utilizează rate de dezintegrare cunoscute. Este cea mai utilizată metodă de geocronologie, principala modalitate de a afla vârsta rocilor și a altor caracteristici geologice, inclusiv vârsta Pământului însuși.
Este folosit pentru a da data multor tipuri de materiale naturale și artificiale. Fosilele pot fi datate prin prelevarea de probe de roci de deasupra și de sub poziția inițială a fosilei. Datarea cu radiocarbon este foarte utilizată pentru a data materiale arheologice, inclusiv artefacte antice.
Metodele de datare radiometrică sunt folosite pentru a stabili scara timpului geologic. Printre cele mai cunoscute tehnici se numără datarea cu radiocarbon, datarea cu potasiu-argon și datarea cu uraniu-plumb.
Pietrele lui Ale de la Kåseberga, la aproximativ zece kilometri sud-est de Ystad, în Suedia, au fost datate la 600 d.Hr., folosind metoda Carbon-14 pe materialul organic găsit în sit.
Dezintegrare radioactivă
Toată materia obișnuită este alcătuită din combinații de elemente chimice, fiecare cu propriul număr atomic, care indică numărul de protoni din nucleul atomic. Elementele există în diferiți izotopi, fiecare izotop al unui element fiind diferit prin numărul de neutroni din nucleu. Un anumit izotop al unui anumit element se numește nuclid. Unii nuclizi sunt instabili în mod natural. Adică, la un moment dat, un atom al unui astfel de nuclid se va transforma în mod spontan într-un alt nuclid prin dezintegrare radioactivă. Dezintegrarea poate avea loc prin emisie de particule (de obicei electroni (dezintegrare beta), pozitroni sau particule alfa) sau prin fisiune nucleară spontană și captare de electroni.
Ecuația vârstei
Expresia matematică care leagă dezintegrarea radioactivă de timpul geologic este:
D = D0 + N(eλt - 1)
unde
t este vârsta eșantionului,
D este numărul de atomi ai izotopului fiică din eșantion,
D0 este numărul de atomi ai izotopului fiică din compoziția inițială,
N este numărul de atomi ai izotopului părinte din eșantion și
λ este constanta de dezintegrare a izotopului părinte, egală cu inversul timpului de înjumătățire radioactiv al izotopului părinte înmulțit cu logaritmul natural al lui 2.
Această ecuație utilizează informații despre izotopii părinte și fiică în momentul în care materialul s-a solidificat. Acest lucru este bine cunoscut pentru majoritatea sistemelor izotopice. Trasarea unui izocron (grafic în linie dreaptă) este utilizată pentru a rezolva grafic ecuația vârstei. Acesta arată vârsta probei și compoziția originală.
Graficul izocronului de samariu-neodim (Sm/Nd) al eșantioanelor. din Great Dyke, Zimbabwe. Vârsta este calculată din panta izocronului (linia), iar compoziția originală din interceptarea izocronului cu axa y.
Condiții prealabile
Metoda funcționează cel mai bine dacă nici nuclidul părinte, nici produsul fiică nu intră sau iese din material după formarea acestuia. Orice lucru care modifică cantitățile relative ale celor doi izotopi (original și secundar) trebuie notat și, dacă este posibil, evitat. Contaminarea din exterior sau pierderea de izotopi în orice moment de la formarea inițială a rocii ar modifica rezultatul. Prin urmare, este esențial să se dețină cât mai multe informații despre materialul care se datează și să se verifice eventualele semne de alterare.
Măsurătorile trebuie efectuate pe eșantioane din diferite părți ale corpului de rocă. Acest lucru ajută la contracararea efectelor încălzirii și comprimării, pe care o rocă le poate experimenta în istoria sa îndelungată. Pot fi necesare diferite metode de datare pentru a confirma vârsta unei probe. De exemplu, un studiu asupra gneissului Amitsoq din vestul Groenlandei a folosit cinci metode diferite de datare radiometrică pentru a examina douăsprezece eșantioane și a obținut un acord cu o precizie de 30 de milioane de ani asupra unei vârste de 3.640 de ani.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este datarea radiometrică?
R: Datarea radiometrică (adesea numită datare radioactivă) este o modalitate de a afla cât de vechi este ceva. Aceasta utilizează rate de dezintegrare cunoscute pentru a compara cantitatea unui izotop radioactiv natural și a produselor sale de dezintegrare din probe.
Î: Care sunt câteva exemple de materiale care pot fi datate cu ajutorul datării radiometrice?
R: Datarea radiometrică poate fi utilizată pentru a data multe tipuri de materiale naturale și artificiale, inclusiv fosile, materiale arheologice și artefacte antice.
Î: Cum funcționează datarea cu radiocarbon?
R: Datarea cu radiocarbon funcționează prin prelevarea de probe de roci de deasupra și de sub poziția inițială a fosilei. Metoda folosește apoi rate de descompunere cunoscute pentru a estima vârsta materialului studiat.
Î: Care sunt unele dintre tehnicile comune utilizate în datarea radiometrică?
R: Printre tehnicile comune utilizate în datarea radiometrică se numără datarea cu radiocarbon, datarea cu potasiu-argon și datarea cu uraniu-plumb.
Î: Cum se utilizează datarea radiometrică pentru a stabili scara timpului geologic?
R: Metodele de datare radiometrică sunt utilizate pentru a stabili scara timpului geologic prin furnizarea de estimări precise privind momentul în care au avut loc anumite evenimente sau când s-au format anumite materiale.
Î: Este posibil să se utilizeze date radiometrice pe organisme vii?
R: Nu, nu este posibil să se utilizeze date radiometrice pe organisme vii, deoarece acestea nu conțin izotopi radioactivi naturali care pot fi măsurați cu această tehnică.
