Info

Az izotópos randevúról: Yardsticks a geológiai időhöz

Az izotópos randevúról: Yardsticks a geológiai időhöz


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

A geológusok feladata, hogy elmondják a Föld története valódi történetét, pontosabban, a Föld történelmének egyre valóságosabb történetet. Száz évvel ezelőtt kevés elképzelésünk volt a történet hosszáról - nem volt megfelelő mérföldkő az idő számára. Ma izotópos randevú módszerek segítségével szinte azonosíthatjuk a sziklák korait, és magukat a sziklákat is feltérképezhetjük. Ezért megköszönhetjük a múlt század fordulóján felfedezett radioaktivitást.

A geológiai óra szükségessége

Száz évvel ezelőtt homályos volt a sziklák és a Föld korának ötlete. De nyilvánvalóan a sziklák nagyon régi dolgok. A sziklák számából kiindulva, plusz az azokat alkotó folyamatok észlelhetetlen sebessége - erózió, temetés, kövületképzés, felemelkedés - a geológiai nyilvántartásnak elmondhatatlan millió évnyi időt kell képviselnie. Ez a betekintés, amelyet először 1785-ben fejeztek ki, tette James Huttonot a geológia atyjának.

Tehát tudtunk a "mély időről", de annak feltárása frusztráló volt. A történelem megszervezésének legjobb módszere több mint száz éve a fosszilis anyagok vagy a biostratigráfia volt. Ez csak az üledékes kőzetekre működött, és ezeknek csak egy része. A prekambriai kor szikláinak csak a legrosszabb fosszilis hulladékai voltak. Senki sem tudta, hogy a Föld története mekkora része ismeretlen! Szüksége van egy pontosabb eszközre, valamilyen órára, hogy elkezdjem mérni.

Az izotópos randevúk emelkedése

1896-ban Henri Becquerel véletlenszerű radioaktivitás-felfedezése megmutatta, mi lehetséges. Megtudtuk, hogy egyes elemek radioaktív bomláson mennek keresztül, spontán újabb atomtípusra váltva, miközben energiát és részecskéket bocsátanak ki. Ez a folyamat egyforma sebességgel, ugyanolyan állandó, mint egy óra, normál hőmérséklettől vagy a szokásos kémiától nem befolyásolja.

A radioaktív bomlás randevú módszerének alkalmazása egyszerű. Fontolja meg ezt az analógiát: az égő faszéntel töltött barbecue grill. A faszén ismert sebességgel ég, és ha megméri, mennyi faszén maradt és mennyi hamu képződött, akkor megmondhatja, hogy milyen régre világított a grill.

A grill megvilágításának geológiai egyenértékű értéke abban az időben, amikor egy ásványi gabona megszilárdult, akár régen egy ősi gránitban, akár éppen ma egy friss lávaáramban. A szilárd ásványi gabona becsapja a radioaktív atomokat és ezek bomlástermékeit, segítve a pontos eredmények biztosítását.

Nem sokkal azt követően, hogy felfedezték a radioaktivitást, a kísérletezők közzétették néhány szikla próba dátumát. Mivel rájött, hogy az urán bomlása héliumot eredményez, Ernest Rutherford 1905-ben meghatározta az uránérc-darab korát azáltal, hogy megmérte az abban rekedt hélium mennyiségét. Bertram Boltwood 1907-ben ólmot, az uránbomlás végtermékét alkalmazta módszerként az ásványi uraninit életkorának meghatározására néhány ősi kőzetben.

Az eredmények látványosak, de korai. A sziklák meglepően réginak tűntek, életkoruk 400 milliótól több mint 2-ig terjedt milliárd, ezermillió évek. De akkoriban senki sem tudott az izotópokról. Miután az izotópok kifejlesztésre kerültek, az 1910-es évek során egyértelművé vált, hogy a radiometrikus randevú módszer nem volt kész a fő idejére.

Az izotópok felfedezésével a randevú-probléma visszatért az első négyzetbe. Például az urán-ólom bomlási kaszkád valójában két-urán-235 bomlással ólom-207-re és urán-238 bomlással ólom-206-ra bomlik, de a második eljárás csaknem hétszer lassabb. (Ez különösen hasznosá teszi az urán-ólom ragasztást.) A következő évtizedekben mintegy 200 további izotópot fedeztek fel; A radioaktív radioaktív anyagok bomlási sebességét az óvatos laboratóriumi kísérletekben határozták meg.

Az 1940-es évekre ez az alapvető ismeretek és az eszközök fejlődése lehetővé tette a dátumok meghatározásának megkezdését, amelyek valamit jelentnek a geológusok számára. De a technikák ma is haladnak, mert minden lépéssel előrehaladhatatlanul sok új tudományos kérdést lehet feltenni és megválaszolni.

Izotópos randevú módszer

Az izotópos randevúzás két fő módja van. Az egyik detektálja és megszámolja a radioaktív atomokat sugárzásuk révén. A radiokarbon úttörői ezt a módszert használják, mert a szén-14, a szén radioaktív izotópja nagyon aktív, pusztulási ideje csupán 5730 év. Az első radioaktív szén-dioxid-laboratóriumokat a föld alatt építették, az 1940-es évek radioaktív szennyeződésének korszakát megelőző antik anyagok felhasználásával azzal a céllal, hogy alacsony a háttér-sugárzás. Ennek ellenére hetekbe telik a betegek számlálása a pontos eredmények elérése érdekében, különösen a régi mintákban, amelyekben nagyon kevés radioaktív szénatom van. Ezt a módszert még ritkán használják nagyon erősen radioaktív izotópok, például szén-14 és trícium (hidrogén-3) esetében.

A geológiai szempontból érdekes bomlási folyamatok túl lassúak a bomlásszámlálási módszerekhez. A másik módszer az, hogy ténylegesen megszámolja az egyes izotópok atomjait, és nem várja meg, hogy néhányuk lebomlik. Ez a módszer nehezebb, de ígéretesebb. Ez magában foglalja a minták előkészítését és egy tömegspektrométeren történő futtatást, amely atomokonként atomtól szét osztja őket olyan finoman, mint az érmeszortírozó gépek egyike.

Példaként vegye figyelembe a kálium-argon randevú módszerét. A kálium atomjai három izotópot tartalmaznak. A kálium-39 és a kálium-41 stabilak, de a kálium-40 bomlásnak olyan formájában megy keresztül, amely argon-40-re alakul, 1,277 millió év felezési ideje van. Így minél idősebb a minta, annál kisebb a kálium-40 százaléka, és fordítva, annál nagyobb az argon-40 százaléka az argon-36-hoz és argon-38-hoz viszonyítva. Néhány millió atom megszámlálása (egyszerűen csak mikrogramm kőzettel) meglehetősen jó dátumokat eredményez.

Az izotópos randevú alávetette a Föld valódi története során elért haladás egész századát. És mi történt azokban az milliárd években? Ez elég idő ahhoz, hogy illeszkedjen az összes olyan geológiai eseményhez, amelyről valaha is hallottunk, milliárdokkal maradt fenn. De ezekkel a randevú eszközökkel nagyon elfoglaltak vagyunk a mély idők feltérképezésével, és a történet minden évben pontosabbá válik.



Hozzászólások:

  1. Molimo

    Elnézést, hogy közbeszólok, de nem tudtál egy kicsit több információt adni.



Írj egy üzenetet