Оглавление
- 1 Радиометрическое датирование
- 1.1 Радиометрическое датирование
- 1.2 Основные принципы
- 1.3 Определение постоянной затухания
- 1.4 Точность радиометрического датирования
- 1.5 Температура закрытия
- 1.6 Уравнение возраста
- 1.7 Основные понятия радиометрического датирования
- 1.8 Современные методы датировки
- 1.9 Методы датирования по захваченным зарядам
- 1.10 Методы датирования керамических черепков
- 1.11 Другие методы датирования
- 1.12 Датирование по продуктам распада короткоживущих радионуклидов
- 1.13 Хронометр 129I – 129Xe
- 1.14 Хронометр 26Al – 26Mg
- 1.15 Проблема с терминологией
- 1.16 Полный текст статьи:
- 2 Радиометрическое датирование
Радиометрическое датирование
-
Радиометрическое датирование
- Метод датирования материалов по радиоактивным примесям
- Сравнивает содержание природного изотопа с продуктами его распада
- Впервые опубликован в 1907 году Бертрамом Болтвудом
-
Основные принципы
- Радиоактивный распад: нуклиды распадаются с постоянной скоростью
- Период полураспада: время, за которое половина атомов распадается
- Изотопные системы с периодами полураспада от 10 лет до 100 млрд лет
-
Определение постоянной затухания
- Константа распада: вероятность распада атома за год
- Методы измерения: накопление дочерних нуклидов, счетчики частиц, сравнение изотопных данных
-
Точность радиометрического датирования
- Важно учитывать загрязнение и потерю нуклидов
- Точность повышается при использовании нескольких образцов
- Диаграмма Конкордии уменьшает проблему потери нуклидов
-
Температура закрытия
- Температура, ниже которой минерал представляет замкнутую систему
- Диффузия изотопов прекращается при определенной температуре
- Возраст определяется временем остывания до температуры закрытия
-
Уравнение возраста
- Математическое выражение связывает радиоактивный распад с геологическим временем
- Включает возраст образца, количество атомов дочернего изотопа и исходного изотопа
-
Основные понятия радиометрического датирования
- λ – постоянная распада изотопа, равная обратному значению периода полураспада, умноженному на натуральный логарифм 2
- Уравнение возраста выражается через измеренную величину N(t)
- Для вычисления возраста требуется замкнутая система, D0, λ и точные измерения D* и N(t)
-
Современные методы датировки
- Радиометрическое датирование используется с 1905 года
- Масс-спектрометр позволяет датировать образцы размером в нанограмм
- Уран-свинцовый метод датирования имеет погрешность менее двух миллионов лет
- Метод датирования по самарию и неодиму достигает точности в 20 миллионов лет
- Калий-аргоновый метод применим к древним породам, но требует низкой температуры смыкания
- Рубидий-стронциевый метод используется для датировки старых пород, но менее точен
- Уран-ториевый метод датирует несколько сотен тысяч лет
- Радиоуглеродное датирование основано на углероде-14 с периодом полураспада 5730 лет
- Метод датирования следа деления использует следы деления урана-238
- Метод датирования по хлору-36 основан на облучении морской воды в 1950-х годах
- Люминесцентные методы датирования основаны на фоновом излучении минералов
-
Методы датирования по захваченным зарядам
- Солнечный свет или тепло высвобождают заряды, “отбеливая” образец.
- Захваченный заряд накапливается со скоростью, определяемой уровнем фонового излучения.
- Воздействие света или тепла вызывает люминесцентный сигнал, интенсивность которого зависит от количества поглощенного излучения.
-
Методы датирования керамических черепков
- Керамические черепки датируются временем последнего значительного нагрева.
-
Другие методы датирования
- Аргон–аргон, Йод–ксенон, Лантан–барий, Свинец–свинец, Лютеций–гафний, Гафний–вольфрамовое датирование, Калий–кальций, Рений–осмий, Уран–уран, Криптон–криптон, Бериллий.
-
Датирование по продуктам распада короткоживущих радионуклидов
- Для абсолютного радиометрического датирования требуются долгоживущие исходные изотопы.
- Короткоживущие изотопы, такие как 26Al, 60Fe, 53Mn и 129I, могут быть использованы для относительного датирования.
- Продукты распада этих радионуклидов можно обнаружить в метеоритах.
-
Хронометр 129I – 129Xe
- Бета-129I распадается до 129Xe с периодом полураспада 16,14±0,12 миллиона лет.
- Образцы подвергаются облучению нейтронами, что преобразует 127I в 128Xe.
- Постоянное соотношение 129Xe/128Xe указывает на момент прекращения потери ксенона.
-
Хронометр 26Al – 26Mg
- 26Al распадается до 26Mg с периодом полураспада 720 000 лет.
- Датировка основана на определении отклонения от естественного содержания 26Mg.
- Хронометр 26Al – 26Mg дает оценку периода времени для формирования примитивных метеоритов.
-
Проблема с терминологией
- Предложено избегать терминов “родительский изотоп” и “дочерний изотоп” в пользу “изотоп-предшественник” и “изотоп-продукт”.