Сколько лет Земле: радиоизотопные датировки

Ученые оценивают возраст Земли примерно в 4,5 миллиарда лет на основе методов радиоизотопного датирования. Чтобы понять, как работает этот процесс, вам нужно немного узнать об атомах и изотопах.

Харвони побочные эффекты потеря веса

Часто любой атом имеет несколько различных форм, называемых изотопы. Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов, а количество электронов и протонов определяет тип атома. Например, водород имеет один электрон и один протон. Иногда он также имеет нейтрон, и в этом случае его называют дейтерий . Тяжелая вода относится к воде, в которой каждый атом водорода имеет нейтрон.

Некоторые изотопы, такие как дейтерий, стабильный; они совершенно довольны тем количеством электронов, протонов и нейтронов, которое у них есть. Другие изотопы неустойчивый потому что различное количество нейтронов взаимодействует с другими атомными компонентами таким образом, что с течением времени изотоп превращается в какой-то другой атом. Когда эти нестабильные изотопы превращаются в другой атом, они излучают радиоактивность. По этой причине их называют радиоизотопы.



Важным свойством радиоактивных изотопов является период полураспада - время, за которое половина атомов переходит от одного атома к другому. В первом периоде полураспада половина атомов переходят. Во втором периоде полураспада половина оставшихся атомов переходит, оставляя четверть исходного исходного материала. В третьем периоде полураспада, снова половина перехода и так далее.

Чтобы определить возраст материала, исследователи сравнивают соотношение родительских и дочерних продуктов, которые изначально были в образце, с соотношением этих продуктов в настоящее время. Таким образом они могут подсчитать, сколько времени прошло.

Существует множество радиоактивных изотопов. Одна система, которая оказалась очень успешной в определении возраста окаменелостей, - это калий-аргоновое датирование. Калий - чрезвычайно распространенный элемент. Хотя большинство изотопов калия не радиоактивны, один из них является радиоактивным, и одним из продуктов его распада является газообразный аргон.

Хотя калий - твердое вещество, аргон - газ. Когда горная порода плавится (подумайте о лаве), весь аргон в ней улетучивается, а когда камень снова затвердевает, остается только калий. Плавление породы и высвобождение любого аргона сбрасывают калий-аргоновые часы на ноль. Со временем аргон накапливается в породе в результате радиоактивного распада калия. Когда ученые анализируют эти породы и вычисляют соотношение аргона и калия, они могут определить, сколько времени прошло с тех пор, как лава остыла. Когда ученые таким образом датируют породы с нашей планеты, самые старые даты, которые они находят, составляют 4,5 миллиарда лет.

максимальная доза золофта

Датируя потоки лавы выше и ниже окаменелости, ученые могут установить точные границы максимального и минимального возраста этой окаменелости.

Благодаря радиоактивному датированию ученые теперь могут уложиться в пределах нескольких процентных пунктов от фактической даты. Они знают это, потому что смогли точно датировать потоки лавы, которые произошли достаточно недавно, чтобы их даты стали известны исторически, например, извержение Везувия в Помпеях.