تاریخگذاری رادیومتریک
تاریخگذاری رادیومتریک، واپاشی پایدار ایزوتوپهای رادیواکتیو را اندازهگیری میکند تا سن مطلق سنگها و کانیها را تعیین کند و ستون فقرات عددی مقیاس زمانی زمینشناسی را فراهم آورد.
Definition
تاریخگذاری رادیومتریک عبارت است از تعیین سن یک ماده با اندازهگیری فراوانی نسبی یک ایزوتوپ والد رادیواکتیو و محصولات واپاشی آن، با استفاده از نیمهعمر ثابت و شناختهشده والد.
Scope
این موضوع اصول و روشهای اصلی تاریخگذاری رادیومتریک را پوشش میدهد: واپاشی رادیواکتیو و نیمهعمر، نیاز به یک سیستم بسته، و طرحهای اصلی واپاشی مانند اورانیوم-سرب، پتاسیم-آرگون، و روبیدیوم-استرانسیم، همراه با رادیوکربن برای مواد جوان. این روش منبع اصلی سنین مطلق در زمینشناسی است.
Core questions
- چگونه واپاشی رادیواکتیو ساعتی برای تاریخگذاری سنگها فراهم میکند؟
- یک نمونه برای اینکه تاریخگذاری آن قابل اعتماد باشد، باید چه شرایطی را داشته باشد؟
- کدام طرحهای واپاشی برای کدام مواد و بازههای زمانی مناسب هستند؟
Key theories
- ساعتهای واپاشی رادیواکتیو
- ایزوتوپهای رادیواکتیو با نرخهای ثابت و مشخص به دختران پایدار واپاشی میکنند، بنابراین نسبت والد به دختر اندازهگیری شده در یک سیستم بسته، زمان سپری شده از زمان تشکیل یا آخرین بازنشانی سیستم را نشان میدهد.
- سن زمین از ایزوتوپهای سرب
- پترسون از نسبتهای ایزوتوپ سرب در شهابسنگها و نمونههای زمینی برای تعیین سنی حدود ۴.۵۵ میلیارد سال برای زمین استفاده کرد و قدمت سیاره را بر اساس ایزوتوپی محکم تثبیت نمود.
Mechanisms
یک ایزوتوپ والد ناپایدار با نرخی که توسط نیمهعمر آن توصیف میشود، به یک دختر پایدار واپاشی میکند. اگر یک کانی اتمهای والد را هنگام تشکیل خود دربرگیرد و پس از آن یک سیستم بسته باقی بماند، اتمهای دختر انباشته شده زمان سپری شده را ثبت میکنند. جفتهای والد-دختر مختلف، نیمهعمرهای متفاوتی دارند که هر یک را برای یک محدوده سنی و ماده خاص مناسب میسازد؛ روشهای ایزوکرون هر دختر موجود در زمان تشکیل را تصحیح میکنند.
Clinical relevance
سنین رادیومتریک مقیاس زمانی زمینشناسی را کالیبره میکنند، رویدادهای زمینشناسی و فرآیندهای تشکیل منابع را تاریخگذاری میکنند، نرخ تغییرات تکتونیکی و اقلیمی را تعیین میکنند، و با روشهایی مانند تاریخگذاری رادیوکربن، باستانشناسی و ردیابی پزشکی قانونی و محیطی را پشتیبانی میکنند.
History
پس از کشف رادیواکتیویته، رادرفورد و بولتوود در اوایل دهه ۱۹۰۰ پیشنهاد استفاده از آن را برای تاریخگذاری سنگها دادند. آرتور هولمز این روش را توسعه داد و از مقیاس زمانی رادیومتریک حمایت کرد، و مطالعه ایزوتوپ سرب کلر پترسون در سال ۱۹۵۶ سن زمین را تعیین کرد و تاریخگذاری رادیومتریک را به عنوان اساس ژئوکرونولوژی تثبیت نمود.
Key figures
- Arthur Holmes
- Clair Patterson
- Bertram Boltwood
- Ernest Rutherford
Related topics
Seminal works
- patterson1956
- holmes1913
Frequently asked questions
- آیا میتوان از تاریخگذاری رادیوکربن برای سنگهای میلیونها سال قدمت استفاده کرد؟
- خیر. تاریخگذاری رادیوکربن به مواد آلی جوانتر از حدود ۵۰,۰۰۰ سال محدود میشود، به دلیل نیمهعمر کوتاه کربن-۱۴؛ تاریخگذاری سنگهای میلیونها سال قدمت نیاز به سیستمهای ایزوتوپی با عمر طولانی مانند اورانیوم-سرب یا پتاسیم-آرگون دارد.