Jak stará je Země: Seznamka s radioizotopy

Vědci odhadují, že Země je stará asi 4,5 miliardy let, a to na základě technik datování radioizotopy. Abyste pochopili, jak tento proces funguje, musíte vědět něco o atomech a izotopech.

jak minimalizovat obrazovku na macu

Každý atom má často několik různých forem, tzv izotopy. Atomy jsou tvořeny elektrony, protony a neutrony a počet elektronů a protonů určuje typ atomu. Například vodík má jeden elektron a jeden proton. Někdy má také neutron, v takovém případě se nazývá deuterium . Těžká voda 'Vodík' označuje vodu, ve které má každý atom vodíku neutron.

Některé izotopy, jako deuterium, jsou stabilní; jsou naprosto spokojeni s počtem elektronů, protonů a neutronů, které mají. Jiné izotopy jsou nestabilní protože různý počet neutronů interaguje s ostatními atomovými složkami takovým způsobem, že se izotop po určitou dobu změní na nějaký jiný atom. Když se tyto nestabilní izotopy změní na jiný atom, vyzařují radioaktivitu. Z tohoto důvodu se jim říká radioizotopy.



Důležitou vlastností radioaktivních izotopů je poločas rozpadu - doba potřebná k tomu, aby polovina atomů podstoupila přechod z jednoho atomu na druhý. V prvním poločase přechodu je polovina atomů. Ve druhém poločase přechází polovina zbývajících atomů a zbývá čtvrtina původního mateřského materiálu. Ve třetím poločase, napůl opět přechod atd.

K určení stáří materiálu vědci porovnávají poměr mateřských a dceřiných produktů, které byly původně ve vzorku, s poměrem těchto produktů v současné době. Tímto způsobem mohou vypočítat, kolik času uplynulo.

Existuje mnoho radioaktivních izotopů. Jeden systém, který byl velmi úspěšný v datování věků fosilií, je datování draslíkem a argonem. Draslík je velmi běžný prvek. Ačkoli většina izotopů draslíku není radioaktivní, jedním z nich je a jedním z jeho produktů rozpadu je plynný argon.

I když je draslík pevná látka, argon je plyn. Když se skála roztaví (myslete na lávu), veškerý argon ve skále unikne, a když skála znovu ztuhne, zbude pouze draslík. Tání horniny a uvolnění jakéhokoli argonu nastavilo hodiny draslík-argon na nulu. Postupem času se v hornině hromadí argon v důsledku radioaktivního rozpadu draslíku. Když vědci analyzují tyto horniny a vypočítají poměr argonu k draslíku, mohou určit, jak dlouho to bylo od doby, kdy se láva ochladila. Když vědci datují horniny z naší planety tímto způsobem, nejstarší data, která najdou, jsou 4,5 miliardy let.

období v periodické tabulce

Datováním toku lávy nad a pod fosilním nálezem mohou vědci stanovit přesné hranice maximálního a minimálního věku této fosílie.

Díky radioaktivnímu datování se nyní vědci mohou dostat do několika procentních bodů od skutečného data. Vědí to proto, že byli schopni přesně datovat lávové proudy, ke kterým došlo nedávno, natolik, aby jejich data byla historicky známá, jako například erupce Vesuvu v Pompejích.