Language
Country/Area
No result found
الرحلة الغامضة للرصاص واليورانيوم: كيف نكشف سر عمر الأرض؟
يمكن استخدام تأريخ اليورانيوم والرصاص لتحديد عمر الصخور التي تشكلت وتبلورت منذ ما يقرب من مليون سنة إلى أكثر من 4.5 مليار سنة.
يستخدم تأريخ اليورانيوم والرصاص بشكل شائع لتحليل الزركون، وهو معدن يمتص ذرات اليورانيوم والثوريوم في بنيته البلورية ولكنه يصد الرصاص بقوة أثناء تكوينه. تجعل هذه الخاصية بلورات الزركون المتكونة حديثًا خالية من الرصاص، وبالتالي فإن أي رصاص موجود في المعدن يأتي من التحلل الإشعاعي. وباستخدام معدلات اضمحلال اليورانيوم والرصاص، يستطيع العلماء تحديد عمر الزركون بشكل موثوق من خلال مقارنة نسب اليورانيوم إلى الرصاص.
مسارات تحلل اليورانيوم
يتحلل اليورانيوم إلى رصاص من خلال سلسلة من تحللات ألفا وبيتا. في هذين المسارين المستقلين للتحلل، يتحول اليورانيوم 238 إلى الرصاص 206، بنصف عمر يبلغ 4.47 مليار سنة، بينما يتحول اليورانيوم 235 إلى الرصاص 207، بنصف عمر يبلغ 710 مليون سنة. توفر مثل هذه الأنظمة المتوازية تقنيات متعددة فعالة لتأريخ اليورانيوم والرصاص.مطورو هذه التكنولوجيا
في عام 1956، استخدم عالم الكيمياء الجيولوجية الأمريكي كلير كاميرون باترسون التأريخ الإشعاعي لليورانيوم والرصاص لتقدير عمر الأرض بـ 4.55 مليار سنة، وهو رقم لم يتم التشكيك فيه بشكل كبير حتى يومنا هذا.المعادن الأخرى القابلة للتطبيق
في حين أن الزركون هو المعدن الأكثر استخدامًا في تأريخ اليورانيوم والرصاص، إلا أنه يمكن أيضًا استخدام معادن أخرى مماثلة مثل السيريت والكالكانثيت والبادلييت.
في بعض الحالات، عندما يكون الوصول إلى الزركون محدودًا، يمكن أيضًا إجراء تأريخ اليورانيوم والرصاص على معادن أخرى مثل الكالسيت أو الأراجونيت. ومع ذلك، فإن هذه المعادن تنتج عمومًا نتائج عمرية ذات دقة أقل من المعادن الرصفية أو المتحولة، إلا أنها أكثر شيوعًا في السجل الجيولوجي.
أضرار الإشعاع والشقوق الدقيقة
أثناء عملية اضمحلال ألفا، تتعرض بلورات الزركون لأضرار ناجمة عن الإشعاع. يتركز هذا الضرر حول النظائر الأصلية (اليورانيوم والثوريوم) ويطرد نظائر الرصاص من مواقعها الأصلية. وقد أدى ذلك إلى أضرار جسيمة في الشبكة البلورية في مناطق معينة ذات تركيز عالٍ من اليورانيوم، مما أدى إلى نشوء شبكة من المناطق المتضررة بالإشعاع. وعلاوة على ذلك، تعمل مسارات الانشطار والشقوق الدقيقة على توسيع شبكة الضرر هذه بشكل أكبر، مما يوفر قناة فعالة لاستخراج نظائر الرصاص.
حساب العمر
في حالة عدم وجود خسائر في الرصاص أو اكتساب الرصاص من البيئة الخارجية، يمكن حساب عمر الزركون على أساس افتراض الاضمحلال الأسّي لليورانيوم. وقد أتاحت هذه العملية للباحثين تحويل نسب الرصاص إلى اليورانيوم المرصودة إلى تواريخ جيولوجية.
دور مساري الاضمحلال
يمكن لسلاسل تحلل اليورانيوم والرصاص أن تولد بيانات عمرية مختلفة. وبمقارنة هذه البيانات، يمكننا إيجاد الاتساق في السلسلة الزمنية ومن ثم إنشاء خط عمري متسق. غالبًا ما تظهر التمثيلات الرسومية لهذه البيانات على هيئة "خطوط تناغم"، ولكن إذا فقدت العينات كميات مختلفة من الرصاص، فقد يؤدي ذلك إلى ظهور بيانات عمر غير متسقة.
التحديات المقبلة
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تأريخ اليورانيوم والرصاص على مقياس الزمن الجيولوجي. وفي ظل هذه التعقيدات، يتعين على العلماء تطوير تقنيات تحليلية أكثر دقة، مثل استخدام مجسات الأيونات الدقيقة (SIMS) أو مطيافية الكتلة البلازمية المقترنة بالحث بالليزر (ICP-MS)، للحصول على نظرة ثاقبة للسلوك المعقد لأنظمة اليورانيوم والرصاص.
مع تقدم الأبحاث، قد يتغير فهمنا لعمر الأرض. هل هناك عوامل أخرى غير معروفة تؤثر على فهمنا لتاريخ الأرض؟
