Language
Country/Area
No result found
Любопытная связь между ураном и свинцом: что эта технология открывает о происхождении Земли?
Датирование по урану и свинцу — это древний и сложный метод радиоактивного датирования, имеющий важное значение в геологии и археологии. Этот метод позволяет точно определить возраст горных пород в диапазоне от одного миллиона до более чем 4,5 миллиардов лет, как правило, с точностью 0,1–1%. Метод уран-свинцового датирования чаще всего применяется к циркону — минералу, который в процессе своего образования поглощает уран и торий, но решительно отторгает свинец. Это означает, что внутри новообразованных кристаллов циркона нет свинца, а любой обнаруженный свинец является радиоактивно образованным. Таким образом, измеряя соотношение свинца и урана, можно надежно определить возраст цирконов.
Уран распадается на свинец посредством двух различных цепочек распада: 238U распадается на 206Pb, а 235U распадается на 207Pb.
Пути распада
Уран превращается в свинец через серию альфа- и бета-распадов, при этом 238U и его дочерние нуклиды претерпевают в общей сложности восемь альфа-распадов и шесть бета-распадов, в то время как 235U и его дочерние нуклиды претерпевают только семь альфа-распадов и четыре бета-распада. . Суб-бета-распад. Существование двух «параллельных» путей распада урана и свинца допускает использование множества возможных методов датирования в пределах всей системы U-Pb.
Применение минералогии
Хотя циркон (ZrSiO4) является наиболее часто используемым минералом, другие минералы, такие как монотактинит, титанит и бадделеит, также могут использоваться для уран-свинцового датирования. В то же время некоторые распространенные карбонатные минералы, такие как кальцит и арагонит, также можно датировать с помощью уран-свинцовой технологии датирования, когда невозможно получить кристаллы, содержащие уран и торий. Хотя возраст этих минералов, как правило, менее точный, чем возраст магматических и метаморфических минералов, традиционно используемых для датирования, они более распространены в геологической летописи.
Механизмы радиационного поражения
В процессе альфа-распада кристаллы циркона подвергаются радиационному повреждению, которое в первую очередь локализуется вокруг родительских изотопов (урана и тория). Эти повреждения приведут к смещению дочернего изотопа (свинца) из его первоначального положения в решетке циркона. При высокой концентрации исходного изотопа повреждение кристаллической решетки может быть весьма серьезным и часто перерастает в сеть радиационных повреждений, еще больше усугубляя разрушение внутри кристалла. Эти вызванные радиацией усадки и микротрещины могут привести к выщелачиванию изотопов свинца.
Расчет возраста
При отсутствии потери или притока внешнего свинца возраст цирконов можно рассчитать, предположив экспоненциальный распад урана. Этот расчет не учитывает свинец, образующийся в фоновом излучении, и опирается только на скорость распада урана. Если бы ряд образцов циркона потерял разное количество свинца, образовалась бы непоследовательная соединительная линия. Эта непоследовательность создает проблему при определении возраста каждой системы распада.
Клэр Кэмерон Паттерсон, американский геохимик, который разработал метод радиометрического датирования с использованием урана и свинца, в 1956 году впервые оценил возраст Земли в 4,55 миллиарда лет, и эта цифра остается неоспоримой по сей день.
История и будущее Земли
Наше понимание возраста Земли улучшилось благодаря развитию метода уран-свинцового датирования. Но сможем ли мы по мере развития технологий приблизиться к раскрытию прекрасных тайн Земли и других планет?
