Language
Country/Area
No result found
Mối liên hệ kỳ lạ giữa urani và chì: Kỹ thuật này tiết lộ điều gì về nguồn gốc của Trái đất?
Phương pháp xác định niên đại bằng uranium-chì là một kỹ thuật xác định niên đại phóng xạ cổ xưa và tinh vi có ý nghĩa quan trọng trong địa chất và khảo cổ học. Phương pháp này có thể xác định chính xác độ tuổi của các loại đá từ một triệu năm tuổi đến hơn 4,5 tỷ năm tuổi, với độ chính xác thường là 0,1-1%. Phương pháp xác định niên đại bằng urani-chì thường được áp dụng cho zircon, một loại khoáng chất hấp thụ urani và thori trong quá trình hình thành nhưng lại loại bỏ chì mạnh mẽ. Điều này có nghĩa là không có chì bên trong tinh thể zircon mới hình thành và bất kỳ chì nào được tìm thấy đều được tạo ra do phóng xạ. Do đó, bằng cách đo tỷ lệ chì so với urani, tuổi của zircon có thể được xác định một cách đáng tin cậy.
Uranium phân rã thành chì thông qua hai chuỗi phân rã khác nhau: 238U phân rã thành 206Pb và 235U phân rã thành 207Pb.
Đường đi suy tàn
Uranium được chuyển đổi thành chì thông qua một loạt các phân rã alpha và beta, với 238U và các hạt nhân con của nó trải qua tổng cộng tám phân rã alpha và sáu phân rã beta, trong khi 235U và các hạt nhân con của nó chỉ trải qua bảy phân rã alpha và bốn phân rã beta . Sự suy giảm dưới beta. Sự tồn tại của hai con đường phân rã urani-chì "song song" cho phép sử dụng nhiều kỹ thuật xác định niên đại khác nhau trong toàn bộ hệ thống U-Pb.
Công dụng của Khoáng vật học
Trong khi zircon (ZrSiO4) là khoáng chất được sử dụng phổ biến nhất, các khoáng chất khác như monotactinit, titanit và baddeleyit cũng có thể được sử dụng để xác định niên đại urani-chì. Đồng thời, một số khoáng chất cacbonat phổ biến như canxit và aragonit cũng có thể được xác định niên đại bằng công nghệ xác định niên đại urani-chì khi không thể thu được các tinh thể chứa urani và thori. Mặc dù độ tuổi của các khoáng chất này thường kém chính xác hơn so với độ tuổi của các khoáng chất macma và biến chất thường được sử dụng để xác định tuổi, nhưng chúng lại phổ biến hơn trong hồ sơ địa chất.
Cơ chế gây tổn thương do bức xạ
Trong quá trình phân rã alpha, tinh thể zircon bị hư hại do bức xạ chủ yếu tập trung xung quanh các đồng vị mẹ (urani và thori). Những hư hại này sẽ đẩy đồng vị con (chì) ra khỏi vị trí ban đầu của nó trong mạng tinh thể zircon. Khi nồng độ đồng vị mẹ cao, thiệt hại cho mạng tinh thể có thể khá nghiêm trọng và thường liên kết thành mạng lưới thiệt hại do bức xạ, làm trầm trọng thêm sự phá hủy bên trong tinh thể. Sự co ngót và vết nứt nhỏ do bức xạ gây ra có thể dẫn đến việc rò rỉ các đồng vị chì.
Tính tuổi
Trong trường hợp không có sự mất mát hoặc thu được chì bên ngoài, tuổi của zircon có thể được tính toán bằng cách giả định sự phân rã theo cấp số nhân của urani. Tính toán này bỏ qua lượng chì được tạo ra trong bức xạ nền và chỉ dựa vào tốc độ phân rã của urani. Nếu một loạt mẫu zircon bị mất lượng chì khác nhau, đường nối sẽ không đồng nhất. Sự không nhất quán này gây ra thách thức trong việc xác định tuổi của từng hệ thống phân rã.
Clair Cameron Patterson, một nhà địa hóa học người Mỹ đi tiên phong trong phương pháp xác định niên đại bằng phóng xạ urani-chì, là người đầu tiên ước tính tuổi của Trái Đất vào năm 1956 là 4,55 tỷ năm, và đây là con số vẫn chưa được thử thách cho đến ngày nay.
Lịch sử và tương lai của Trái đất
Hiểu biết của chúng ta về tuổi của Trái Đất đã được cải thiện nhờ sự phát triển của phương pháp xác định niên đại bằng urani-chì. Nhưng khi công nghệ tiến bộ, liệu chúng ta có thể tiến gần hơn đến việc khám phá những bí mật tuyệt đẹp của Trái Đất hay các hành tinh khác không?
