Наша планета существует около четырёх миллиардов лет. За это время её ландшафт изменялся, появлялись и исчезали разные виды живых организмов. Обо всём этом мы узнаём благодаря работе учёных и энтузиастов, которые изучают ископаемые остатки погибших существ и слои пород в недрах Земли. Но как точно определить возраст древних находок, будь то окаменелые раковины моллюсков или погребённые под слоем почвы развалины? Тут на помощь приходит радиометрическое датирование, основанное на физическом явлении полураспада радиоактивных изотопов. И вот как это работает.
В ядрах любого атома содержатся протоны и нейтроны. Собственно, именно они и образуют то, что называют ядром. У некоторых химических элементов существуют изотопы — в их составе одинаковое число протонов, а количество нейтронов отличается. Радиоактивные изотопы подвержены явлению распада, то есть склонны к превращению из одного элемента в другой. При этом элемент меняет свойства и выделяет энергию в виде излучения. Каждый радиоактивный изотоп характеризуется периодом полураспада, то есть временем, за которое в выделенном объёме распадётся ровно половина имеющихся радиоактивных атомов.
Последняя особенность и легла в основу радиометрического датирования. Зная, сколько времени занимает распад изотопа и определив его количество в образце, можно с небольшой погрешностью узнать возраст изучаемого объекта. Самым известным методом датирования по количеству изотопов является радиоуглеродный анализ, основанный на свойствах изотопа углерода-14. Ошибочно считать его единственным и универсальным. У радиоуглеродного анализа существуют границы применимости — если окаменевшие живые организмы или инструмент древних людей появились много позже, чем 70 тысяч лет назад, количество нужных атомов в них крайне малое.
Когда радиоуглеродный метод не справляется, используют другие, например уран-свинцовый. Он базируется на определении возраста объектов по содержанию в них изотопов урана, которые в процессе распада превращаются в свинец. Учитывая, что период полураспада некоторых изотопов колеблется в пределах от 700 миллионов до 14 миллиардов лет, благодаря этому способу датирования можно установить возраст возникновения ряда объектов Солнечной системы. Используются ещё несколько методов, связанных с изотопами калия, рубидия, самария и т.п.
Однако, хотя сегодня радиоизотопное датирование справедливо считается самым точным, оно не лишено погрешностей. Как правило, неопределённость в определение возраста образцов вносит тепло: некоторые изотопы покидают объекты по достижении определённой температуры. Не все пригодные для анализа атомы разлетаются, конечно, но отсутствие значительной части может дать ошибку в десятые доли процента, реже — на 1 или 2. Есть и другие препятствия, но все они незначительно влияют на окончательный результат, который к тому же публикуется с учётом возможных искажений.
P.S. Подробный разбор преимуществ и недостатков радиоуглеродного анализа от специалиста читайте здесь и здесь
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и совершенно бесплатно скачать одну из них
Уважаемые адепты альтернативной истории и эмоционально несдержанные читатели, ваши комментарии неизбежно удаляются. Даже не тратьте время.