Существует несколько способов измерить возраст горных пород, но сегодня мы остановимся на самом главном — радиометрия или радиоизотопное датирование.
Без физики никуда
В горных породах содержится немалое количество радиоактивных элементов. А радиоактивность подразумевает, что со временем атомы распадаются.
Радиометрия основана на определении количества той части изотопа, которая успела распасться за время существования образца.
Каждый радиоактивный химический элемент имеет свой период полураспада — время, за которое его количество уменьшается вдвое.
Период полураспада - T(1/2) связан с постоянной распада - Λ вот такой формулой:
Несколько математических приёмов, и мы получаем формулу, которая даёт нам возможность оценивать возраст горных пород:
Нюансы
Медленно распадающиеся изотопы полезны для измерения больших периодов времени, но они дают большую погрешность. По этой причине в геологии встречаются временные разбросы а-ля ±5 миллионов лет. Поэтому для получения надежных результатов приходится использовать два или более радиометрических метода одновременно. К тому же, большинство радиометрических методов подходят только для огромных промежутков геологического времени. Но.
Благодаря радиоуглеродному и аргоновому методам датирования есть возможность датировать события ранних этапов жизни человечества.
Некоторые из широко используемых методов:
Радиоуглеродный
Этот метод измеряет количество распавшегося углерода-14 в органическом материале и применяется к образцам возрастом менее чем 60 000.
Уран-свинец
Этот метод измеряет отношение двух изотопов свинца (свинца-206 и свинца-207) к количеству урана в породе. Является одним из наиболее часто используемых для геологического датирования. Применяется к образцам старше 1 миллиона лет.
Уран-торий
Этот метод используется для датировки кораллов, карбонатов и ископаемых костей. Его диапазон составляет от нескольких до 700 000 лет.
Калий-аргон и аргон40-аргон39
Эти методы применяются к метаморфическим (изменённым) и вулканическим породам. Также используются при датировке вулканического пепла. Нижний предел этих методов составляет несколько тысяч лет.