Радиометрия менен фоссилдердин жашын кантип аныктоого болот
Казылып алынган калдыктардын жашын аныктоо палеонтологиянын жана геологиянын фундаменталдык аспектиси болуп саналат. Казылып алынган калдыктардын так датасын аныктоо мүмкүнчүлүгү болбосо, Жердеги жашоонун эволюциясы жөнүндөгү биздин сүрөтүбүз бүдөмүк бойдон калмак. Казылып алынган калдыктардын датасын аныктоонун эң ишенимдүү жана кеңири колдонулган ыкмаларынын бири - радиометрия. Радиометрия - бул материалдардын жашын аныктоо үчүн радиоактивдүү ажыроонун принциптерин колдонгон өлчөө ыкмасы. Бул макалада радиометрия кандайча иштээри жана ал калдыктардын жашын аныктоо үчүн кандайча колдонулаары кеңири талкууланат.
Радиометриянын негизги принциптери
Радиометрия радиоактивдүү изотоптордун ажыроосуна негизделген. Изотоптор - бул атом ядролорунда ар кандай сандагы нейтрондору бар химиялык элементтердин варианттары. Радиоактивдүү изотоптор туруксуз жана ошол эле же ар кандай элементтердин туруктуураак изотопторуна ажырайт. Ар бир радиоактивдүү изотоптун жарым ажыроо мезгили деп аталган туруктуу ажыроо ылдамдыгы бар. Мисалы, көмүртек-14түн (C-14) жарым ажыроо мезгили 5730 жылды түзөт. Бул ар бир 5730 жылда үлгүдөгү көмүртек-14түн жарымы азот-14кө (N-14) ажырайт дегенди билдирет.
Радиоактивдүү ажыроо процесси
Радиоактивдүү ажыроо процесси төрт негизги жол менен өлчөнөт:
1. Альфа ажыроо (α): Ядро альфа бөлүкчөлөрүн (эки протон жана эки нейтрон) бөлүп чыгарат.
2. Бета ажыроо (β): Ядро нейтронду протонго (же тескерисинче) айландырат, электронду же позитронду жана нейтринону бөлүп чыгарат.
3. Гамма ажыроо (γ): Козголгон абалдагы ядро туруктуу абалга жетүү үчүн гамма нурларын чыгарат.
4. Электронду кармоо: Ядродогу протон электронду кармап, аны нейтронго айлантат.
Көп колдонулган радиометриялык ыкмалар
Казылып алынган калдыктардын жана тектердин жашын аныктоо үчүн радиометриялык ыкмалардын бир нече түрү колдонулат. Эң кеңири таралгандарынын айрымдары:
1. Көмүртек-14 (C-14):
– Колдонулушу: Органикалык материалдардын (мисалы, сөөктөрдүн, көмүрдүн жана эттин трансплантаттарынын) жашын болжол менен 50 000 жылга чейин аныктоо үчүн колдонулат.
– Принцип: C-14 N-14кө чейин ажырайт. Үлгүдөгү C-14түн C-12ге (туруктуу көмүртек) катышы үлгүнүн жашын эсептөө үчүн колдонулат.
2. Калий-Аргон (K-Ar):
– Колдонулушу: 100 000 жылдан ашкан минералдардын жана жанар тоо тектеринин жашын аныктоо үчүн колдонулат.
– Принцип: Калий-40 (K-40) аргон-40ка (Ar-40) ажырайт. K-40 жана Ar-40 катышын өлчөө менен тектердин жашын аныктоого болот.
3. Уран-коргошун (U-Pb):
– Колдонулушу: Миллиондогон жана миллиарддаган жылдарга чейинки тектер үчүн колдонулат.
– Принцип: Уран-238 (U-238) коргошун-206га (Pb-206), ал эми Уран-235 (U-235) коргошун-207ге (Pb-207) ажырайт. Үлгүдөгү уран менен коргошундун катышын өлчөө тектин пайда болуу жашын көрсөтөт.
4. Рубидий-стронций (Rb-Sr):
– Колдонулушу: Өтө байыркы тектерди жана минералдарды билдирүү үчүн колдонулат.
– Принцип: Рубидий-87 (Rb-87) стронций-87ге (Sr-87) ажырайт. Rb-87 менен Sr-87нин катышын өлчөө миллиарддаган жылдар мурун пайда болгон тектердин жашын аныктоого жардам берет.
Казылып алынган калдыктардын жашын аныктоодо колдонуу
Биринчиден, фоссилдер, адатта, минералдашуудан өткөн организмдердин калдыктары экенин жана көбүнчө баштапкы органикалык заттарды алып салаарын түшүнүү маанилүү. Ошондуктан, фоссилдин өзү радиометрия менен түздөн-түз талданган объект эмес, тескерисинче, аны курчап турган тек же чөкмө матрица.
Казылып алынган калдыктардын жашын аныктоо кадамдары:
1. Тек катмарларын аныктаңыз:
Казылып алынган жерин таап, аны курчап турган тектин же чөкмө катмардын түрүн аныктаңыз. Бул сизге тиешелүү радиометриялык ыкманы тандоого жардам берет.
2. Үлгү алуу:
Казылып алынган таштын жанынан тектин же чөкмөнүн үлгүсүн алыңыз. Булганууну болтурбоо үчүн үлгү жакшы каралган жерден алынганын текшериңиз.
3. Лабораториялык даярдык:
Лабораторияда радиометриялык анализ үчүн үлгүлөрдү даярдаңыз. Бул айрым минералдарды тектерден бөлүп алууну камтышы мүмкүн.
4. Радиоизотопту өлчөө:
Атайын жабдууларды (мисалы, массалык спектрометрди) колдонуп, үлгүдөгү изотоптордун катыштарын өлчөңүз. Бул жыйынтык белгилүү бир изотоптун жарым ажыроо мезгилинин негизинде эсептелет.
5. Жашты эсептөө:
Изотоптордун ажыроо ылдамдыгына жана жарым ажыроо мезгилине негизделген математикалык формулаларды колдонуп, үлгүнүн салыштырмалуу жашын эсептегиле.
6. Калибрлөө жана текшерүү:
Алынган жыйынтыктар көп учурда башка маалыматтар менен (мисалы, башка казылып алынган калдыктардан алынган маалыматтар же даталанган тектер) калибрлөөнү талап кылат. Валидация жыйынтыктарды учурдагы геологиялык чечмелоолор менен салыштыруу аркылуу жүргүзүлөт.
Радиометриянын артыкчылыктары жана чектөөлөрү
Кеунтунган:
1. Тактык: Бул ыкма абдан кеңири убакыт аралыгында так жана ишенимдүү натыйжаларды берет.
2. Бузбайт: Бул процесс, адатта, үлгүгө зыян келтирбейт, бул андан ары талдоо жүргүзүүгө же кайра колдонууга мүмкүндүк берет.
3. Эски тектер үчүн идеалдуу: Радиометрия башка ыкмалардын мүмкүнчүлүктөрүнөн тышкары, эски тектердин пайда болуу жашын аныктоодо өтө пайдалуу.
Кетербатасан:
1. Органикалык материалдар: Бардык эле ыкмалар органикалык материалдар үчүн ылайыктуу эмес. Мисалы, C-14 геологиялык жактан салыштырмалуу кыска мөөнөттүү, 50 000 жылга чейин гана колдонулушу мүмкүн.
2. Булгануу: Булгануу анализдин жыйынтыктарына тоскоол болушу мүмкүн, андыктан үлгүлөрдү чогултуу жана иштетүү боюнча катуу жол-жоболор талап кылынат.
3. Изотоптордун туруктуулугун болжолдоо: Бул ыкма изотоптордун ажыроо ылдамдыгы убакыттын өтүшү менен туруктуу деп болжолдойт, бул илимий далилдерге негизделгени менен, чечмелөөдө эске алынышы керек.
Корутунду
Радиометрия геология жана палеонтологияда фоссилдердин жана тектердин жашын аныктоо үчүн баа жеткис курал болуп саналат. Радиоактивдүү ажыроонун негизги принциптерин жана ар кандай изотоптордун кантип колдонуларын түшүнүү менен, окумуштуулар Жер тарыхынын так хронологиясын түзө алышат. Чектөөлөрүнө карабастан, радиометриялык ыкмалардын ишенимдүүлүгү жана тактыгы аны геологиялык даталоодо алтын стандарттуу ыкмага айлантат. Жашоонун эволюциялык тарыхын ачуудабы же планетабыздын пайда болушун жана трансформациясын түшүнүүдөбү, радиометрия өткөндү ачууда маанилүү ролду ойной берет.
