Hvor gammel er jorden: Radioisotope Dating

April 19  by Eliza

Forskere anslår at jorden er ca 4,5 milliarder år gammel, basert på radioisotop dateringsteknikker. For å forstå hvordan denne prosessen fungerer, må du vite litt om atomer og isotoper.

Ofte har ett atom flere forskjellige former, kalt isotoper. Atomer er bygget opp av elektroner, protoner og nøytroner, og antallet elektroner og protoner bestemmer hvilken type atom. Hydrogen, for eksempel, har et elektron og et proton. Noen ganger har det også et nøytron, i hvilket tilfelle det kalles deuterium. Tungt vann menes vann hvor hvert hydrogenatom har en nøytron.

Noen isotoper, som deuterium, er stabile, de er helt fornøyd med antall elektroner, protoner og nøytroner de har. Andre isotoper er ustabile fordi ulike antall nøytroner vekselvirker med de andre atom komponenter på en slik måte at det over en tidsperiode, de isotope endres til et annet atom. Når disse ustabile isotoper endre til et annet atom, avgir de radioaktivitet. Derfor blir de kalt radioisotoper.

En viktig egenskap av radioaktive isotoper er halveringstiden - tiden det tar før halvparten av atomene til å gjennomgå overgangen fra ett atom til den andre. I første halveringstid, halvparten av atomene gjøre overgangen. I den andre halveringstid, halvparten av den gjenværende atomer overgangen, slik at en fjerdedel av det opprinnelige grunnmaterialet. I den tredje halveringstid, halvparten igjen overgang, og så videre.

For å bestemme alderen på materialet, forskere sammenligner forholdet mellom mor- og datterprodukter som i utgangspunktet var i prøven med forholdet mellom disse produktene på det nåværende tidspunkt. Ved å gjøre dette, kan de beregne hvor mye tid som har gått.

Mange radioaktive isotoper eksisterer. Ett system som har vært svært vellykket i dating alderen fossiler er kalium-argon dating. Kalium er et svært vanlig element. Selv om de fleste kalium isotoper er ikke radioaktivt, en av dem er, og en av dens forfall produkter er gassen argon.

Selv kalium er et fast stoff, er argon, en gass. Når steinen er smeltet (tror lava), hele argon i rock rømming, og når bergarten stivner igjen, bare kalium er igjen. Smeltingen av stein og frigjøring av en hvilken som helst argon satt til kalium-argon klokke til null. Ettersom tiden går akkumuleres argon i bergarten som følge av radioaktiv nedbrytning kalium. Når forskerne analysere disse bergartene og beregne forholdet mellom argon til kalium, kan de bestemme hvor lenge det er siden den lava avkjølt. Når forskere daterer bergarter fra planeten vår på denne måten, de eldste datoene de finner er 4,5 milliarder år.

Ved dating lavastrømmer over og under en fossil finner, kan forskerne sette eksakte grenser på maksimum og minimum alder som fossil.

Med radioaktivt dating, kan forskerne nå få innen noen få prosentpoeng av den faktiske datoen. De vet dette fordi de har vært i stand til å nøyaktig dato lavastrømmer som skjedde nylig nok for sine datoer for å bli kjent historisk, for eksempel utbruddet av Vesuv Pompei.