Radioaktivní datování
Radiometrické datování (často nazývané radioaktivní datování) je způsob, jak zjistit, jak je něco staré. Metoda porovnává množství přirozeně se vyskytujícího radioaktivního izotopu a jeho rozpadových produktů ve vzorcích. Metoda využívá známé rychlosti rozpadu. Jedná se o nejpoužívanější metodu geochronologie, což je hlavní způsob, jak zjistit stáří hornin a dalších geologických prvků, včetně stáří samotné Země.
Používá se k datování mnoha druhů přírodních i umělých materiálů. Zkameněliny lze datovat odebráním vzorků hornin nad a pod původní polohou zkameněliny. Radiometrické datování se používá také k datování archeologických materiálů, včetně starověkých artefaktů.
Ke stanovení geologické časové stupnice se používají radiometrické metody datování. Mezi nejznámější techniky patří radiouhlíkové datování, datování draslíkem a argonem a datování uranem a olovem.
Aleovy kameny v Kåsebergě, asi deset kilometrů jihovýchodně od švédského Ystadu, byly datovány do roku 600 n. l. pomocí metody Carbon-14 na organickém materiálu nalezeném na tomto místě.
Radioaktivní rozpad
Všechny běžné látky se skládají z kombinací chemických prvků, z nichž každý má své vlastní atomové číslo, které udává počet protonů v atomovém jádře. Prvky existují v různých izotopech, přičemž každý izotop prvku se liší počtem neutronů v jádře. Konkrétní izotop určitého prvku se nazývá nuklid. Některé nuklidy jsou přirozeně nestabilní. To znamená, že v určitém okamžiku se atom takového nuklidu samovolně změní na jiný nuklid radioaktivním rozpadem. K rozpadu může dojít emisí částic (obvykle elektronů (rozpad beta), pozitronů nebo částic alfa) nebo samovolným jaderným štěpením a záchytem elektronů.
Rovnice věku
Matematický výraz, který vztahuje radioaktivní rozpad ke geologickému času, zní:
D = D 0+ N(eλt - 1)
kde
t je věk vzorku,
D je počet atomů dceřiného izotopu ve vzorku,
D0 je počet atomů dceřiného izotopu v původním složení,
N je počet atomů mateřského izotopu ve vzorku a
λ je rozpadová konstanta mateřského izotopu, která se rovná převrácené hodnotě poločasu rozpadu mateřského izotopu krát přirozený logaritmus 2.
Tato rovnice využívá informace o mateřských a dceřiných izotopech v době tuhnutí materiálu. To je dobře známo pro většinu izotopových systémů. Pro grafické řešení rovnice stáří se používá vykreslení izochronu (přímkový graf). Ukazuje stáří vzorku a jeho původní složení.
Samarium-neodymový (Sm/Nd) izochronový graf vzorků z Velké hráze, Zimbabwe. Stáří se vypočítá ze sklonu izochrony (přímky) a původní složení z průsečíku izochrony s osou y.
Předpoklady
Metoda funguje nejlépe, pokud mateřský nuklid ani dceřiný produkt po svém vzniku do materiálu nevstupují ani jej neopouštějí. Je třeba zaznamenat cokoli, co mění relativní množství obou izotopů (původního a dceřiného), a pokud možno se tomu vyhnout. Kontaminace zvenčí nebo úbytek izotopů kdykoli od původního vzniku horniny by změnily výsledek. Proto je nezbytné mít co nejvíce informací o datovaném materiálu a zkontrolovat, zda se v něm nevyskytují známky změn.
Měření by měla být prováděna na vzorcích z různých částí horninového tělesa. To pomáhá čelit účinkům zahřívání a stlačování, které může hornina během své dlouhé historie zažít. K potvrzení stáří vzorku může být zapotřebí různých datovacích metod. Například studie gneissů Amitsoq ze západního Grónska použila pět různých radiometrických datovacích metod ke zkoumání dvanácti vzorků a dosáhla shody s přesností 30 milionů let na stáří 3 640 milionů let.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to radiometrické datování?
Odpověď: Radiometrické datování (často nazývané radioaktivní datování) je způsob, jak zjistit, jak je něco staré. Využívá známé rychlosti rozpadu k porovnání množství přirozeně se vyskytujícího radioaktivního izotopu a jeho rozpadových produktů ve vzorcích.
Otázka: Jaké jsou příklady materiálů, které lze datovat pomocí radiometrického datování?
Odpověď: Radiometrické datování lze použít k datování mnoha druhů přírodních i člověkem vytvořených materiálů, včetně fosilií, archeologických materiálů a starověkých artefaktů.
Otázka: Jak funguje radiokarbonové datování?
Odpověď: Radiokarbonové datování funguje tak, že se odebírají vzorky hornin nad a pod původní polohou zkameněliny. Metoda pak využívá známé rychlosti rozpadu k odhadu stáří zkoumaného materiálu.
Otázka: Jaké jsou některé běžné techniky používané při radiometrickém datování?
Odpověď: Mezi běžné techniky používané při radiometrickém datování patří radiouhlíkové datování, datování draslíkem a argonem a datování uranem a olovem.
Otázka: Jak se radiometrické datování používá ke stanovení geologické časové stupnice?
Odpověď: Radiometrické datovací metody se používají ke stanovení geologické časové stupnice tím, že poskytují přesné odhady, kdy došlo k určitým událostem nebo kdy se vytvořily určité materiály.
Otázka: Je možné použít radiometrická data u živých organismů?
Odpověď: Ne, radiometrické datování není možné použít na živé organismy, protože neobsahují žádné přirozeně se vyskytující radioaktivní izotopy, které by bylo možné touto technikou měřit.
