Radioaktivní datování

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(e^λt - 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.

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.

• Stáří Země