راهنمایی کوتاه: برای تعیین سن سنگها از دو روش اصلی استفاده میشود: تاریخگذاری نسبی و تاریخگذاری مطلق (رادیومتری). در اینجا روی روش رادیومتری تمرکز میکنیم که دقیقتر است.
گامبهگام:
- آشنایی با واپاشی رادیواکتیو: برخی عناصر ناپایدار (مثلاً اورانیوم-۲۳۸) بهمرور زمان به عناصر پایدار (مثل سرب-۲۰۶) تبدیل میشوند. این تبدیل با سرعت ثابتی به نام «نیمهعمر» انجام میشود.
- نیمهعمر چیست؟ مدت زمانی که طول میکشد تا نیمی از اتمهای اولیه تجزیه شوند. مثلاً نیمهعمر اورانیوم-۲۳۸ حدود ۴/۵ میلیارد سال است.
- اندازهگیری ایزوتوپها: با دستگاههای دقیق (طیفسنج جرمی) مقدار ایزوتوپ والد (مثلاً U-238) و ایزوتوپ دختر (Pb-206) را در سنگ اندازهگیری میکنیم.
- محاسبه سن: با استفاده از فرمول که در آن ثابت واپاشی، تعداد اتمهای دختر و تعداد اتمهای والد است، سن سنگ را بهدست میآوریم.
- انتخاب روش مناسب: برای سنگهای خیلی قدیمی (بیش از چند میلیون سال) از اورانیوم-سرب و پتاسیم-آرگون استفاده میشود؛ برای مواد آلی جوان (تا ۵۰ هزار سال) از کربن-۱۴ استفاده میشود.
پاسخ نهایی: سن سنگها با اندازهگیری نسبت ایزوتوپهای رادیواکتیو و استفاده از نیمهعمر آنها محاسبه میشود. برای سنگهای با قدمت زیاد، روش اورانیوم-سرب بسیار رایج است.
مثال مشابه: فرض کنید در یک سنگ دانهای از کانی زیرکن داریم که حاوی اورانیوم است. اگر میزان اورانیوم-۲۳۸ و سرب-۲۰۶ را اندازه بگیریم و نیمهعمر را بدانیم، میتوانیم سن کانی را تعیین کنیم. مثلاً اگر نسبت سرب به اورانیوم ۱ باشد (یعنی نیمی از اورانیوم تجزیه شده باشد)، سن سنگ برابر با یک نیمهعمر (۴/۵ میلیارد سال) است.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: میتوانی درباره روش تاریخگذاری نسبی (قانون چینش لایهها، فسیلهای راهنما) مطالعه کنی. همچنین روش پتاسیم-آرگون و کربن-۱۴ را جداگانه بررسی کن.
