Геология. Михеев В.А. - 76 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

пытки заранее были обречены на неудачу, так как они исходили из постоянства скоростей
процессов, которые, как известно, менялись в геологической истории Земли. И только в пер-
вой половине XX в. появилась реальная возможность измерять действительно абсолютный
возраст горных пород, геологических процессов и Земли как планеты. Эта возможность ба-
зировалась на открытии процесса радиоактивного распада неустойчивых изотопов целого
ряда химических элементов. Радиологический метод является ведущим в геохронологии.
Поскольку этот физический процесс идёт с постоянной скоростью и не зависит ни от каких
внешних воздействий, мы получаем в руки «атомный часовой механизм», позволяющий из-
мерять возраст интересующего нас геологического объекта. Так возник радиометрический
метод определения абсолютного возраста горных пород, в основе которого лежит физиче-
ское явление радиоактивного распада изотопов
238
U,
235
U,
232
Th,
40
К,
87
Sr,
14
С,
3
Н и многих
других. Все эти изотопы нестабильны и обладают вполне определённой, выявленной экспе-
риментально скоростью распада, обычно характеризуемой периодом полураспада, т. е. вре-
менем, в течение которого распадается половина атомов данного нестабильного изотопа. Пе-
риод полураспада сильно варьирует у различных изотопов. Период полураспада радиоактив-
ного элемента известен, и определение возраста заключается в том, чтобы найти отношение
массы вновь образованного химического элемента к массе материнского изотопа. Радиомет-
рический возраст должен определяться по минералам, содержащим радиоактивные элемен-
ты, при этом отсчёт времени в «атомных часах» начинается сразу же после кристаллизации
данного минерала, который всё последующее время вёл себя как замкнутая система и сохра-
нял все продукты распада и то количество исходного материнского изотопа, которое оста-
лось после распада. Кроме этого, необходимо быть уверенными в том, что ничто посторон-
нее не попало в минерал за время, прошедшее с момента его образования.
Наука, занимающаяся определением абсолютного возраста минералов и горных по-
род, называется радиологией, и в её арсенале насчитывается много методов, которые посто-
янно совершенствуются и имеют конечной целью повышение точности определений.
При определении возраста горных пород радиологическими методами руководству-
ются следующими периодами полураспада:
76
Учитывая периоды полураспада, различные изотопы используются для определения
возраста в разных временных диапазонах. Так, радиоактивный углерод
14
С, образующийся в
верхних слоях атмосферы в результате действия космических лучей на атом азота
14
N, ис-
пользуется для определения возраста древесины, торфа и т. д. в пределах 50 000 лет, что по-
зволяет успешно применять его в четвертичной геологии и археологии. Большое влияние на
отношение
14
С/
12
С оказывают проводящиеся уже более 40 лет испытания атомного оружия,
атомные реакторы и ускорители.
Изотопы с большим периодом полураспада с успехом применяются для определения
возраста докембрийских пород, диапазон формирования которых превышает 3,5 млрд. лет.
Используются уран-свинцовый, торий-свинцовый, свинец-свинцовый, калий-аргоновый, ру-
бидий-стронциевый, самарий-неодимовый и другие методы, каждый из которых имеет свои
достоинства и недостатки. Проблемы возникают с калий-аргоновым методом, основанным на
переходе нестабильного изотопа
40
К при условии захвата электрона в стабильный
40
Аr или
Са, если при этом испускается отрицательно заряженная бета-частица (свободный электрон
с большой скоростью). В результате термального прогрева породы часть аргона улетучива-
ется, и поэтому возраст породы как бы «омолаживается», фиксируя момент прогрева, но не

Страницы