Badanie wieku skał metodą izotopów promieniotwórczych

Wspominaliśmy już o datowaniu skał za pomocą pomiarów przeprowadzanych metodą izotopów promieniotwórczych. Jest to metoda ogromnej wagi, gdyż na jej podstawie można uzyskać absolutne wartości w łatach przed czasem obecnym. Zasady pomiarów metodą izotopów promieniotwórczych są następujące: wszystkie substancje zbudowane są z atomów 92 stałych pierwiastków chemicznych: różne są tylko skład i liczba pierwiastków tworzących daną substancję. Atomy różnią się między sobą liczbą i ułożeniem trzech składników. Te podstawowe „cegiełki”, to neutrony, które są elektrycznie obojętne, protony – o dodatnim ładunku elektrycznym i znacznie lżejsze elektrony o ujemnym ładunku elektrycznym. W środku każdego atomu znajduje się jądro składające się z neutronów i protonów: ich wzajemny stosunek liczbowy określa czy atom jest stały, czy wykazuje dążność do rozpadu, czyli jest promieniotwórczy. Elektrony tworzą rodzaj chmury planetarnej otaczającej jądro i nie wpływają na tendencję do promieniotwórczej dezintegracji atomów . 92 stałe atomy różnią się liczbą protonów w jądrze. Najlżejszy – wodór – ma 1 proton, a najcięższy – uran – 92. Prócz protonów istnieje różna liczba neutronów. W tym stwierdzeniu słowo „różna” ma szczególne znaczenie. Neutrony po prostu powiększają ciężar jądra atomowego, lecz nie wpływają na właściwości chemiczne, na podstawie których można identyfikować różne atomy. W ten sposób atom tlenu ma osiem protonów i może mieć osiem lub dziesięć neutronów. Normalny tlen ma 8 neutronów, a tlen ciężki – 9. Podobnie wodór ma normalnie 1 proton oraz 1 neutron, a wodór ciężki może mieć 2 a nawet 3 neutrony. Atomy o tej samej liczbie protonów, ale różnej liczbie neutronów nazywają się izotopami. Niektóre izotopy, a zwłaszcza cięższe, są nietrwałe i wówczas następuje ich rozpad, czyli dezintegracja. Innymi słowami są to izotopy promieniotwórcze. Stosunkowo łatwo jest zbombardować jakikolwiek atom strumieniem neutronów i umieścić dodatkowy neutron w jądrze. Uzyskuje się wówczas sztuczny, czyli wytworzony przez człowieka, promieniotwórczy izotop danego pierwiastka. Niekiedy w wyniku bombardowania powstają różne rodzaje sztucznych izotopów promieniotwórczych pierwiastka. Na przykład, jeżeli atom glinu zbombarduje się neutronami, zamienia się on w niestały promieniotwórczy magnez, który od razu zaczyna się rozpadać, a po dwóch lub trzech dniach połowa ilości poddanej bombardowaniu staje się z powrotem glinem. W ten sposób można uzyskać każdy spośród 92 pierwiastków w postaci niestałej, promieniotwórczej. Te sztuczne izotopy wydzielają przy rozpadzie różne cząstki elementarne oraz promienie, używane w coraz większym zakresie w medycynie i przemyśle. Poza tymi sztucznymi ciężkimi pierwiastkami – trzy najcięższe z pierwiastków naturalnych, a mianowicie uran, aktyn i tor, są również zdolne do procesu rozpadu, który to proces trwa od chwili ich powstania, a więc i od powstania najstarszych skał skorupy ziemskiej, w skład których wchodzą te pierwiastki. Rozpad jakiegokolwiek pierwiastka promieniotwórczego odbywa się w wymierzalnym, stałym tempie, nie zależnym od działania sił przyrody. Każda z tych naturalnych promieniotwórczych substancji ostatecznie rozpada się, aby utworzyć ołów, który może być zidentyfikowany na podstawie różnic mas, czyli ciężarów atomowych.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>