Acasă Adult66 Defectiunea cheie gasita in radioizotopul Isochron Dating

Adult66

Defectiunea cheie gasita in radioizotopul Isochron Dating

170

Universitatea de Stat din Carolina de Nord a efectuat recent cercetari care dezvaluiau o „supraveghere intr-o tehnica de intalnire radioizotopa folosita pana in prezent, de la meteoriti pana la esantioane geologice”, ceea ce inseamna ca „oamenii de stiinta au supraestimat varstele multor probe.” Aceasta cercetare a fost realizata in departamentul de inginerie nucleara al universitatii de catre profesorul asociat Robert Hayes si un raport publicat in revista Nuclear Technology .1.

A pretinde un defect cheie in metodologia de datare radioizotopa, care sta la baza edificiului de milioane de ani a intregii geologii seculare moderne, este destul de extraordinar. O astfel de cerere extraordinara necesita dovezi extraordinare pentru a o sustine si, intrucat acesta este un subiect complicat, necesita explicatii preliminare, pentru a putea intelege cu usurinta detaliile acestei revendicari si probele pentru aceasta.

Atomi, izotopi si radioizotopi

Fiecare element chimic este format din atomi unici. Toti atomii constau dintr-un nucleu in jurul caruia orbiteaza electroni (particule incarcate negativ). In nucleul aproape toti atomii se afla protoni si neutroni, particule incarcate pozitiv si respectiv particule neutre.

Toti atomii din fiecare element chimic au acelasi numar de protoni in nucleele lor. Acest numar se numeste numarul atomic al elementului. Elementul 1 este hidrogen cu un proton in nucleul sau. Simbolul sau chimic este H. Unul dintre cele mai grele elemente este uraniul cu 92 de protoni in nucleul sau si simbolul U.

Numarul combinat de protoni si neutroni din nucleul unui atom se numeste greutatea sa atomica, deoarece aproape toata greutatea sau masa unui atom se afla in nucleul sau. Cu toate acestea, numarul de neutroni din nucleul fiecarui atom nu este intotdeauna acelasi. Adesea exista un numar egal de neutroni si protoni, dar uneori exista mai multi neutroni decat protonii.

Astfel, fiecare element are atomi cu acelasi numar atomic, dar atomii sai pot avea mai multe greutati atomice diferite din cauza numarului diferit de neutroni. Atomii cu acelasi element care au greutati atomice diferite se numesc izotopi ai acelui element.

De exemplu, carbonul (simbolul C) este elementul 6 deoarece are sase protoni in fiecare dintre atomii sai. Cu toate acestea, in timp ce majoritatea atomilor de carbon au 6 neutroni in nucleele lor, exista cativa atomi cu sapte si chiar mai putini atomi cu opt neutroni in nucleele lor. Distingem aceste izotopi de carbon unul de celalalt prin greutatile lor atomice diferite ca carbon-12, carbon-13 si carbon-14, sau in „shorthand” ca 12C, 13C si 14C (a se vedea figura 1).

Figura 1. Cele trei izotopi de carbon, care arata numarul lor de protoni, neutroni si electroni.

Nucleii atomilor de 14C sunt instabili datorita marimii lor, astfel ca acestia scot la intamplare o portie din unul dintre neutronii lor din atomii lor. Rezultatul este atomii diferiti, cu sapte protoni si sapte neutroni in nucleele lor si sapte electroni care orbiteaza. Aceste caracteristici definesc elementul 7 atomi, care sunt 14N stabile (azot).

Particulele evacuate pot fi masurate de detectoare adecvate, cum ar fi contoarele Geiger. Acest proces de evacuare a particulelor de nuclee este cunoscut sub numele de descompunere radioactiva. Deci izotopii instabili se numesc radioizotopi. Astfel 14C este adesea denumit radiocarbon.

Geologii si altii au conceput modalitati de a folosi descompunerea radioactiva ca metoda de a dat roci si materiale organice moarte, cum ar fi oasele.

Geologii si altii au conceput modalitati de a folosi descompunerea radioactiva ca metoda de a dat roci si materiale organice moarte, precum oasele. Aceasta metoda se numeste datare radioactiva, radiometrica sau radioizotopa.2 Radiopotopul, care se descompune, este adesea denumit izotop parinte; in timp ce izotopul stabil, care este rezultatul final al degradarii radioactive, se numeste izotop fiica.

In cazul metodei de datare a radiocarburilor, putem masura rata cu care 14C se descompun astazi pana la 14N. Daca stim cat a fost 14C intr-un os cand a murit un animal si putem masura cat de mult este in os azi, atunci stiind rata de degradare, putem calcula cat timp a murit animalul.3 Sau asa spune teoria . Este ceva mai complicat de atat.4 Materialele care se presupune ca sunt foarte vechi, care ar trebui sa fie vechi in timp evolutiv au inca 14C in ele si, astfel, au doar mii de ani.5.

Isochron Dating

Exista un rafinament al metodei de datare radiometrica cunoscuta sub denumirea de datare iocronica. In cazul degradarii 14C pana la 14N si 40K (potasiu) pana la 40Ar (argon), sunt necesare doar probe individuale pentru a masura elementele parinte si fiica si pentru a calcula o varsta pentru os sau roca.

Cu toate acestea, in multe unitati de roca, cum ar fi corpuri individuale de granit si fluxuri individuale de lava bazaltica, multe probe unice pot produce diferite date radiometrice Rb (rubidiu) -Sr (strontiu) sau U (uraniu) -Pb (plumb). Acest lucru se datoreaza faptului ca diferitele esantioane au cantitati diferite de radioizotopi parinti in ele.

Deci, metoda iosincron a fost dezvoltata pentru a utiliza mai multe probe din fiecare unitate de roca pentru a obtine o singura varsta pentru aceasta. Se sustine ca utilizarea mai multor probe da un rezultat mai fiabil. Mai mult, se pretinde ca metoda ioscronului depaseste alte probleme cu ipotezele implicate in toate tehnicile de datare radiometrica.6

Teoria datarii isocronului merge asa. La momentul zero cand s-a format unitatea de roca (de exemplu, corpul de granit s-a cristalizat si s-a racit), esantioanele acestuia au avut un numar diferit de atomi de 87Rb parinti in ei. Dar, deoarece degradarea radioactiva a 87Rb tocmai incepea, toate esantioanele aveau aceeasi cantitate zero de fiica 87Sr in ele.

Asadar, graficam acest lucru pe un grafic de 87Rb pe axa orizontala si 87Sr pe axa verticala. In momentul zero, linia care leaga fiecare punct de esantion din grafic este o linie orizontala (a se vedea figura 2). Deoarece toate punctele de pe acea linie au aceeasi varsta zero, linia se numeste izoic ( iso „aceeasi,„ cron „varsta”), in acest caz izocronul zero.

Figura 2. Cinci esantioane de granit (etichetate A, B, C, D si E) ale caror numere de atomi de 87Rb sunt reprezentate in raport cu numarul lor de atomi de 87Sr, cu liniile isocronice rezultate la intervale de zero, 1 si 2, deoarece 87Rb se descompune in 87Sr .

Pe masura ce trece timpul, diferitele numere de 87Rb de atomi se descompun pentru a da numere diferite de 87Sr de atomi, dar in aceleasi proportii. Deci la momentul 1, esantionul B cu dublul numarului de 87Rb de atomi ca in esantionul A va contine mult mai mult 87Sr decat cel din esantionul A. Dar, intrucat ambele probe au aceeasi varsta, ele vor complota pe aceeasi linie pe grafic (vezi Figura 2). Cu toate acestea, linia iosincrona a rotit pur si simplu in sus de la zero la orizontala (orizontala) pana la timpul 1 (inclinat). Acest lucru se intampla deoarece pe masura ce numarul de atomi de 87Sr din fiecare esantion creste, numarul de atomi de 87Rb din ei scade din cauza degradarii sale radioactive.

Pe masura ce trece timpul, diferitele numere de atomi de 87Rb continua sa se descompuna pentru a da un numar diferit de atomi de 87Sr in diferite probe, dar in aceleasi proportii. Deci, atunci cand sunt reprezentate pe grafic, esantioanele din momentul 2 se incadreaza pe linia izoenzicului 2 (a se vedea figura 2). Din nou, linia iosincrona a rotit pur si simplu din 1 in 2.

Dupa cum se dovedeste, din matematica care descrie linia iosincrona, pantele acestor linii iocronice echivaleaza cu varstele unitatii de roca la orele zero, 1 si 2.

Cu toate acestea, procedura analitica nu este la fel de simpla ca masurarea cat de multi atomi de 87Rb si 87Sr sunt in mai multe probe dintr-un corp de granit. In primul rand, in practica, diferitele numere de atomi 87Rb si 87Sr din mai multe probe nu cad de obicei pe o linie coerenta atunci cand sunt reprezentate. In al doilea rand, numarul atomilor acestor elemente in probele de granit sunt foarte mici, ceea ce face ca masurarile precise sa fie foarte dificile.

Solutia la ambele dificultati este oferita de un instrument conceput in scopul masurarii izotopilor: spectrometrul de masa. Poate distinge intre izotopi in functie de greutatea lor atomica. Mai mult, este cel mai sensibil la masurarea raporturilor izotopilor.

Izotopul stabil al strontiului este 86Sr. Asta inseamna ca numerele de atomi de 86Sr din esantioanele de granit nu se modifica, deoarece atomii de 87Rb se descompun la atomi de 87Sr. Astfel, mai degraba decat sa trebuiasca sa numere numerele de atomi 87Rb si 87Sr, spectrometrul de masa este utilizat pentru a masura raporturile 87Rb / 86Sr si 87Sr / 86Sr in probe.

Tehnica izochinca a devenit cea mai buna practica a procedurii standard in datarea radiometrica a rocilor.

Matematica din aceasta procedura se numeste normalizare. De fapt, aduce raporturile variabile 87Rb / 86Sr si 87Sr / 86Sr in relatia liniara numita izochron a carui panta se poate dovedi a fi varsta aparenta a corpului de granit. Astfel, tehnica izochron a devenit cea mai buna practica procedura standard in datarea radiometrica a rocilor.

Privitul „Ridul!”

Acum a iesit in evidenta faptul ca exista o defectiune esentiala a acestei metodologii, care pana acum a fost trecuta cu vederea7. Si ar fi avut ca rezultat o supraestimare a varstelor izochrone.

Se considera ca raporturile 87Rb / 86Sr si 87Sr / 86Sr sunt influentate doar de descompunerea radioactiva a 87Rb in 87Sr. Intreaga teorie a datarii iacronice se bazeaza si depinde de aceasta presupunere aparent rezonabila.

Totusi, aceasta presupunere nu ia in considerare difuzarea de masa diferentiala – tendinta diferitilor atomi de a difuza prin materiale la viteze diferite. In acest caz, atomii 86Sr pot difuza (sau scurge) mai usor decat atomii 87Sr si 87Rb, pur si simplu pentru ca atomii 86Sr sunt mai mici.

Asa cum a spus Robert Hayes de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord, geologii roci de datare trebuie sa fie siguri ca difuzia diferentiala a 87Sr, 86Sr si 87Rb nu a contribuit la o distributie liniara a raporturilor 87Rb / 86Sr si 87Sr / 86Sr, ca intr-un iosincron. .8 Orice astfel de prejudecata liniara care ar putea aparea din acest efect de difuzie a izotopilor ar trebui apoi corectata atunci cand se aplica metodologia de datare radiometrica a izochipului la raporturile izotopice.

Cum se produce difuzia diferentiala

Exista doua modele matematice pentru difuzie printr-un solid. Acestea sunt difuzia in stare constanta si dinamica corespunzatoare primelor si a doua legi Fick, bine studiate, respectiv 9. Forta motrice in difuzie este un gradient de concentrare care incearca sa omogenizeze toate substantele la scari microscopice. Pana la lasarea gradientului de concentratie sa se apropie de zero datorita procesului de difuzie, se poate astepta ca difuzarea fiecarei specii izotopice sa respecte a doua lege a lui Fick. Desigur, geologii ar sustine ca conditia aproape de zero ar fi abordata lent pe perioade geologice, astfel incat pana in prezent, o astfel de difuzie nu a fost considerata o problema a datarii izochice a rocilor.

Cu toate acestea, coeficientul de difuzie este de asteptat sa fie diferit pentru fiecare izotop pentru o matrice data in conformitate cu diferentele fiecaruia in masa, legare chimica, tipuri de defecte si concentratii.

Difuzarea din si in jurul limitelor de cereale poate fi de asteptat sa fie efectul dominant atunci cand esantioanele datate includ limitele de cereale in matricea rocilor. Acesta va fi cazul tuturor probelor de roca, chiar si a celor de la care mineralele sunt separate pentru datarea izoic. Toate probele de roca au fractiuni mari de granite, astfel incat toate acestea vor suferi de aceste efecte mai difuze de difuzie.

Exista mai multe aproximari pentru a tine cont de efectul de masa, incepand cu aproximarea ca vibratiile dintr-o grila de cristal au toate aceleasi frecvente armonice. Legatura atomica intre atomii ca intr-un cristal avand aceeasi rezistenta este, de asemenea, o buna aproximare, desi aproximarea unei dependente de masa poate da rezultate mai bune. In ambele cazuri, aproximarea unui arc clasic fiind legatura atomica intre atomi alaturat da nastere la efectul de masa al frecventei de oscilatie. Astfel patratul frecventei vibrationale este invers proportional cu masa izotopica a unui atom de difuzie.

O distributie de frecventa ofera mecanismului de baza care conduce izotopii de masa inferioara pentru a difuza mai repede decat izotopii de masa mai mari. Aceasta inseamna ca frecventa vibratiilor cu 86Sr este cu doar 1% mai mare decat cea pentru 87Sr la temperatura camerei. Pe parcursul presupuselor perioade geologice, acest lucru nu ar trebui pur si simplu presupus ca ar avea ca rezultat un factor de frecventa neglijabil, fara a sustine suficient verificarea masuratorilor. Acest lucru devine deosebit de adevarat pentru esantioanele care includ fractiuni mari ale granitelor.

Scara relativa a efectelor de crestere a difuziei in solide este cea mai mica pentru difuzarea vacanta urmata de difuzia interstitiala, difuzia la granita fiind cel mai mare mecanism potential atunci cand este disponibil. Acest lucru contribuie la un efect de difuzie de masa izotopica specifica esantionului, deoarece contributiile de impuritati, defecte si granite pot varia substantial in cadrul unui esantion de roca daca sunt incluse incluziuni granulare.

Strontiul este in aceeasi familie chimica ca calciul si magneziul. Pe de alta parte, rubidiul este in aceeasi familie chimica ca potasiul si sodiul. Acele minerale care contin K sau Na, cum ar fi Na-plagioclaza si / sau K-feldspat pot fi de asteptat sa aiba un continut de Rb mai mare datorita substitutiei potentiale a familiei. In mod similar, mineralele care ar contine, in mod normal, Ca sau Mg, cum ar fi Ca-plagioclaza, olivina si / sau piroxen, pot fi de asteptat sa aiba un continut de Sr mai mare datorita inlocuirii familiei.

Rocile ignee sunt tintele principale pentru datarea izochinca si vor contine plagioclaza si uneori K-feldspat, plus sau minus alte minerale relevante. Acele cristale de feldspat vor contine adesea un continut de Rb mai mare decat celelalte minerale care nu au continut de K.

Cristalizarea rocilor igrene va avea loc, in general, cu viteze diferite, in functie de faptul ca acestea s-au racit subterane (granite) sau de suprafata pamantului (bazalturi). Aceasta da nastere la fractionarea continutului Rb si Sr al magmei in diferite minerale compatibile la diferite temperaturi pe masura ce rocile se cristalizeaza. Astfel, ratele de mobilitate si solidificare se vor schimba odata cu temperatura, stabilind conditiile initiale pentru raporturile izotopice in fiecare mineral.

Aceste efecte dau nastere la o distributie naturala a raporturilor Rb / Sr intr-un mineral. Aceasta variatie permite distribuirea liniara sa produca izochroni care furnizeaza estimari de date pentru roci si mineralele lor constitutive. Actiunea suplimentara de degradare radioactiva poate duce apoi la o dependenta functionala, cu conditia sa nu mai aiba loc o amestecare suplimentara in roca, cum ar fi prin infiltrarea apei subterane, re-cresterea cristalelor sau degradarea materialului prin intemperii si eroziune.

Difuzia in stare solida poate avea loc prin mai multe mijloace. Acestea includ mecanisme interstitiale, vacante si chiar mai multe locuri vacante. Acest lucru poate aparea pe suprafata unei roci, prin granitele si direct prin volumul unei roci (desi mult mai lent). Cea mai semnificativa dintre acestea este de-a lungul suprafetei rocii urmata de transportul de-a lungul granitelor.

Aceste mecanisme de difuzie respecta, in general, toate dependenta de temperatura a coeficientului de difuzie. Cand au loc mecanisme de difuzie multiple, produsul coeficientilor de difuzie individuala lasa dependenta de temperatura totala neschimbata. In mod similar, deoarece difuzia este exponentiala, energia globala de activare rezultata pentru difuzie este suma energiilor individuale de activare.

Acest efect de izotop nu este dezbatut pe larg in literatura de geocronologie (daca este deloc). In solide, difuzivitatea unui material prin altul depinde in continuare de masa, ceea ce inseamna ca 86Sr se difuzeaza printr-un material mai repede decat 87Rb sau 87Sr. In functie de legatura chimica a 87Rb, 86Sr ar trebui, in general, sa difuzeze mai rapid decat acest izotop. Raza atomica a lui Rb este cu 20% mai mare decat cea a lui Sr, ceea ce face ca ambii izotopi Sr sa fie in general mai difuzati. Deoarece 86Sr este mai mica in masa decat 87Sr, 86Sr este mai difuziv dintre aceste doua izotopi. Aceasta are apoi potentialul de a crea o distributie izotopica naturala intr-un esantion datat independent de descompunerea radioactiva.

Efectele asupra datelor Isochron

Pentru a evalua efectele acestei difuzii izotopice pe baza luarii in considerare a tuturor acestor mecanisme discutate, Robert Hayes a efectuat cu atentie simulari numerice de difuzie dintr-o sursa punctuala. Evaluand efectele doar a raporturilor 87Rb / 86Sr si 87Sr / 86Sr, el a descoperit ca principiile de baza in joc sunt efectul de masa si efectele legate de legarea chimica.

Pentru raportul 87Sr / 86Sr, 86Sr are o masa mai mica, ceea ce duce la distribuirea izotopului mai usor fiind reprezentata de un parametru de abatere standard mai mare decat cel al celui mai greu izotop dupa difuzie. Un rezultat similar este valabil si pentru raportul 87Rb / 86Sr, desi este rezonabil sa ne asteptam ca in circumstante unice, fortele de legare chimica sa poata oferi efectul dominant in coeficientul de difuzie.

Nu exista niciun motiv sa va asteptati, in general, ca oricare dintre acesti izotopi va difuza in acelasi ritm prin orice material cu timpul si ca acest efect ar trebui luat in considerare in datarea izotopica a probelor de roca.

Raza lui Rb este mai mare decat cea a Sr elementara cu aproximativ 15%, astfel incat, in general, izotopii Sr ar trebui sa difuzeze masurabil mai rapid decat cei ai lui Rb. Cu toate acestea, Hayes a descoperit ca singura afirmatie fundamentala care poate fi aplicata tuturor scenariilor este ca nu exista niciun motiv sa ne asteptam in general ca unul dintre acesti izotopi se va difuza in acelasi ritm prin orice material cu timpul si ca acest efect ar trebui luat in considerare in datarea izotopica a probelor de roca.

Au existat trei regimuri potentiale diferite pentru amploarea coeficientilor de difuzie si a energiilor de activare in simularile numerice ale lui Hayes. A fost o cerinta ca difuzia de 86Sr sa fie mai mare decat difuzarea de 87Sr datorita efectului izotopului asupra elementelor identice. Totusi, in principiu, difuzarea poate ajunge la oricare dintre urmatoarele relatii:

86Sr> 87Sr> 87Rb,

86Sr> 87Rb> 87Sr, si

87Rb> 86Sr> 87Sr.

Cazul cel mai asteptat este cel de 86Sr> 87Sr> 87Rb din cauza dimensiunii atomice mai mari a Rb fata de Sr, ceea ce face ca Sr sa fie mai difuziv in general.

Presupunand concentratii egale si energii de activare avand diferente neglijabile, rezultatele lui Hayes au produs parcele aproape liniare. Ceea ce a fost mai degraba revelator a fost faptul ca acestea ar putea fi confundate cu usurinta in relatiile liniare, ca in liniile isocronice, daca doar cateva puncte de date erau alese dintre cele cincizeci care definesc fiecare diagrama.

Hayes a subliniat cat de semnificativ s-a aplicat studiilor de datare iocronice, deoarece in literatura de date este de obicei normal ca o varsta geologica sa fie atribuita folosind mai putin de sapte puncte de date pentru a defini izochronii. Pe baza analizei sale, obtinerea unui complot liniar asemanator izochronului este practic garantata pe baza acestui singur efect de difuzie a izotopilor diferentiali!

Nu este surprinzator, Hayes a constatat ca scenariul 87Rb> 86Sr> 87Sr produce o corelatie negativa, adica o relatie liniara inclinata negativ. Acest lucru nu se potriveste cu realitatea izochronilor inclinati pozitiv produsi in sistemele naturale din roci. Astfel, datorita faptului ca are cea mai mare dimensiune si masa, mecanica de legare chimica de 87Rb determina sa nu difuzeze mai rapid decat ambii izotopi Sr.

Cu toate acestea, Hayes a stabilit ca aproape toate probele de roca si minerale care sunt afectate de difuzia diferentiala a izotopilor vor avea o neliniaritate in distributia raporturilor lor izotopice. Aceasta distributie poate fi apoi legata de prejudecata acestui efect de difuzie diferentiala independent de distributia pur liniara cauzata de descompunerea radioactiva. Daca nu se face acest lucru, izochronii rezultati vor estima gresit adevaratele varste ale rocilor si mineralelor.

Trebuie subliniat faptul ca o astfel de difuzie diferentiala este o realitate inevitabila in roci si minerale. Acest lucru se datoreaza faptului ca radioizotopii parinti (87Rb, 147Sm, 238U, 235U) si produsele fiice ale acestora (87Sr, 143Nd, 206Pb, 207Pb) nu sunt elementele care formeaza mineralele din roci datate, ci sunt doar oligoelemente care inlocuiesc in sau sunt prinse in interior, retelele de cristal ale acestor minerale care formeaza roca. Ca atare, acestea sunt tinute mai vag in retelele de cristal si, prin urmare, sunt mult mai susceptibile sa difuzeze decat oricare dintre elementele majore care sunt mai strans legate pentru a forma cristalele minerale.

Hayes a concluzionat ca a demonstrat ca cea mai simpla abordare pentru a elimina efectele de difuzie in masa in stare solida care ar fi avut loc ar fi sa nu foloseasca raporturi izotopice in probele de intalnire. Cu alte cuvinte, tehnica de intalniri izorone este defectuoasa si induce in eroare, de aceea trebuie luate in considerare doar varstele modelului. Cu toate acestea, este deja bine stabilit ca varstele modelului pentru o unitate de roca, bazate pe faptul ca sunt pe probe individuale, sunt, de obicei, imprastiate in mod substantial si, prin urmare, sunt aproape total nesigure. Deci, fara ca datarea ironic sa fie la fel de fiabila asa cum se credea anterior, toate eforturile de a utiliza radioizotopii pentru a roca date sunt foarte inselatoare si discutabile.

Doua solutii propuse

Hayes a propus doua solutii. In primul rand, efectele de difuzie diferentiala asupra izotopilor parinti si fiici din fiecare esantion (roca sau mineral) care urmeaza sa fie utilizati intr-un studiu de datare iocronica trebuie mai intai evaluate individual si potential cuantificate. Doar atunci aceste efecte pot fi inlaturate atunci cand se utilizeaza raporturile izotopice in cauza pentru a trasa izochronii si pentru a determina varstele rocilor si mineralelor.

Si, in al doilea rand, alternativ, ar trebui efectuate analize statistice minutioase ale raporturilor izotopice obtinute si ale izochronilor pe care se planifica pentru a determina si a elimina efectele de difuzie diferentiala. Doar atunci rapoartele isotopice „corectate” ar putea fi utilizate pentru a trasa izochronii „corectati” pentru a obtine varste aparent mai fiabile pentru roci.

Insa aceasta este o abordare foarte subiectiva, deoarece astfel de instrumente statistice utilizate de comunitatea geocronologiei sunt concepute pur si simplu pentru a elimina raporturile izotopice care nu intra strans pe o linie isocrona si obtin ceea ce este considerat apoi o varsta viabila pentru roca. Ar putea fi in schimb ca raporturile izotopice care intra pe izocron sunt de fapt cele mai afectate de difuzia diferentiala, care, a demonstrat Hayes, produce comploturi liniare asemanatoare cu izochronii! Astfel, acestea sunt punctele de date care ar trebui aruncate!

Mai mult, Hayes a sugerat, de asemenea, ca o analiza statistica riguroasa suficienta pentru a discrimina o liniara de la o distributie neliniara nu este in general posibila fara un numar mult mai mare de puncte de esantion, pana la treizeci. Intr-adevar, el a sugerat ca pentru a evita o falsa pozitiva, sunt recomandate cel putin sapte puncte. Dar munca implicata in prima evaluare a fiecarui esantion pentru difuzia diferentiala a izotopilor sai devine astfel aproape prohibitiva.

Singura alta alternativa Hayes propusa este de a elimina marginile boabelor minerale separate pentru analize izotopice inainte de a continua la determinarea spectrometrului de masa a raporturilor lor izotopice. Aceasta sugestie se bazeaza pe premisa ca cele doua componente dominante ale difuziunii diferentiale apar de-a lungul suprafetelor rocilor si marginilor mineralelor si intre si de-a lungul granitelor granulelor. Prin eliminarea limitelor de cereale, se elimina eficient acele doua componente dominante ale difuziei izotopice diferentiale care s-a produs. Totusi, pentru a face mai mult de sapte esantioane pentru fiecare determinare a izochronului devine o corvoada foarte obositoare. Si nu exista nicio garantie ca toate granitele de cereale au fost eliminate si astfel efectele difuziei izotopice diferentiale dominante au fost eliminate.

Difuzia nu este singura problema

Desi studiul lui Hayes este deschizator de ochi si suna o alarma, difuzia izotopica diferentiala nu este singura problema pentru metodele de intalnire radioizotopa fiind descoperite acum.

In primul rand, pentru a determina o varsta radiometrica, trebuie sa fii sigur ca ratele de descompunere ale radioizotopilor parinti au fost stabilite cu exactitate si ca au fost constante tot timpul de la formarea rocilor. Proiectul RATE a descoperit mai multe linii de dovezi impecabile care demonstreaza ca ritmurile de descompunere a radioizotopului nu au fost constante in trecut, ci au fost in schimb brute accelerate, cel putin in perioada inundatiilor Genesis cataclismice globale.10 Mai mult, determinarile experimentale din ultimii 60–80 de ani au esuat. pentru a determina cu exactitate valorile de astazi pentru aceste rate de descompunere a radioizotopilor.11 Astfel, fara a cunoaste cu exactitate ritmurile de descompunere constante, aceste radioizotopuri care dateaza „ceasuri” pur si simplu nu pot determina varsta rocilor.

In al doilea rand, in timpul procesului analitic in sine, acesti izotopi sunt fractionati in functie de greutatile lor atomice.12 Adica, procesul analitic in sine provoaca separarea si migrarea izotopilor in esantioanele analizate. Este o alta forma de difuzie in functie de diferitele mase ale izotopilor. Daca s-a produs difuzie izotopica diferentiala la esantioane inainte de a fi analizate, iar fractionarea in masa ulterioara are loc ulterior in timpul analizelor probelor, atunci raporturile de izotopi masurati rezultand cu greu pot reflecta cu exactitate trecerea in timp a degradarii radioactive din trecut.

Si in al treilea rand, nu putem fi niciodata siguri de concentratiile de izotopi fiici respectivi in roci atunci cand s-au format, adica conditiile de pornire.13 In metoda potasiu-argon (K-Ar), se presupune ca nu a existat nici o fiica Ar in roca cand s-a format, si astfel tot Ar masurata acum a rezultat din degradarea radioactiva a K de cand s-a format roca. In cazul metodelor Rb-Sr, Sm-Nd si U-Pb, se sustine ca raporturile izotopice initiale atunci cand roca formata poate fi determinata din liniile izocronice reprezentate, sau Pb initial (comun) poate fi determinat din esantioanele continut de 204Pb non-radioactiv-descompus. Dar acum s-a aratat cat de nesigure sunt astfel de izochroni.

Concluzie

Aceasta descoperire si prezentarea recenta a difuziei izotopilor diferentiali ca un defect esential in datarea de izochizi radioizotopi este doar un „cuie in sicriu” al acestor metode de datare radioizotop. Daca difuzia diferentiala a izotopilor are loc in rocile si mineralele pe care le contin, astfel incat reprezentarea raporturilor lor izotopice analizate produce linii drepte care nu se disting de izochroni, atunci nu putem fi niciodata siguri ca s-au obtinut izocroni adevarati si astfel sa se corecteze varste izoacre.

Cu toate acestea, astfel de izochroni falsi se pot datora si difuzarii ulterioare sau fractionarii masei izotopilor in timpul procesului de analiza a probelor pentru a masura raporturile de izotopi care au fost reprezentate ca acesti izochroni. Mai mult, daca nu putem fi siguri cu privire la concentratiile initiale ale izotopilor in roci atunci cand s-au format (adica conditiile de pornire) si nu putem fi siguri ca ratele de descompunere au fost constante de la formarea rocilor, atunci aceste „ceasuri” de descompunere radioizotopice pur si simplu nu pot fi folosit pentru a ne oferi in mod fiabil varste absolute pentru roci.

Defectiunea cheie gasita in radioizotopul Isochron Dating

Atomi, izotopi si radioizotopi

Isochron Dating

Privitul „Ridul!”

Cum se produce difuzia diferentiala

Efectele asupra datelor Isochron

Doua solutii propuse

Difuzia nu este singura problema

Concluzie

Populare

Afacere proprie, angajat la stat sau angajat la privat? Pro &...

Cum alegi cel mai bun brad de Crăciun?

Afla cum iti poti lansa o mica afacere folosind un spatiu...

Top 10 cele mai supraevaluate filme din toate timpurile

10 regizori care au facut un film de groaza si au...

10 documentare care au schimbat perceptia publicului

Top 10 interviuri controversate cu celebritati din toate timpurile

Top 10 cele mai memorabile momente ale premiilor Oscar

Cum se schimba viata atunci cand intri in cercurile sociale ale...

10 povesti ciudate din lumea rap pe care sa le cunosti