Radiometrisk datering | ett sätt att ta reda på hur gammalt något är
Radiometrisk datering (ofta kallad radioaktiv datering) är ett sätt att ta reda på hur gammalt något är. Metoden jämför mängden av en naturligt förekommande radioaktiv isotop och dess sönderfallsprodukter i prover. Metoden använder sig av kända sönderfallshastigheter. Det är den mest använda metoden inom geokronologin, det huvudsakliga sättet att ta reda på åldern på stenar och andra geologiska egenskaper, inklusive jordens egen ålder.
Den används för att datera många typer av naturliga och konstgjorda material. Fossiler kan dateras genom att man tar stenprover ovanför och under fossilets ursprungliga position. Radiokoldatering används ofta för att datera arkeologiska material, inklusive forntida artefakter.
Radiometriska dateringsmetoder används för att fastställa den geologiska tidsskalan. Bland de mest kända metoderna finns koldioxiddatering, kalium-argondatering och uran-bly-datering.
Ales stenar i Kåseberga, cirka tio kilometer sydost om Ystad i Sverige, daterades till 600 e.Kr. med hjälp av kol-14-metoden på organiskt material som hittades på platsen.
Radioaktivt sönderfall
All vanlig materia består av kombinationer av kemiska grundämnen, vart och ett med sitt eget atomnummer, som anger antalet protoner i atomkärnan. Grundämnen finns i olika isotoper, där varje isotop av ett grundämne skiljer sig åt i antalet neutroner i kärnan. En viss isotop av ett visst grundämne kallas för en nuklid. Vissa nuklider är naturligt instabila. Det vill säga att en atom av en sådan nuklid vid någon tidpunkt spontant kommer att övergå till en annan nuklid genom radioaktivt sönderfall. Nedbrytningen kan ske genom emission av partiklar (vanligtvis elektroner (betasönderfall), positroner eller alfapartiklar) eller genom spontan kärnklyvning och elektroninfångning.
Åldersekvationen
Det matematiska uttrycket som relaterar radioaktivt sönderfall till geologisk tid är:
D = D0 + N(eλt - 1)
där
t är urvalets ålder,
D är antalet atomer av dotterisotopen i provet,
D0 är antalet atomer av dotterisotopen i den ursprungliga sammansättningen,
N är antalet atomer av moderisotopen i provet, och
λ är den ursprungliga isotopens sönderfallskonstant, som är lika med inversen av den ursprungliga isotopens radioaktiva halveringstid gånger den naturliga logaritmen av 2.
Denna ekvation använder information om föräldra- och dotterisotoper vid den tidpunkt då materialet stelnade. Detta är välkänt för de flesta isotopiska system. Genom att plotta en isokrona (rak linjediagram) löser man åldersekvationen grafiskt. Den visar provets ålder och den ursprungliga sammansättningen.
Samarium-neodym (Sm/Nd) isokrondiagram för prover från Great Dyke, Zimbabwe. Åldern beräknas från isokronans lutning (linje) och den ursprungliga sammansättningen från isokronans skärningspunkt med y-axeln.
Förutsättningar
Metoden fungerar bäst om varken modernukliden eller dotterprodukten kommer in i eller lämnar materialet efter bildningen. Allt som förändrar de relativa mängderna av de två isotoperna (ursprunglig och dotterprodukt) måste noteras och undvikas om möjligt. Kontaminering utifrån eller förlust av isotoper vid någon tidpunkt från stenens ursprungliga bildning skulle ändra resultatet. Det är därför viktigt att ha så mycket information som möjligt om det material som ska dateras och att kontrollera eventuella tecken på förändring.
Mätningar bör göras på prover från olika delar av bergskroppen. Detta hjälper till att motverka effekterna av uppvärmning och pressning, som en sten kan uppleva under sin långa historia. Olika dateringsmetoder kan behövas för att bekräfta åldern på ett prov. I en studie av Amitsoq-gnejserna från västra Grönland användes till exempel fem olika radiometriska dateringsmetoder för att undersöka tolv prover och man fick en samstämmighet med en noggrannhet på 30 miljoner år om en ålder på 3 640my.
Frågor och svar
F: Vad är radiometrisk datering?
S: Radiometrisk datering (ofta kallad radioaktiv datering) är ett sätt att ta reda på hur gammalt något är. Den använder kända sönderfallshastigheter för att jämföra mängden av en naturligt förekommande radioaktiv isotop och dess sönderfallsprodukter i prover.
F: Vilka är några exempel på material som kan dateras med hjälp av radiometrisk datering?
S: Radiometrisk datering kan användas för att datera många typer av naturliga och konstgjorda material, inklusive fossiler, arkeologiska material och gamla artefakter.
F: Hur fungerar koldioxiddatering?
S: Radiokoldatering fungerar genom att man tar prover av bergarter ovanför och under fossilets ursprungliga position. Metoden använder sedan kända nedbrytningshastigheter för att uppskatta åldern på det material som studeras.
F: Vilka är några vanliga tekniker som används vid radiometrisk datering?
S: Vanliga tekniker som används vid radiometrisk datering är koldioxiddatering, kalium-argondatering och uran-bly-datering.
F: Hur används radiometrisk datering för att fastställa den geologiska tidsskalan?
S: Radiometriska dateringsmetoder används för att fastställa den geologiska tidsskalan genom att ge exakta uppskattningar av när vissa händelser inträffade eller när vissa material bildades.
F: Är det möjligt att använda radiometriska data på levande organismer?
Svar: Nej, det är inte möjligt att använda radiometrisk dataning på levande organismer eftersom de inte innehåller några naturligt förekommande radioaktiva isotoper som kan mätas med denna teknik.
