Radiometrisk datering | en måde at finde ud af, hvor gammel noget er
Radiometrisk datering (ofte kaldet radioaktiv datering) er en måde at finde ud af, hvor gammelt noget er. Metoden sammenligner mængden af en naturligt forekommende radioaktiv isotop og dens henfaldsprodukter i prøver. Metoden anvender kendte henfaldsrater. Det er den mest anvendte metode inden for geokronologi, den vigtigste metode til at finde ud af alderen på sten og andre geologiske træk, herunder selve Jordens alder.
Det bruges til at datere mange former for naturlige og menneskeskabte materialer. Fossiler kan dateres ved at tage prøver af bjergarter over og under fossilets oprindelige placering. Radiokarbondatering bruges meget til at datere arkæologiske materialer, herunder gamle artefakter.
Radiometriske dateringsmetoder anvendes til at fastlægge den geologiske tidsskala. Blandt de mest kendte teknikker er radiokarbondatering, kalium-argon-datering og uran-bly-datering.
Ale's sten i Kåseberga, omkring ti kilometer sydøst for Ystad i Sverige, blev dateret til 600 e.Kr. ved hjælp af kulstof-14-metoden på organisk materiale fundet på stedet.
Radioaktivt henfald
Alt almindeligt stof består af kombinationer af kemiske grundstoffer, der hver især har deres eget atomnummer, som angiver antallet af protoner i atomkernen. Grundstoffer findes i forskellige isotoper, hvor hver isotop af et grundstof varierer i antallet af neutroner i atomkernen. En bestemt isotop af et bestemt grundstof kaldes en nuklid. Nogle nuklider er naturligt ustabile. Det vil sige, at et atom af en sådan nuklid på et tidspunkt spontant vil ændre sig til en anden nuklid ved radioaktivt henfald. Nedbrydningen kan ske ved emission af partikler (normalt elektroner (beta-nedbrydning), positroner eller alfapartikler) eller ved spontan kernespaltning og elektronindfangning.
Aldersligningen
Det matematiske udtryk, der relaterer radioaktivt henfald til geologisk tid, er:
D = D0 + N(eλt - 1)
hvor
t er stikprøvens alder,
D er antallet af atomer af datterisotopen i prøven,
D0 er antallet af atomer af datterisotopen i den oprindelige sammensætning,
N er antallet af atomer af moderisotopen i prøven, og
λ er henfaldskonstanten for moderisotopen, som er lig med den omvendte af den radioaktive halveringstid for moderisotopen gange den naturlige logaritme af 2.
Denne ligning anvender oplysninger om moder- og datterisotoper på det tidspunkt, hvor materialet størknede. Dette er velkendt for de fleste isotopiske systemer. Ved at plotte en isochron (en retlinet graf) kan man løse aldersligningen grafisk. Den viser prøvens alder og den oprindelige sammensætning.
Samarium-neodymium (Sm/Nd) isochronplot af prøver fra Great Dyke, Zimbabwe. Alderen er beregnet ud fra isokronens hældning (linje) og den oprindelige sammensætning ud fra isokronens skæringspunkt med y-aksen.
Forudsætninger
Metoden fungerer bedst, hvis hverken modernuklidet eller datterproduktet kommer ind i eller forlader materialet efter dannelsen. Alt, der ændrer de relative mængder af de to isotoper (oprindelig og datter), skal noteres og om muligt undgås. Forurening udefra eller tab af isotoper på et hvilket som helst tidspunkt fra bjergartens oprindelige dannelse vil ændre resultatet. Det er derfor vigtigt at have så mange oplysninger som muligt om det materiale, der skal dateres, og at kontrollere for eventuelle tegn på ændring.
Der bør foretages målinger på prøver fra forskellige dele af bjergarten. Dette er med til at modvirke virkningerne af opvarmning og sammenpresning, som en bjergart kan have været udsat for i sin lange historie. Der kan være behov for forskellige dateringsmetoder for at bekræfte en prøves alder. I en undersøgelse af Amitsoq-gnejserne fra det vestlige Grønland blev der f.eks. anvendt fem forskellige radiometriske dateringsmetoder til at undersøge tolv prøver og opnåede enighed med en nøjagtighed på 30 millioner år om en alder på 3 640my.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er radiometrisk datering?
A: Radiometrisk datering (ofte kaldet radioaktiv datering) er en måde at finde ud af, hvor gammelt noget er. Den bruger kendte henfaldshastigheder til at sammenligne mængden af en naturligt forekommende radioaktiv isotop og dens henfaldsprodukter i prøver.
Sp: Hvad er nogle eksempler på materialer, der kan dateres ved hjælp af radiometrisk datering?
A: Radiometrisk datering kan bruges til at datere mange former for naturlige og menneskeskabte materialer, herunder fossiler, arkæologiske materialer og gamle artefakter.
Spørgsmål: Hvordan fungerer radiokarbondatering?
A: Radiokarbondatering fungerer ved at tage prøver af sten fra over og under fossilets oprindelige placering. Metoden anvender derefter kendte henfaldsrater til at estimere alderen på det undersøgte materiale.
Spørgsmål: Hvilke teknikker anvendes almindeligvis ved radiometrisk datering?
A: De almindelige teknikker, der anvendes til radiometrisk datering, omfatter radiokarbondatering, kalium-argon-datering og uran-bly-datering.
Sp: Hvordan bruges radiometriske dateringer til at fastlægge den geologiske tidsskala?
A: Radiometriske dateringsmetoder anvendes til at fastlægge den geologiske tidsskala ved at give nøjagtige skøn over, hvornår visse begivenheder fandt sted, eller hvornår visse materialer blev dannet.
Spørgsmål: Er det muligt at anvende radiometriske data på levende organismer?
Svar: Nej, det er ikke muligt at anvende radiometriske data på levende organismer, da de ikke indeholder naturligt forekommende radioaktive isotoper, der kan måles med denne teknik.
