O Uran-Lead seznamka

Ze všech dnes používaných izotopových metod datování je metoda s obsahem uranu nejstarší a při pečlivém provedení nejspolehlivější. Na rozdíl od jakékoli jiné metody má olovnatý olovo zabudovanou přirozenou křížovou kontrolu, která ukazuje, kdy příroda narušila důkaz.

Uran přichází ve dvou běžných izotopech s atomovými hmotnostmi 235 a 238 (nazýváme je 235 U a 238 U). Oba jsou nestabilní a radioaktivní a vylučují jaderné částice v kaskádě, která se nezastaví, dokud se nestanou olovem (Pb). Dvě kaskády jsou různé - 235U se stává 207Pb a 238U se stává 206Pb. To, co činí tuto skutečnost užitečnou, je to vyskytují se různou rychlostí, jak je vyjádřeno v jejich poločasech (čas, za který polovina atomů trvá) rozpad). Kaskáda 235U – 207Pb má poločas životnosti 704 milionů let a kaskáda 238U – 206Pb je výrazně pomalejší s poločasem 4,47 miliardy let.

Když se tedy vytvoří minerální zrno (konkrétně, když se nejprve ochladí pod teplotu zachycení), efektivně nastaví „hodiny“ olovnatého olova. Atomy olova vytvořené rozpadem uranu jsou zachyceny v krystalu a časem se vytvářejí v koncentraci. Pokud nic nenarušuje zrno, aby uvolnilo některý z těchto radiogenních olovo, datování je v koncepci přímočaré. V hornině staré 704 milionů let je 235U v poločasu a bude existovat stejný počet atomů 235 U a 207 Pb (poměr Pb / U je 1). Ve skále dvakrát tak staré bude zbývat jeden atom 235U na každých tři atomy 207Pb (Pb / U = 3) atd. S 238 U roste poměr Pb / U s věkem mnohem pomaleji, ale myšlenka je stejná. Pokud jste vzali kameny všech věkových skupin a vynesli své dva poměry Pb / U ze svých dvou izotopových párů proti každému jiné na grafu, body by tvořily krásnou linii nazvanou concordia (viz příklad vpravo) sloupec).

Oblíbeným minerálem mezi U-Pb datery je zirkon (ZrSiO₄), z několika dobrých důvodů.

Za prvé, jeho chemická struktura má rád uran a nenávidí olovo. Uran snadno nahrazuje zirkonium, zatímco olovo je silně vyloučeno. To znamená, že hodiny jsou skutečně nastaveny na nulu, když se tvoří zirkony.

Za druhé, zirkon má vysokou zachycovací teplotu 900 ° C. Jeho hodiny nejsou snadno narušeny geologický události - ne eroze nebo konsolidace do sedimentární horniny, ani mírný metamorfismus.

Zatřetí, zirkon je v USA rozšířen vyvřelé skály jako primární minerál. Toto dělá to obzvláště cenné pro datování těchto hornin, které nemají fosílie naznačovat jejich věk.

Začtvrté, zirkon je kvůli své vysoké hustotě fyzicky houževnatý a snadno se odděluje od rozdrcených vzorků hornin.

Jiné nerosty někdy používané pro datování olovnatého uranu zahrnují monazit, titanit a dva další zirkoniové minerály, baddeleyit a zirkonolit. Nicméně, zirkon je tak ohromující favorit, že geologové často jen odkazují na "zirkonové datování".

Ale i ty nejlepší geologické metody jsou nedokonalé. Datování skály zahrnuje na mnoha měřeních měření uranu a olova zirkony, poté posouzení kvality údajů. Některé zirkony jsou zjevně narušeny a lze je ignorovat, zatímco jiné případy je těžší posoudit. V těchto případech je diagram konkordie cenným nástrojem.

Vezměme si konkordii: s věkem zirkonů se pohybují směrem ven podél křivky. Ale teď si představte, že nějaká geologická událost narušuje věci, aby unikl náskok. To by vedlo k zirkonům na přímce zpět na nulu v konkordiánském diagramu. Rovná čára odstraní zirkony z konkordie.

Zde jsou důležitá data z mnoha zirkonů. Zneklidňující událost ovlivňuje zirkony nerovnoměrně, zbavuje veškerý náskok od některých, pouze část od ostatních a ponechává některé nedotčené. Výsledky z těchto zirkonů se proto vykreslují podél této přímky a vytvářejí takzvanou nesouhlasnost.

Nyní zvažte diskordii. Pokud dojde k narušení 1 500 milionů let staré skály, která způsobí nesouhlas, pak bude po dobu dalších miliard let nerušeně narušena, celá čára diskordie se bude pohybovat podél křivky konkordie a bude vždy ukazovat na věk rušení. To znamená, že zirkonová data nám mohou říct nejen to, kdy se vytvořila skála, ale také, když během jejího života došlo k významným událostem.

Nejstarší dosud nalezený zirkon pochází ze 4,4 miliardy let. S tímto pozadím v metodě uran-olovo můžete mít hlubší ocenění výzkumu prezentovaného na University of Wisconsin's "Nejstarší kousek Země"včetně stránky 2001 v roce 2001 Příroda který oznámil datum nastavení záznamu.