Tuumafüüsika isa Ernest Rutherford pakkus 1905. aastal välja radioisotoopide dateerimise meetodi, arvutades mitme uraan mineraalide vanuse. Sellest ajast peale on radioisotoopide tutvumist kasutatud laialdaselt geoloogias, paleontoloogias, arheoloogias … Kas see tehnika on aga eksimatu? Paljud teadlased kahtlevad selles punktis.
Küsimuse valem
Radioisotoop ehk radiomeetriline dateerimine on meetod mitmesuguste radioaktiivseid isotoope sisaldavate objektide vanuse määramiseks. See isotoop (vanem) annab lagunemise tagajärjel uue (tütre). Nende elementide suhte põhjal arvutatakse lähteisotoobi poolestusaeg, teades proovi vanuse.
Siin on kolm kõige kuulsamat kivimite ja mineraalide tutvumisviisi:
Uraani pliianalüüs: uraani lagunemine annab plii, uraani-238 isotoobi poolestusaeg on 4,47 miljardit aastat. Uraan-pliisisaldusega tutvumiseks kasutatakse tavaliselt tsirkooni, mis on tardkivimites tavaline kemikaalikindel mineraal.
Kaalium-argooni meetod: argoon on kaalium-40 lagunemissaadus (poolestusaeg 1,2 miljardit aastat). Tõsi, kaaliummineraalid kaotavad argooni kergesti, seetõttu tehakse kohandused. Sellest hoolimata on see meetod laialt levinud tard- ja settekivimite tutvustamisel.
Reklaamvideo:
Rubiidium-strontsiumi analüüs põhineb rubiidium-87 muundamisel strontsiumiks. Rb87 poolestusaeg ulatub 49 miljardi aastani. Seda tüüpi analüüsi kasutatakse sageli kivide tutvumisel.
Orgaaniliste (bioloogiliste) materjalide vanuse määramiseks on välja töötatud radiosüsiniku meetod. Tutvumisel määratakse radioaktiivse süsiniku (C14) ja stabiilse süsiniku (C12) suhe uuritavas proovis, võttes arvesse, et C14 poolestusaeg on umbes 5730 aastat.
Radiosüsiniku meetodi pakkus välja ameeriklane Willard Libby, mille eest talle omistati Nobeli preemia (1960).
Nüüd on aga teada, et see meetod põhineb kahtlastel postulaatidel: süsiniku isotoopide suhe atmosfääris ei muutu ajas ja ruumis ning elusorganismide isotoopide sisaldus vastab atmosfääri seisundile.
Süsiniku kogunemise pilt
Taimed neelavad koos süsinikdioksiidiga radiosüsinikku ja taimede kaudu satub see loomadele. Kui varem usuti, et orgaanilise objekti "surmaga" ei sisene uus süsinik-14, kuid olemasolev laguneb konstantse kiirusega, samas kui stabiilne süsinik jääb muutumatuks. Tutvumine põhineb neil eeldustel. Kuid tegelikkuses võib uus süsinik tungida biomaterjali - atmosfäärist ja pinnasest, temperatuuri languse ja vulkaaniliste nähtustega …
Nüüd on kindlaks tehtud, et C14 sisaldus atmosfääris muutub sõltuvalt kosmilisest kiirgusest ja Päikese aktiivsusest, piirkonna laiuskraadist, magnetosfääri olekust vulkaanipursketest ja süsinikdioksiidi tsüklist. Lisaks tuumakatsetused ja fossiilsete kütuste pidev põletamine. Kõik see mõjutab negatiivselt tutvumiste täpsust, eriti tänapäevaste proovide puhul.
Selles küsimuses tasub viidata … Piiblile. Eeldatakse, et enne veeuputust (4,5 tuhat aastat tagasi) oli Maa atmosfääri üks kihti vee või niiskuse kaitsev kuppel (1Ms 1: 6-8). See kuppel võiks kaitsta planeeti (ja atmosfääri) kosmilise kiirguse eest, mis tekitab radioaktiivset C14. Sellepärast - ja mitte lagunemise tõttu - võib süsiniku-14 sisaldus Antediluvia proovides olla äärmiselt madal. See tähendab, et C14 arv "jääb" ei kajasta objekti tegelikku vanust.
"Kõrvalekallete" registreerimine
Teoreetiliselt võimaldas süsinikumeetod kindlaks teha mitte rohkem kui 60 tuhat aastat vanad säilmed, pärast seda perioodi jäi C14 ebaoluliseks, kuid massispektromeetria arendamine parandas C14 / C12 suhte mõõtmise "tundlikkust" 1% -lt 0,001% -ni, nii et mõõdetud ajavahemik võis laieneda kuni 90 tuhat aastat.
Kuid seni pole nii väikese (0,001%) suhtega materjale leitud. See tähendab, et nad on kaugel vanusepiirist - 90 tuhat aastat. Lisaks on massispektromeetria võimaldanud näha C14 jälgi kivisöes, õlis, antratsiidis, ulatudes miljonite aastate taha. Ja radiosüsinik peaks ammu kaduma!
Enamik teadlasi seostas selle fakti iidsete kivimite saastamisega tänapäevaste süsinikuallikatega. Ja oleme välja töötanud tõhusad viisid puhastamiseks. Kuid C14 tase püsis endiselt märkimisväärne, umbes 100 korda kõrgem kui instrumentide läbitundlikkus. Ehk siis sama söe vanus "tõmbab" vaid paar tuhat aastat?
Ebamugavad küsimused
Muud meetodid põhinevad suvalistel eeldustel: uraan-plii, kaalium-argoon, rubiidium-strontsium. Eeldatakse, et algselt koosnes kivim ainult lähteelemendist (näiteks uraanist) ja tütart (pliid) ei olnud. Aga mis alusel? Eriti kui me räägime miljonitest aastatest.
Selle tulemusel on kivimi analüüsimisel uraani ülekaalus pliiga võimalik teha järeldusi selle antiikaja kohta. See proov võib siiski olla noor, kuid kõrge esialgse pliisisaldusega. Lisaks võib elementide sisaldus väliste tegurite, näiteks vee mõjul muutuda.
Radiomeetria "püha lehm" on püsiv lagunemiskiirus. "Leiti, et radioaktiivsete elementide lagunemiskiirus ei muutu tänapäeval ühelgi temperatuuril, rõhul ega muul füüsikalisel ega keemilisel mõjul," kirjutab geograaf Juri Golubtšikov. - Otsustati, et see on alati olnud. Olevikus kogutud teabe kohaselt hakkasid nad minevikku taasluua.
Hiljutised katsed seavad kahtluse alla lagunemiskiiruse püsivuse. Ameerika professori John Baumgardneri sõnul on katsed näidanud, et uraani lagunemise määr pliiks ja heeliumiks oli varem palju kõrgem. Ja kui kiirus pole püsiv, kukub kogu tutvumissüsteem kokku …
Praktika on tõe kriteerium
Kui materjalide vanus on täpselt teada, on radiomeetrilise dateerimise täpsust üsna lihtne kontrollida. Siin on vaid mõned näited.
Süsinik-14 tutvumine näitas: äsja tapetud hüljes … suri 1,3 tuhat aastat tagasi, elusate teode kest oli 27 tuhat aastat vana, elava molluski koore vanus oli 2000 aastat.
Kuus laborit viisid Inglismaalt Shelfordist (Cheshire) 18 puidu vanuseanalüüsi. Hinnanguliselt ulatub 26 tuhat kuni 60 tuhat aastat. See on nii täpne!
Ühe Inglise lossi uhmris oli orgaanilise materjali vanus üle 7 tuhande aasta, ehkki lossi vanus on umbes 8 sajandit. Lahenduses kasutati tõenäoliselt väga iidseid mune …
Otsustasime kontrollida viie Laavavoolu vanust Uus-Meremaal Ngauruhoe vulkaanist. Oli teada, et laava voolas üks kord 1949. aastal, kolm korda 1954. aastal ja uuesti 1975. aastal. Kuid kaalium-argooni meetodi järgi oli laavavoogude vanus … 0,2 kuni 3,5 miljonit aastat.
Ja siin on analüüsid "rubiidium-strontsium" ja "kaalium-argoon". Geoloog Stephen Austin on proovinud basalt Colorado Suure kanjoni alumistest kihtidest ja kanjoni servas asuvatest laavavooludest. Kuid analüüs on näidanud, et suhteliselt hiljutine laavavool on 270 Ma vanem kui basaal Grand Canyoni soolestikust!
1990ndatel võttis sama Steve Austin ja ta kolleegid San Heleni vulkaani laavast (USA, 1986 purse) proovid, mille nad andsid laboratooriumile kaaliumi-argooni analüüsiks. Tulemused ületasid kõik ootused: instrumendid näitasid värske laava vanust … 0,3 kuni 2,8 miljonit aastat.
Siin on veel mõned imed: Hualalai basalt (Hawaii, puhang 1801) pärineb 1,6 miljonist aastast või rohkem, Etna mäe laava (Sitsiilia, purse 1792) pärineb 1,4 miljonist aastast.
Moskva Riikliku Ülikooli radiosüsiniku abil mõõdetud värskelt niidetud rohu vanus osutus tuhandeks aastaks. Selgus, et see on autode bensiini vanus: taimed absorbeerivad põlemisel eralduvat süsinikdioksiidi ja C14 on see vaesestatud. Kuna süsinik-14 on vähe, siis on vanus suur. Siin on selline jama.
Probleemid jäävad
“Tegelikult selliseid objekte meil pole, mille vanus oleks meile kindlalt teada … Ainsad erandid on noorimad vulkaanilised objektid, mille tekkeaeg on ajalooliselt fikseeritud” - see on geoloogi Aleksander Lalomovi arvamus.
"Võhiku selja taga on asjaolu, et meil pole usaldusväärset meetodit isotoopide esialgse koguse määramiseks proovis," ütles füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat peapiiskop Georgy Neifakh.
Niisiis, radioisotoopide dateerimise probleemid jäävad alles: see on ainevahetus objekti ja keskkonna vahel, samuti algse isotoopse koostise määramatus. Ja seetõttu on iidsete proovide "kogunenud" vanus kaheldav.
Irina Gromova
