Datare rubidiu-stronțiu
Datarea rubidiu-stronțiu este o tehnică de datare radiometrică utilizată de oamenii de știință pentru a determina vârsta rocilor și mineralelor, pe baza conținutului unor izotopi specifici de rubidiu ( 87 Rb) și stronțiu ( 87 Sr, 86 Sr).
Studiile chimiștilor germani Otto Hahn și Fritz Strassmann au contribuit la dezvoltarea acestei metode, iar în 1938 au condus la descoperirea fisiunii nucleare pentru care Otto Hahn a primit ulterior Premiul Nobel .
Principiile de funcționare
Utilizarea metodei cu izotopi rubidiu-stronțiu constă în faptul că 87 Rb (unul dintre cei doi izotopi naturali ai rubidiului) se descompune la 87 Sr cu un timp de înjumătățire de 49,23 miliarde de ani. Mai mult, rubidiul este un element extrem de incompatibil care, în timpul fuziunii parțiale a mantalei Pământului , tinde să rămână în topitura magmatică mai degrabă decât să se acumuleze în mineralele mantalei. Din acest motiv, Rb este prezent într-un procent îmbogățit în rocile scoarței terestre. Fiul nuclid, 87 Sr, apare în procesul de descompunere și a fost produs în timpul nucleosintezei stelare înainte de formarea sistemului solar .
Diferitele minerale dintr-un mediu geologic dat tind să dobândească raporturi diferite în timp între stronțiul nuclid radiogen-87 și izotopul natural stronțiul-86 ( 87 Sr / 86 Sr). Vârsta lor poate fi calculată prin măsurarea raportului 87 Sr / 86 Sr cu spectrometrie de masă ; este necesar să se cunoască procentul de 87 Sr în momentul în care s-a format mineralul, se calculează cantitatea de 87 Rb din măsura rubidiului prezent, cunoscând raportul în greutate 85 Rb / 87 Rb.
Dacă aceste minerale s-au cristalizat în aceeași topitură silicioasă , fiecare mineral avea inițial același raport 87 Sr / 86 Sr. Cu toate acestea, deoarece rubidiul înlocuiește potasiul K și aceste minerale au avut inițial rapoarte K / Ca diferite, în cele din urmă vor avea rezultate diferite Rb / Rapoarte Sr.
În timpul cristalizării fracționate , Sr tinde să se concentreze în plagioclază , lăsând Rb în faza lichidă. Prin urmare, raportul Rb / Sr în magma reziduală tinde să crească în timp și, prin urmare, se constată că rocile au raporturi Rb / Sr în creștere pe măsură ce diferențierea crește. Cele mai mari valori ale raportului Rb / Sr, de la 10 în sus, se găsesc în pegmatită .
Raportul Rb / Sr tinde de obicei să crească în următoarea ordine: plagioclază , hornblendă , feldspat , biotit , muscovit . Prin urmare, dacă se acordă suficient timp pentru acumularea a 87 Sr de origine radiogenă, raportul măsurat de 87 Sr / 86 Sr va fi diferit în minerale și va tinde să crească în aceeași ordine.
Calculul vârstei
Calculul vârstei unui eșantion se face analizând unele materiale din diferite sub-eșantioane prelevate din diferite părți ale eșantionului original. Raportul 87 Sr / 86 Sr pentru fiecare probă este reprezentat grafic față de raportul 87 Rb / 86 Sr din diagrama de datare izocronă . Dacă aceste rapoarte sunt aranjate în linie dreaptă, atunci eșantioanele sunt consistente și calculul vârstei este fiabil. Panta curbei indică vârsta eșantionului.
Angajamente
Geocronologie
Metoda de datare Rb-Sr este folosită pe scară largă în datarea rocilor terestre, lunare și meteorite . Dacă conținutul inițial de Sr este cunoscut sau poate fi extrapolat, atunci vârsta probei poate fi calculată prin măsurarea concentrațiilor de Rb și Sr și raportul 87 Sr / 86 Sr. Valorile indică doar vârsta corectă a probei , dacă roca nu a suferit modificări semnificative.
Un aspect important în urmărirea izotopilor este că Sr derivat din procesele dedegradare meteorică are același raport 87 Sr / 86 Sr ca mineralul din care derivă. Aceasta este o sursă potențială de eroare pentru rocile terestre, în timp ce este practic irelevantă pentru rocile lunare sau meteoriții, unde nu sunt prezente reacții de degradare atmosferică.
Geochimie izotopică
Rapoartele inițiale 87 Sr / 86 Sr sunt utilizate în arheologie , paleontologie și știință criminalistică deoarece valorile lor măsurate într-un schelet, o coajă de mare sau un artefact ceramic sunt direct comparabile cu cele ale rocii matrice din care derivă sau din care organismul pe care l-a hrănit. Prin urmare, prin măsurarea curentului 87 86 raportul Sr / Sr (și , adesea , de asemenea , raportul dintre cei doi izotopi de neodim 143 144 Nd ND), este posibil să se obțină amprenta geologică a obiectului și , de asemenea , pentru a studia posibile căi de migrație.
Stratigrafie cu izotop de stronțiu
Stratigrafia izotopului stronțiului se bazează pe variația raportului 87 Sr / 86 Sr în funcție de timp în apa de mare. Aplicarea acestei tehnici este în general limitată la carbonați , pentru care curba este bine definită față de Cenozoic ; în schimb, datorită nivelului scăzut de conservare a secvenței carbonatice, aceasta nu a fost încă bine definită pentru perioadele mezozoice și anterioare.
În secvențe mai vechi, modificarea diagenetică , combinată cu o mai mare incertitudine în estimarea vârstelor absolute datorită lipsei suprapunerii cu alte metode de datare geologică (cum ar fi datarea uraniului-toriu ), duce la o mai mare incertitudine în definirea exactă a formei curbei a izotopilor Sr din apa de mare.
Roci lunare
Metoda a fost aplicată și probelor de roci lunare , rezultând o vârstă de aproximativ 4,5 miliarde de ani. [1]
Notă
- ^ Carlson, RW; Borg, LE; Gaffney, AM; Boyet, M. (2014): Rb-Sr, Sm-Nd și Lu-Hf sistematică izotopică a suitei lunare Mg: vârsta crustei lunare și relația sa cu timpul de formare a Lunii , Phil. Trans. R. Soc. A., 372
Bibliografie
- SB Jacobsen, J. Wills și Q. Yin, Înregistrările izotopilor apei de mare, evoluția crustală, tectonica și evoluția atmosferică ( PDF ), a șaptea conferință anuală VM Goldschmidt , Tucson, AZ, 1997, pp. 103-104.
- Tabel periodic - stronțiu , în Resurse pe izotopi , USGS, ianuarie 2004. Accesat la 10 noiembrie 2016 .
- H. -G. Attendorn și Robert Bowen, Rubidium - Strontium Dating , în Isotopes in the Earth Sciences , Springer, 1988, pp. 162–165, ISBN 978-0-412-53710-3 .
- John Victor Walther, Rubidium - Strontium Systematics , în Essentials of geochemistry , Jones & Bartlett Learning, 2009, pp. 383–385, ISBN 978-0-7637-5922-3 .
linkuri externe
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre întâlnirea cu Rubidium-Strontium
