Datarea cu uraniu-toriu
Uraniu-toriu , datând, de asemenea , menționate de diverse alte denumiri , cum ar fi toriu-230 , datând, seria uraniu dezechilibru datând, seria uraniu intalniri, este o tehnică de întâlnire radiometrice dezvoltat în anii 1960 și a intrat în folosință în următorul deceniu; este folosit pentru a determina vârsta materialelor care conțin carbonat de calciu , cum ar fi concrețiile calcaroase din peșteri sau corali . [1]
Spre deosebire de alte metode de datare radiometrică, precum datarea cu rubidiu-stronțiu sau datarea cu uraniu-plumb , tehnica uraniu - toriu nu măsoară acumularea produsului final al unui proces de dezintegrare radioactivă . Metoda calculează vârsta pe baza măsurii gradului de restabilire a echilibrului secular într-o probă dată, între izotopii toriu-230 și nucleul său părinte, uraniul-234 .
Premise
Toriu nu este solubil în apă în condițiile găsite în mod normal la suprafața pământului, prin urmare materialele acumulate de aceste ape nu conțin în mod normal acest element. Pe de altă parte, uraniul este parțial solubil în apă, astfel încât materialul care precipită sau crește cu apă naturală conține, de asemenea, urme de uraniu, de obicei măsurabile în câteva părți pe milion sau chiar pe miliard . În timp, uraniul-234 se descompune cu un timp de înjumătățire de 245.000 de ani în toriu-230. [2] Toriu-230 este, de asemenea, radioactiv și se descompune cu un timp de înjumătățire de 75.000 de ani, mult mai scurt decât cel al uraniului; [2] prin urmare, în loc să se acumuleze la nesfârșit (principiu exploatat în datarea cu uraniu-plumb ), torul tinde să atingă echilibrul vechi cu nucleul său de progenitor uraniu-234. Odată ce echilibrul secular este atins, numărul de nuclizi de toriu-230 care se degradează este egal cu numărul celor care se formează, ceea ce corespunde și numărului de urani-234 se descompune în eșantion.
fundal
În 1908, John Joly, profesor de geologie la Universitatea din Dublin , a constatat că conținutul de radiu din sedimentele profunde era mai mare decât cel al platformei continentale și a suspectat că sedimentele detritice sechestrează radiul prezent în apa de mare. În 1942, Piggot și Urry au descoperit că excesul de radiu corespundea excesului de toriu. A durat încă 20 de ani pentru ca această tehnologie să fie aplicată carbonatelor terestre ( speleoteme și travertin ). Spre sfârșitul anilor 1980, metoda a fost făcută mai precisă prin utilizarea spectrometriei de masă .
Abia după ce cartea seminală a rusului Viktor Viktorovici Cherdyntsev despre uraniu-234 a fost tradusă în engleză, datarea cu uraniu-toriu s-a răspândit la geologii occidentali. [3]
Metode
Datarea în serie a uraniului este o familie de metode de datare radiometrică care pot fi aplicate pe diferite materiale pentru intervale de timp diferite. Fiecare metodă este numită după izotopii utilizați pentru a calcula timpul scurs, în principal nucleul părinte și un nucleid descendent. Opt dintre aceste metode sunt prezentate în tabelul de mai jos.
| Raportul izotopului măsurat | Metoda analitică | Interval de timp (ka) | Materiale |
|---|---|---|---|
| 230 Th / 234 U | Spectroscopie alfa; spectrometrie de masa | 1–350 | Carbonati, fosfati, materie organica |
| 231 Pa / 235 U | Spectroscopie alfa | 1–300 | Carbonati, fosfati |
| 234 U / 238 U | Spectroscopie alfa; spectrometrie de masa | 100-1.000 | Carbonati, fosfati |
| U-trend | Spectroscopie alfa | 10-1.000 (?) | Sedimente de resturi |
| 226 Ra | Spectroscopie alfa | 0,5-10 | Carbonati |
| 230 mii / 232 mii | Spectroscopie alfa | 5-300 | Sedimente marine |
| 231 Pa / 230 Th | Spectroscopie alfa | 5-300 | Sedimente marine |
| 4 El / U | spectrometrie de masă (gaz) | 20–400 (?) | Corali |
Limitele întâlnirilor
Datarea cu uraniu-toriu are o limită superioară de vârstă de aproximativ 500.000 de ani, definită de timpul de înjumătățire al toriu-230, de precizia cu care se poate măsura raportul toriu-230 / uraniu-234 în probă și de precizia cu despre care este remarcat timpul de înjumătățire al toriu-230 și al uraniului-234.
Pentru a aplica această tehnică de datare, trebuie să se măsoare și raportul dintre uraniul 234 și nuclidul său părinte, uraniul 238.
Precizie
Datarea cu uraniu-toriu produce cele mai bune rezultate atunci când este aplicată pe carbonatul de calciu precipitat, cum ar fi cel găsit în stalagmite , travertin și calcarele lacului. Cu oase și scoici, rezultatele sunt mai puțin fiabile.
Spectrometria de masă atinge o precizie de ± 1%, dar permite utilizarea unui eșantion mai mic. Numărarea tradițională a particulelor alfa are o precizie de ± 5%. [4]
Notă
- ^ Owen Davis, Uranium-Thorium Dating , în Biogeography ECOLOGY 438/538 , Departamentul de Geoștiințe , Universitatea din Arizona, primăvara anului 2005. Accesat la 24 octombrie 2015 .
- ^ a b MJ Aitken, Science-Based Dating in Archaeology , Routledge, 25 februarie 2014, p. 124, ISBN 978-1-317-87149-1 .
- ^ a b Henry P. Schwarcz, Uranium series dating of Quaternary deposit , in Quaternary International , vol. 1, ianuarie 1989, pp. 7-17, DOI : 10.1016 / 1040-6182 (89) 90005-0 .
- ^ Henry P. Schwarcz, Uranium series dating in paleoanthropology , in Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews , vol. 1, nr. 2, 2005, pp. 56–62, DOI : 10.1002 / evan.1360010207 .
linkuri externe
- ( EN ) Întâlnire cu uraniu-toriu / Întâlnire cu uraniu-toriu (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
