قطعات گذشته را در زمینه دوستیابی رادیومتری نگه می دارد. این طور است


هنگامی که یک محقق شیئی را بر می دارد – چه تکه چرم از محل حفاری باشد ، چه فسیلی از کشوی موزه یا شهاب سنگی که تازه سقوط کرده است – اولین سوال او ممکن است این باشد: “این چیست؟” یک پیگیری طبیعی: “چند سال دارد؟” سوال اول اساسی است ، بدون شک در آن. اما دومی نیز قدرتمند است. این به قرار دادن شی در زمینه مناسب باستان شناسی ، جغرافیایی یا کیهانی کمک می کند. ریک پاتس ، متخصص انسان شناسی در موزه ملی اسمیتسونین در واشنگتن ، می گوید: “بدون اطلاع از سن و سال چیزها ، هیچ روایتی وجود ندارد.”

حدود یک قرن پیش ، محققان با مطالعه سنگها و فسیلهای موجود در آنها می توانستند به این س ageال قدیمی مبهم پاسخ دهند. با استفاده از دستورالعمل های زمین شناسان در دهه 1600 ، آنها می توانند سن سنگ را فقط به صورت نسبی اندازه گیری کنند: به عنوان مثال ، نمونه A در صورت رسوب یا کف سنگ قدیمی تر از نمونه B در نظر گرفته شد. اما زمین مکانی متحرک است. مشکلات مربوط به لایه های از دست رفته ، و همچنین زمین لرزه ، رانش زمین یا دیگر ناآرامی ها ، برای سنگ ها دشوار است. برای استخوان های زیرزمینی ، ابزار ، شیشه ها و دیگر آثار باستانی: حفاری های گذشته یا حتی فعالیت های روزمره ساکنان قدیمی محل ، می تواند خاک را فرسوده کرده و در نتیجه لایه ها را تخریب کند.

کشف رادیواکتیویته در اواسط دهه 1890 راه را برای دانشمندان برای تعیین سن کامل اجسام خاص باز کرد ، داگ مک دوگال ، نویسنده و نویسنده موسسه اقیانوس شناسی اسکریپس. ساعتهای طبیعتبه وی خاطرنشان کرد که در کمتر از یک دهه ، بسیاری از فیزیکدانان روش هایی را برای این کار پیشنهاد کرده اند. این یافته ها بر اساس این یافته است که هر نوع اتم رادیواکتیو یا ایزوتوپ نیمه عمر منحصر به فرد خود را دارد-زمانی که برای تجزیه نیمی از اتم های یک نمونه طول می کشد. از آنجا که پوسیدگی رادیواکتیو در هسته یک اتم رخ می دهد ، نیمی از عمر با گرمای جهنم و شرایط جوی از فشار عمیق داخل زمین به منطقه سرد منظومه شمسی دور تغییر نمی کند. این امر ایزوتوپهای رادیواکتیو را به ساعتهای عالی تبدیل می کند.

امروزه ، قدمت رادیومتری از سالهای گذشته تا تولد منظومه شمسی ما گسترش یافته است. تاریخ یابی کربن 14 با هر چیزی که در 50 هزار سال گذشته زندگی کرده است یا شیئی از جنس چوب تیر ، چرم در موکاسین یا الیاف گیاهی که برای بافتن لباس یا سبد استفاده می شود ، سازگار است. ایزوتوپ های طولانی مدت اورانیوم و توریم می توانند به ما کمک کنند تا عمق گذشته زمین را – زمانی که اولین صخره های سیاره ما شکل گرفتند ، یا حتی بیشتر ، زمانی که منظومه شمسی ما گاز و گرد و غبار جمع می کرد – بررسی کنیم.

مک دوگال توضیح می دهد که روش های مختلفی برای تخمین سن با استفاده از نیمه عمر وجود دارد. برای ایزوتوپ هایی با سرعت تجزیه نسبتاً سریع ، محققان نسبت یک ایزوتوپ رادیواکتیو را به سایر اتمهای همان عنصر تعیین می کنند و مقایسه می کنند که این ایزوتوپ انتظار می رود چند ایزوتوپ داشته باشد. با این اطلاعات ، با نیمه عمر شناخته شده ، می توان سن نمونه واقعی را تخمین زد.

قدمت این کفش چرمی که به خوبی در غاری در ارمنستان نگهداری می شد ، با استفاده از رادیوکربن ، 5500 سال قضاوت شد. گزارش شده در سال 2010 ، قدیمی ترین کفش در نوع خود لقب گرفت.آر. فینیاس و بقیه/به علاوه یک 2010

این روش برای Carbon-14 ، احتمالاً یکی از شناخته شده ترین ایزوتوپ ها که در تعیین زمان سنجی رادیومتری استفاده می شود ، خوب عمل می کند. هنگامی که یک گیاه یا حیوان زنده است ، کربن را از جو جذب می کند. اما وقتی موجود می میرد ، این ورود متوقف می شود. از آنجا که کربن 14 با یک نرخ ثابت ثابت در جو زمین تنظیم شده است ، دانشمندان به راحتی می توانند میزان ایزوتوپ هایی را که باید در یک موجود زنده وجود داشته باشد تخمین بزنند.

نیمه عمر کربن 14 حدود 5730 سال است-این بدان معناست که 5730 سال پس از مرگ ارگانیسم ، نیمی از ایزوتوپهای موجود در نمونه اصلی آسیب می بینند. 5730 سال دیگر ، نیمی از کربن 14 باقی مانده تجزیه شد (به استثنای یک چهارم نمونه اصلی). به هر حال ، حدود 50،000 سال (یا حدود نیمی از عمر) ، کربن 14 کمی باقی مانده است که نمی توان تاریخ نمونه گیری قابل اطمینان را تعیین کرد.

مک دوگال می گوید ، علاوه بر کربن 14 ، این تکنیک می تواند برای ایزوتوپ های کوتاه مدت گوگرد ، سیلیکون ، فسفر و بریلیم نیز مورد استفاده قرار گیرد.

قسمتی از تابوت مصری که چهره یک انسان را نشان می دهد
شیمیدان ویلارد لیبی چوب یک تابوت مصری باستان و دیگر مصنوعات را در طول توسعه تاریخ یابی رادیوکربن مورد بررسی قرار داد.ژان لاخت / دانشگاه شیکاگو

مک دوگال می گوید روش دیگری برای ایزوتوپ هایی با نیمه عمر طولانی تر (و در نتیجه سرعت کندتر تجزیه) مناسب تر است. در این رویکرد ، دانشمندان میزان یک ایزوتوپ خاص را در یک نمونه اندازه گیری می کنند و سپس آن را با مقدار مختلف “محصولات دختر” که با تجزیه ایزوتوپ تشکیل می شوند مقایسه می کنند. با توجه به نسبت این مقادیر – یا حتی نسبت مقدار محصولات دخترانه – و سپس “حرکت ساعت به عقب” ، محققان می توانند تخمین بزنند که زمان تجزیه رادیواکتیو (یعنی هنگام شکل گیری محصول) آغاز شده است.

دانشمندان هنوز باید مراقب باشند. اگر ایزوتوپ اصلی یا محصولات دخترانه آن از محیط خارج شوند ، ساعت رادیومتری می تواند مجدداً تنظیم شود. برای مثال کریستالهای محکمی به نام زیرکون ماندگاری بالایی دارند و در بسیاری از سنگها وجود دارند. اما دمای زیاد می تواند محصول دختر اورانیوم رادیواکتیو و توریم را از کریستال خارج کند.

علیرغم چالش های احتمالی ، دانشمندان از دوستیابی رادیومتری برای پاسخ به انواع سوالات استفاده کرده اند. محققان از دوستیابی سرب با سرب-با بررسی محصولات دو دختر ایزوتوپ اورانیوم-دو ایزوتوپ سرب-برای تجزیه و تحلیل دخالت یک آلکا باستانی استفاده کردند. در سال 2010 ، آنها گزارش دادند که طرح کوچک در حدود 4.568 میلیارد سال قدمت دارد و آن را به یکی از قدیمی ترین بلوک های ساختمان در منظومه شمسی تبدیل کرده است. این تیم از روش دوستیابی آلومینیوم-منیزیم برای تأیید آن سن عالی استفاده کردند. سایرین از تکنیک های مشابهی برای تخمین سن قدیمی ترین سنگ های شناخته شده زمین (تقریباً 4.4 میلیارد سال) و تخمین زمان شروع تکتونیک صفحات (طبق یک مطالعه ، 4 میلیارد سال پیش) استفاده کرده اند.

دهانه یاربا در غرب استرالیا
بر اساس برآورد اخیر رادیومتری ، دهانه یارابا در غرب استرالیا 2.2 میلیارد سال قدمت دارد و این مکان را به قدیمی ترین اثر شهاب سنگ شناخته شده تبدیل کرده است.تی ام اریکسون

و اگرچه برخی از این تکنیک ها در گذشته میلیاردها سال تخمین زده می شد ، “آنها می توانند این کار را فقط با دوازده اشکال 100000 ساله یا بیشتر انجام دهند” ، مارک کافی ، West Lafayette ، Ind. به نام فیزیکدانان دانشگاه پردو. او از دقت این زمان سنج ها شگفت انگیز است. “

از تکنیک های دوستیابی که بر روی ایزوتوپ های نیمه عمر تکیه می کنند ، در میلیون ها سال اندازه گیری می شود ، می توان برای برآورد میزان برداشت طولانی مدت استفاده کرد تا به تعیین سرعت تشکیل یک دره کمک کند. برای مثال ، یا سن یخ برای برآورد شروع از فعالیتهای یخچالی اخیر

پاتز می گوید حداقل نیم تکنیک دوستیابی رادیومتری در چند میلیون سال گذشته که انسان و خویشاوندان ما تکامل یافته اند قابل استفاده است. به عنوان مثال ، استفاده از قدمت اندام -اندام برای کاهش طول عمر بلورهای ریز در لایه های قدیمی خاکستر آتشفشانی – بلورهایی که در طول خود فوران بوجود آمده اند – محققان حدس زده اند که استرالوپیتکوس لوسی حدود 3.18 میلیون سال پیش زندگی می کرد. پاتس می گوید باستان شناسان و باستان شناسان امروزی از ده ها تکنیک دیگر یا کاملتر برای تعیین تاریخ فراتر از رویکردهای رادیومتری بهره می برند و انواع محتواهای قابل تاریخ گذاری را گسترش می دهند.

پیشرفت تکنیک ها در طول زمان به محققان اجازه می دهد تا نمونه های کوچکتر و کوچکتر را به سرعت تجزیه و تحلیل کنند. این ، به نوبه خود ، از نظر مصنوعات یا فسیلهای نادر (یا حتی یک نوع) کمتر مخرب است. رایان ویلیامز ، مردم شناس در موزه فیلد در شیکاگو می گوید: “در حالی که محققان زمانی مجبور بودند نمونه های زیادی از مواد را برای تجزیه و تحلیل از بین ببرند ،” اکنون ما می توانیم تنها یک هسته ذرت را تاریخ گذاری کنیم.

بلورهای آراگونیت
قدمت این بلورهای آراگونیت به 39/4 میلیون سال پیش برمی گردد که در غارهای آرتی در اسپانیا افزایش یافته است. مکان و سن چنین پیاده روی هایی می تواند به محققان در ردیابی سطح دریاهای گذشته کمک کند.بوگدان اوناک

سوزان پیلار بیرچ ، باستان شناس در دانشگاه جورجیا در آتن ، می گوید پیشرفت های بیشتر که تکنیک های تعیین سنسور رادیومتری را ارزان تر و دقیق تر کرده است ، محققان را برای آزمایش مجدد اشیاء هنری به آزمایشگاه باز می گرداند. نمونه های بیشتر و دقت بیشتر توالی بهبود یافته تری را ارائه می دهد. به عنوان مثال ، ویلیامز و همکارانش با قدمت حدود 100 نمونه از محل قله کوه در جنوب پرو ، تشخیص دادند که این سایت بیش از چهار قرن وجود داشته است.

نتیجه همه این دوستیابی ، Pillar Birch یادآور می شود ، “تغییر درک ما از گذشته است.”

دیدگاهتان را بنویسید