Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
сделать вывод, что и скорость распада на протяжении геологического времени не менялась.
Конечно, в действительности почти всегда дело обстоит сложнее. Радиоактивное зерно, включенное в минерал, очень невелико, но все же обладает каким-то конечным размером, поэтому самое узкое кольцо пропадает. В некоторых случаях радиоактивный элемент склонен постепенно рассеиваться во вмещающем минерале, и
R а
Фиг. 4. Схематическое изображение плеохроичных ореолов вокруг включения урана.
В обычных породообразующих минералах радиус наружной сферы, образовавшейся в результате распада RaC', составляет около 30 мкм.
вместо четких колец часто получаются смазанные пятна. Однако факт остается фактом — прекрасно различимые плеохроичные ореолы встречаются во многих минералах.
Итак, мы с уверенностью можем утверждать, что геологические часы, основанные на распаде природных радиоактивных изотопов, действительно измеряют абсолютное время. Но градуировать их циферблат в годах мы не можем. Эти часы равномерно идут вот уже миллиарды лет, но что толку в этой равномерности, если методы чтения их показаний недостаточно точны. Невозможно абсолютно точно измерить оставшееся количество материнского элемента и количество атомов дочернего стабильного изотопа. Довольно точные измерения возраста пород содержат ошибку примерно в 5%. Если определяемый возраст — 1 млрд. лет, то ошибка составит 50 млн. лет. Поэтому обычные стратиграфические методы, устанавливающие стратиграфическую последовательность более древних и более молодых пластов, нельзя полностью заменить
Атомная масса
234
250
3 226
2
* 222 tc
| 218
0
1 2/4
210
2 06
RaC _^»>т -/TDflr |
-----#-->! Po или RaF
l RaDi I
------j.----I^TRaG (2"6Pb)
81 82 85 84 85
89 90 91 92
Tl Pb Bi Po Rn Ra
Атомный номер и символ
Ac Th
Pa
Атомный номер и символ
Фиг. 5. Схемы естественного радиоактивного распада в рядах урана
и актиния [6].
ThC’l^T^—
|--
82 83
.Th
ot-Pаспад (потеря ядра гелия)
(говРЬ)
34 85 86 87 88
/3-Распад (потеря электрона}
90 91 92
Ac Th
Pa
U
Tl РЬ Bi Po Rn Ra
А томный номер и символ
Фиг. 6. Схема естественного радиоактивного распада в ряду тория [6]-
(во всяком случае, для фанерозоя) методиками определения абсолютного возраста. Последние лишь дают нам ряд отправных точек, в соответствии с которыми мы упорядочиваем наши относительные стратиграфические датировки. В современной геологии оба метода датирования, абсолютный и относительный, должны идти рука об руку.
9. РЯДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ АБСОЛЮТНОГО ВОЗРАСТА
Сейчас мы можем использовать один процесс радиоактивного распада для определения возраста молодых пород и пять — для датирования более древних.
Молодые породы можно датировать с помощью так называемого радиоуглеродного метода, или метода 14С, в котором используется самопроизвольное превращение 14С в l4N. Период полураспада радиоактивного углерода составляет около 5570 лет, и никакие технические ухищрения не позволяют датировать этим методом породы древнее примерно 50 ООО лет.
Процессы распада, применяемые для определения возраста более старых пород, перечислены в табл. 1 и на графиках, приведенных на фиг. 5 и 6. Вот их перечень (в порядке увеличения атомного номера материнского элемента): калий — аргон, рубидий — стронций, торий — свинец и уран — свинец. Последние два ряда всегда используются вместе. Начинаясь с трех разных элементов, а именно с тория и двух изотопов урана, и протекая по-разному, они приводят к одному стабильному дочернему элементу — к свинцу. Правда, получаются разные изотопы свинца (табл. 1). На этом основан новый, свинец-свинцовый метод, описанный в разд. 15 этой главы.
Из упомянутых методов самые старые — торий-свинцовый и уран-свинцовый. Лишь после второй мировой войны введение технических усовершенствований, главным образом разработка масс-спектрометров *, позволило использовать для целей датирования и другие ряды распада. Да и свинцовые методы, как уже сказано, были значительно усовершенствованы. Поэтому я считаю необходимым кратко описать устройство и работу масс-спектрографа — прибора, без которого методология определения абсолютного возраста так и не вышла бы из пеленок. Впрочем, понимание устройства этого прибора не обязательно для понимания нашей главной проблемы. Поэтому читатель может пропустить следующий раздел, если материал покажется ему слишком сложным.
1 Принцип масс-спектрографии впервые разработан и применен Дж. Томсоном (1910 г.). Первый масс-спектрограф с фокусировкой пучка ионов построен Ф. Астоном (1919 г.). Значительные усовершенствования конструкции действительно сделаны в 40—50-х годах. — Прим. перев.
