Радиометрично датиране

Божествената комедия
Креационизъм
Икона креационизъм.svg
Работещи гегове
Шегите настрана
  • Дендрохронология
  • Фосилни записи
  • Езерото Агасис
  • Въртене на Земята
Макара Blooper
Да не се бърка с нощта на сингъла за дяволски шункарадиоентусиасти.

Радиометрично датиране включва датиране на скали или други предмети чрез измерване на степента, до която са различнирадиоактивенизотопи или ядра иматразложен.

Съдържание

Времева скала на радиоактивен разпад

Въпреки че времето, в което имаиндивидуаленатомУпадъкът на волята не може да бъде прогнозиран, времето, в което даден процент от пробата ще се разпадне, може да бъде изчислено с различна степен на точност. Времето, което отнема на половината проба да се разпадне, е известно като полуживот на изотопа. Някои изотопи имат полуживот по-дълъг от сегашната възраст на Вселена , но те все още се подчиняват на същите закони наквантова физикаи в крайна сметка ще се разпадне, дори ако това стане в момент, когато всички останали атоми във Вселената са разделени от астрономически разстояния.

Различни елементи се използват за датиране на различни периоди от време; такива с относително кратък полуживот катовъглерод-14 (или С) са полезни за датиране на някога живи обекти (тъй като включват атмосферен въглерод от времето, когато са били живи) от около десет до петдесет хиляди години. Вижте Въглеродни дати . По-дългоживеещите изотопи предоставят информация за датиране за много по-стари времена. Ключът е да се измери изотоп, който е имал време да разпадне измеримо количество, но не толкова, че да остане само следа, останала. Дадените изотопи са полезни за датиране в диапазон от част от техния полуживот до около четири или пет пъти техния полуживот.

Как работи

Символично процесът на радиоактивен разпад може да бъде изразен чрез следното диференциално уравнение, къдетоне количеството на разлагащите се ядра ида сее положително число, наречено експоненциална константа на затихване .

 frac {dN} {dt} = - {k N}

Смисълът на това уравнение е, че скоростта на промяна на броя на ядрата във времето е пропорционална само на броя на ядрата. Това е в съответствие с предположението, че всяко събитие на разпадане е независимо и шансът му не варира във времето.

Решението е:



N = N_0 e ^ {- k t} !

За разпадане константата k в горното уравнение може да бъде изчислена като:

k =  frac { ln (2)} { tau_ {1/2}}

където begin {align} t & =  frac { tau_ {1/2}} { ln (2)}  ln  frac {N_0} {N} \ & =  tau_ {1/2}  log_2  frac {N_0} {N}  end {align}е полуживотът на елемента, begin {align} N & = ( frac {13} {100}) N_0 \  frac {N_0} {N} & =  frac {100} {13}  end {align}е времето, изтекло от пробата, съдържаща първоначалния номер begin {align} t & =  frac { tau_ {1/2}} { ln (2)}  ln  frac {N_0} {N} \ & =  frac {5730} { ln (2 )}  ln  frac {100} {13} \ &  приблизително 16865.776  end {align}атоми на нуклида ие останалото количество от нуклида. Можем да измеримдиректно, например с помощта на радиационен детектор, и да получите добра оценка начрез анализ на химичния състав на пробата. Полуживотът, специфични за всеки нуклид, могат да бъдат точно измерени на чиста проба и е известно, че са независими от химичния състав на пробата, температурата и налягането. Решаване на зани дава приблизителната възраст на пробата:

Примерен проблем

Чрез анализ се установява, че костният фрагмент съдържа 13% от първоначалния си въглерод-14. Полуживотът на въглерод-14 е приблизително 5730 години. Приблизително на колко години е костта?

Тъй като количествотопредставлява 13% (или 13 / 100th) от, следва, че

Използвайки формулата по-горе:

По този начин костта е на около 17 000 години. (Нашите входни данни съдържаха две значими цифри, така че отчитането на по-точен резултат би било безсмислено.)

Видове запознанства

Въглерод-14 запознанства

Вижте основната статия по тази тема: Въглеродни дати

Датиране на рубидий-стронций

Това се основава на разпадането на рубидиевите изотопи до стронциевите изотопи и може да се използва за датиране на скали или за свързване на организмите със скалите, върху които са се образували. Той страда от проблема, че рубидий и стронций са много подвижни и могат лесно да влязат в скалите на много по-късна дата от тази на образуването.

Калиев-Аргон датиране

Този метод за датиране на скалите се основава на разпадането на калий-40 в аргон: докато скалата се втвърди, аргонът може да избяга, така че на теория може да датира образуването на скала. Един от проблемите е, че калият също е силно подвижен и може да се премести в по-старите скали.

Уран-оловно датиране

Това зависи от разпадането на уран-237 и уран-238 до изотопи на олово. Поради дългия полуживот на уран той не е подходящ за кратки периоди от време, като повечето археологически цели, но може да датира най-старите скали на земята.

Ограничения на радиометричното датиране

Важно ограничение на радиометричното датиране, често пренебрегвано от неспециалистите (и не винаги изяснено в научни трудове), е, че всяка дата всъщност е диапазон, следващ Правило 68–95–99,7 .

Правилна радиометрична датаТрябваПрочетигодини преди настоящето (с 1950 г.) ± диапазон / 2 при x стандартни отклонения (Xσ) ', но често се отчита като една година или годишен диапазон, като 1260–1390 г. (датата за Планината на Торино ). Това оставя важна информация, която би ви казала колко точен е резултатът от запознанствата.

Датирането на въглерод-14 има интересно ограничение, тъй като съотношението на обикновения въглерод към въглерод-14 във въздуха не е постоянно и следователно всяка дата трябва да се калибрира с помощта надендрохронология. Друго ограничение е, че въглерод-14 може да ви каже само кога нещо е било за последно живо, а не кога е било използвано.

Ограничение при всички форми на радиометрично датиране е, че те зависят от наличието на определени елементи в веществото, което трябва да се датира. Въглеродното датиране работи върху органични вещества, като всички те съдържат въглерод. Въпреки това е по-малко полезно за датиране на метални или други неорганични предмети. Повечето скали съдържат уран, което позволява уран-олово и подобни методи да ги датират. Други елементи, използвани за датиране, като рубидий, се срещат в някои минерали, но не и в други, ограничавайки полезността.

Имайте предвид, че въпреки че датирането на въглерод-14 получава много внимание, тъй като може да даде информация за сравнително близкото минало, той рядко се използва вгеология(и почти никога не се използва за датиране на вкаменелости). Въглерод-14 се разпада почти напълно в рамките на 100 000 години след умирането на организма и многофосилии скалните пластове са стотици пъти по-стари от това. Към днешна дата се използват по-стари вкаменелости, други методи, като датиране на калий-аргон или аргон-аргон.

Други форми на датиране, базирани на реактивни минерали като рубидий или калий, могат да датират по-стари находки, включително вкаменелости, но имат ограничението, че е лесно за йони да се движат в скалите след образуването, така че трябва да се внимава да се вземат предвид геологията и други фактори. Дали резултатите изглеждат по-стари или по-млади ще зависи от замърсителя и метода на датиране.

Радиометрични дати и YEC

Вижте основната статия по тази тема: Креационизъм на младата земя

Радиометричното датиране - чрез процеси, подобни на описаните в примерния проблем по-горе - често разкрива, че скалите,фосилии др. са много по-стари от приблизително 6000 до 10 000 години, изчислени отмлади земни креационисти. Най-старата скала досега е кристал циркон, който се е образувал преди 4,4 милиарда години, което е било само 200 милиона години след товаЗемятасе формира. YEC библейски литератори са задължително обвързани сдогматиченрелигиозно заключение, че Земята е на определена възраст въз основа на определена буквално тълкуване наБитие мит за сътворението. Те се връзват в логически възли, опитвайки се да съвместят резултатите от радиометричното датиране с непоколебимата вяра, че Земята е създаденаот нищопреди около 6000 до 10 000 години. Креационистите често обвиняват замърсяването.

В действителност, специални креационисти в продължение на много години твърдят, че там, където науката и тяхната религия противоречат, е въпрос на наука, която трябва да настигне Писанията, а не обратното.

ЕднопосоченМладите земни креационистии другиотрицателиопитайте се да дискредитирате радиометричното датиране е да цитирате примери за техники за радиометрично датиране, предоставящи неточни резултати. Често в такива примери избраната техника се използва извън подходящия диапазон, например на съвсем скорошни лави. В опит да срещне връх Mt. Сейнт Хелънс, креационистите се опитаха да дискредитират дисциплината чрезнечестенпрактики. The Институт за изследване на творчеството 'сRATE проектимаше за цел да покаже научно, че методите за радиометрично датиране дават диви противоречиви и неправилни стойности. В крайна сметка тези „учени за сътворението“ бяха принудени да признаят, че дори за методи, които те приеха като разумни, възрастта на Земята ще бъде значително по-голяма от 6000-те, които са си поставили за цел


Креационистите обикновено се противопоставят на резултатите от датирането на въглерода на основата, че те могат да бъдат замърсени в лабораторията от атмосферен въглерод; обаче такова замърсяване би довело до повишени нива на въглерод-14 и следователно обектът изглежда по-млад от него; следователно пробите могат да бъдат само по-стари, отколкото изглеждат, а не по-млади, което изобщо не помага на младите земни креационисти. При други методи за запознанства резултатите ще варират.

Постоянен ли е радиоактивният разпад?

Друг креационистки аргумент е да се твърди, че скоростта на атомно разпадане не е постоянна във времето. Ако имаше съществени вариации, това наистина би представлявало проблем. Огромно количество изследвания показват, че в лабораторията скоростта на разпадане е постоянна във времето и където и да се намирате. Изправени пред това, креационистите казват, че не можете да екстраполирате от това, за да заключите, че те са правилни в продължение на милиарди години. Това пренебрегва факта, че през периоди от хиляди години (използвани от въглеродно датиране) датирането може да се калибрира с помощта на други методи като дендрохронология, ледени ядра и исторически записи.

Няколко експеримента са открили малки вариации в скоростта на разпадане, поне за някои форми на разпад и някои изотопи. По-специално, изследванията на Геоложката служба на Израел установяват периодични вариации в разпадането на радон до 4%, въпреки че други изследвания, като изследване на цезий в Гран Сасо, не откриват вариации. Проучване от 2017 г., разглеждащо различни изотопи, не открива съществени доказателства за периодични вариации. Ако явлението е реално, всеки механизъм е неясен (слънчево влияние се препоръчва условно, въпреки че променливостта в резултатите между експериментите означава, че местната причина може да е по-вероятна). Въпреки че може да се наложи по-нататъшно проучване, за да се види дали това е истински феномен, дори и най-големите положителни резултати не предлагат нещо като вариация, която би позволила истината за младия креационизъм на земята.

Facebook   twitter