Radiometrische datering
Radiometrische datering (vaak radioactieve datering genoemd) is een manier om te weten te komen hoe oud iets is. De methode vergelijkt de hoeveelheid van een natuurlijk voorkomend radioactief isotoop en zijn vervalproducten, in monsters. De methode maakt gebruik van bekende vervalpercentages. Het is de meest gebruikte methode in de geochronologie, de belangrijkste manier om de ouderdom van gesteenten en andere geologische kenmerken, waaronder de ouderdomvan de aarde zelf, te leren kennen.
Het wordt gebruikt om vele soorten natuurlijk en door de mens gemaakt materiaal te dateren. Fossielen kunnen worden gedateerd door monsters te nemen van gesteenten boven en onder de oorspronkelijke positie van het fossiel. Radiometrische datering wordt ook gebruikt om archeologisch materiaal te dateren, met inbegrip van oude kunstvoorwerpen.
Radiometrische dateringsmethoden worden gebruikt om de geologische tijdschaal vast te stellen. Tot de bekendste technieken behoren radiokoolstofdatering, kalium-argon datering en uranium-lood datering.
De stenen van Ale in Kåseberga, ongeveer tien kilometer ten zuidoosten van Ystad, Zweden, werden gedateerd op 600 AD met behulp van de koolstof-14-methode op organisch materiaal dat op de vindplaats werd gevonden.
Radioactief verval
Alle gewone materie bestaat uit combinaties van chemische elementen, elk met een eigen atoomnummer, dat het aantal protonen in de atoomkern aangeeft. Elementen bestaan in verschillende isotopen, waarbij elke isotoop van een element verschilt in het aantal neutronen in de atoomkern. Een bepaalde isotoop van een bepaald element wordt een nuclide genoemd. Sommige nucliden zijn van nature instabiel. Dat wil zeggen dat een atoom van een dergelijke nuclide op een bepaald moment spontaan zal veranderen in een andere nuclide door radioactief verval. Het verval kan gebeuren door emissie van deeltjes (meestal elektronen (bètaverval), positronen of alfadeeltjes) of door spontane kernsplijting en elektronenvangst.
De leeftijdsvergelijking
De wiskundige uitdrukking die radioactief verval relateert aan geologische tijd is:
D = D0 + N(eλt - 1)
waarbij
t is de leeftijd van de steekproef,
D is het aantal atomen van de dochterisotoop in het monster,
D0 is het aantal atomen van de dochterisotoop in de oorspronkelijke samenstelling,
N = het aantal atomen van de moederisotoop in het monster, en
λ de vervalconstante van de moederisotoop is, gelijk aan de inverse van de radioactieve halveringstijd van de moederisotoop maal de natuurlijke logaritme van 2.
Deze vergelijking maakt gebruik van informatie over de moeder- en dochterisotopen op het moment dat het materiaal stolde. Dit is bekend voor de meeste isotopische systemen. Het uitzetten van een isochron (rechtlijnige grafiek) wordt gebruikt om de ouderdomsvergelijking grafisch op te lossen. Het toont de leeftijd van het monster, en de oorspronkelijke samenstelling.
Samarium-neodymium (Sm/Nd) isochron-plot van monsters. uit de Grote Dijk, Zimbabwe. De ouderdom wordt berekend uit de helling van de isochron (lijn) en de oorspronkelijke samenstelling uit het intercept van de isochron met de y-as.
Voorwaarde
De methode werkt het best als noch de moedernuclide, noch het dochterprodukt na de vorming het materiaal binnenkomt of verlaat. Alles wat de relatieve hoeveelheden van de twee isotopen (oorspronkelijk en dochter) verandert, moet worden genoteerd en zo mogelijk worden vermeden. Verontreiniging van buitenaf, of het verlies van isotopen op enig moment na de oorspronkelijke vorming van het gesteente, zou het resultaat veranderen. Het is daarom van essentieel belang zoveel mogelijk informatie te hebben over het te dateren materiaal en te controleren op mogelijke tekenen van verandering.
De metingen moeten worden verricht op monsters uit verschillende delen van het gesteente. Dit helpt om de effecten van verhitting en samendrukking, die een gesteente in zijn lange geschiedenis kan ondergaan, tegen te gaan. Verschillende dateringsmethoden kunnen nodig zijn om de ouderdom van een monster te bevestigen. Bij een studie van de Amitsoq gneis uit West-Groenland werden bijvoorbeeld vijf verschillende radiometrische dateringsmethoden gebruikt om twaalf monsters te onderzoeken en werd overeenstemming bereikt over een leeftijd van 3.640my met een marge van 30 miljoen jaar.
Verwante pagina's
Vragen en antwoorden
V: Wat is radiometrische datering?
A: Radiometrische datering (vaak radioactieve datering genoemd) is een manier om erachter te komen hoe oud iets is. Het maakt gebruik van bekende vervalsnelheden om de hoeveelheid van een natuurlijk voorkomende radioactieve isotoop en zijn vervalproducten in monsters te vergelijken.
V: Wat zijn enkele voorbeelden van materialen die gedateerd kunnen worden met behulp van radiometrische datering?
A: Radiometrische datering kan worden gebruikt om vele soorten natuurlijke en door de mens gemaakte materialen te dateren, waaronder fossielen, archeologische materialen en oude artefacten.
V: Hoe werkt radiokoolstofdatering?
A: Radiokoolstofdatering werkt door monsters te nemen van gesteente boven en onder de oorspronkelijke positie van het fossiel. De methode maakt vervolgens gebruik van bekende vervalpercentages om de leeftijd van het bestudeerde materiaal te schatten.
V: Wat zijn enkele gangbare technieken die gebruikt worden bij radiometrische datering?
A: Veelgebruikte technieken bij radiometrische datering zijn onder andere radiokoolstofdatering, kalium-argon-datering en uranium-looddatering.
V: Hoe wordt radiometrische datering gebruikt om de geologische tijdschaal vast te stellen?
A: Radiometrische dateringsmethoden worden gebruikt om de geologische tijdschaal vast te stellen door nauwkeurige schattingen te geven van wanneer bepaalde gebeurtenissen hebben plaatsgevonden of wanneer bepaalde materialen zijn gevormd.
V: Is het mogelijk radiometrische datering toe te passen op levende organismen?
A: Nee, het is niet mogelijk om radiometrische datering toe te passen op levende organismen, aangezien zij geen natuurlijk voorkomende radioactieve isotopen bevatten die met deze techniek kunnen worden gemeten.
