Radiometrinen ajoitus
Radiometrinen ajoitus määrittää ajan, joka on kulunut tietystä geologisesta tai fysikaalisesta tapahtumasta, mittaamalla radioaktiivisen emo-isotoopin ja hajoamistuotteiden suhteita. Hajoamislaki on tarkka, mutta luotettava ikä edellyttää myös näytteen historian ymmärtämistä.
Eksponentiaalinen kello
Emo-isotoopille pätee N=N₀e^(−λt). Jos alkutila voidaan määrittää tai emo- ja tytärisotooppien suhteita käsitellä sopivalla mallilla, t voidaan ratkaista. Käytännössä isotoppisuhteet ovat usein tarkempia ja vakaampia mittauskohteita kuin absoluuttiset atomimäärät.
Alkuperäinen tytärisotooppi
Ei ole aina oikein olettaa, ettei tytärisotooppia ollut alussa lainkaan. Isochron-menetelmä käyttää useita näytteitä tai mineraaleja ja voi erottaa alkuperäisen tytärkomponentin radiogeenisestä lisästä sekä samalla testata systeemin yhteistä ikää.
Suljettu systeemi
Ajoituskellon käynnistyttyä olennaisten isotooppien pitäisi pysyä riittävän suljetussa järjestelmässä. Diffuusio, nesteet, metamorfinen kuumeneminen tai uudelleenkiteytyminen voivat siirtää emo- tai tytärisotooppeja ja siirtää mitattua ikää.
Sulkeutumislämpötila
Mineraali alkaa säilyttää tietyn isotoppijärjestelmän usein vasta jäähtyessään alle ominaisen sulkeutumislämpötilan. Siksi eri mineraalit samassa kivessä voivat tallentaa eri vaiheita, kuten kiteytymistä tai myöhempää jäähtymistä.
Isotooppijärjestelmän valinta
Puoliintumisajan täytyy sopia arvioituun aikaskaalaan. Liian lyhyen T₁/₂:n emo-isotooppi katoaa vanhasta näytteestä, kun taas liian pitkä T₁/₂ tuottaa nuoreen kohteeseen liian pienen muutoksen. Myös alkuaineiden kemiallinen käyttäytyminen mineraalissa on ratkaisevaa.
Epävarmuus ja ristiinvertailu
Ikäarvioon kuuluvat mittausepävarmuus, standardit, hajoamisvakiot ja geologinen malli. Useiden itsenäisten isotoppijärjestelmien yhteensopivuus vahvistaa tulosta. Poikkeavat iät voivat puolestaan paljastaa myöhemmän lämpö- tai fluiditapahtuman.
Mitä tapahtumaa ikä kuvaa?
Radiometrinen ikä ei aina ole yksiselitteisesti 'kiven ikä'. Yksi mineraali voi tallentaa kiteytymisen, toinen jäähtymisen ja orgaaninen hiili aineenvaihdon tai ympäristöstä tapahtuvan hiilenvaihdon päättymisen. Siksi fysikaalinen tapahtuma on määriteltävä.
Isochron suorana testinä
Isochron-menetelmä on hyödyllinen juuri siksi, ettei se pakota alkuperäisen tytärisotoopin määrää nollaksi. Saman tapahtuman läpikäyneistä mineraaleista rakennetaan suhdekuvaaja, jonka kulmakerroin liittyy aikaan ja leikkauspiste alkuperäiseen tytärkomponenttiin. Jos pisteet eivät asetu odotetulle suoralle, poikkeama voi paljastaa avoimen systeemin tai useamman geologisen tapahtuman.
Harjoitus
Miksi tunnettu puoliintumisaika ei yksin riitä näytteen iän määrittämiseen?
Ratkaisu
Koska myös alkutila ja systeemin myöhempi avoimuus tai sulkeutuneisuus on tunnettava. Isotooppien menetys tai lisäys voi vääristää tuloksen.