Mini-kurzus
Radiometrikus kormeghatározás
Radiometrikus kormeghatározáskor egy radioaktív anyaizotóp és bomlástermékei arányából becsüljük meg, mennyi idő telt el egy geológiai vagy régészeti esemény óta. A módszer nem egyszerű „óraolvasás”: a felezési idő mellett a rendszer történetét és kezdeti összetételét is ismerni vagy modellezni kell.
Az alapegyenlet
Az anyaizotóp mennyisége N=N₀e−λt szerint csökken. Ha N/N₀ meghatározható, akkor t=(1/λ)ln(N₀/N). Gyakran nem N₀-t mérjük közvetlenül, hanem anya- és leányizotóp arányokat kombinálunk olyan módszerrel, amely a kezdeti feltételeket is kezeli.
Miért kell megfelelő izotóprendszer?
A felezési időnek illeszkednie kell a vizsgált időskálához. Túl rövid felezési idő esetén régi mintában alig marad anyaizotóp; túl hosszú esetén túl kicsi a változás. Szén-14 például régészeti időskálán hasznos, míg nagyon régi kőzetekhez más rendszerek szükségesek.
Zárt rendszer feltétele
Ha az anya- vagy leányizotóp a datálni kívánt esemény után ki- vagy bejut a mintába, az arány megváltozik, és a számított kor hibás lehet. Geokémiai vizsgálatok ezért keresik a zártság jeleit és gyakran több ásványt vagy izotóprendszert hasonlítanak össze.
Mit jelent a „kezdeti leányizotóp”?
A minta kialakulásakor is jelen lehetett valamennyi leányizotóp. Ezt nem szabad automatikusan radioaktív bomlás termékének tekinteni. Izokron módszerek több, közös eredetű részlet arányaiból képesek egyszerre becsülni a kort és a kezdeti leánykomponenst.
Szén-14 különleges esete
Élő szervezet széncserével közel követi a környezet ¹⁴C/¹²C arányát. A halál után a csere megszűnik, a ¹⁴C pedig tovább bomlik. A nyers korokat kalibrálni kell, mert a légköri ¹⁴C aránya időben nem volt teljesen állandó.
Bizonytalanság és kalibráció
A mérési bizonytalanság, a háttér, a detektor vagy tömegspektrométer pontossága, a felezési idő ismert hibája és a mintatörténet mind hozzájárul a kor bizonytalanságához. Tudományos eredmény ezért nem egy mágikus pontos évszám, hanem becslés meghatározott hibahatárral.
Keresztellenőrzés
Erős eredmény, ha különböző izotóprendszerek, rétegtani adatok és más fizikai módszerek összhangban vannak. Eltérés esetén nem egyszerűen „átlagolunk”, hanem megvizsgáljuk, melyik rendszer nyílhatott meg, történt-e metamorfózis vagy szennyeződés.
Próbáld ki
Egy ideális zárt mintában az anyaizotóp eredeti mennyiségének 25%-a maradt. Hány felezési idő telt el?
Megoldás
25%=1/4=(1/2)², tehát két felezési idő telt el. A tényleges kor a két felezési idő és az adott izotóp T₁/₂ értékének szorzata.