Šakal
Elita
- Poruka
- 17.385
Nestali izotopi – iscureli pešcanici
Postoje i drugi načini da se odredi starost Zemlje. Ako vidimo peščanik kome je sav pesak iscureo na dno, znamo da je od njegovog okretanja prošlo više vremena no što je interval koji on može da izmeri. Takođe, ako utvrdimo da je u steni jednom postojao roditeljski izotop u velikoj količini, ali se u međuvremenu potpuno radioaktivno raspao i nestao, znamo da je radiometrijski časovnik započeo svoj rad u trenutku koji je dalje u prošlosti no što je period vremena koji može da meri. Naučnici znaju za postojanje daleko većeg broja izotopa od onog navedenog u Tabeli 1. Međutim, većina tih izotopa više ne postoji na Zemlji (barem ne u prirodi) jer imaju relativno kratke periode poluraspada i do danas su potpuno nestali. Njihova vremena poluraspada su ponekad kraća od vremenskih perioda koje smo u stanju da izmerimo. Zapravo, svaki poznati hemijski element ima radioaktivne izotope koji više ne postoje na Zemlji!
[size=-1][/size]
[size=-1][/size]
[size=-1][/size]
Postoje i drugi načini da se odredi starost Zemlje. Ako vidimo peščanik kome je sav pesak iscureo na dno, znamo da je od njegovog okretanja prošlo više vremena no što je interval koji on može da izmeri. Takođe, ako utvrdimo da je u steni jednom postojao roditeljski izotop u velikoj količini, ali se u međuvremenu potpuno radioaktivno raspao i nestao, znamo da je radiometrijski časovnik započeo svoj rad u trenutku koji je dalje u prošlosti no što je period vremena koji može da meri. Naučnici znaju za postojanje daleko većeg broja izotopa od onog navedenog u Tabeli 1. Međutim, većina tih izotopa više ne postoji na Zemlji (barem ne u prirodi) jer imaju relativno kratke periode poluraspada i do danas su potpuno nestali. Njihova vremena poluraspada su ponekad kraća od vremenskih perioda koje smo u stanju da izmerimo. Zapravo, svaki poznati hemijski element ima radioaktivne izotope koji više ne postoje na Zemlji!
[size=-1]Slika 6: Periodni sistem elemenata. [/size]
Većina ljudi je makar površno upoznata sa periodnim sistemom elemenata (Slika 6). Nuklearni hemičari i geolozi koriste unekoliko različit sistem koji pokazuje sve izotope datog elementa. Na Slici 7 prikazan je deo ovog dijagrama koji se naziva tabela nuklida. To je u osnovi grafikon koji pokazuje broj protona naspram broja neutrona za različite izotope istog elementa. Svaki hemijski element definisan je svojim brojem protona i time se razlikuje od drugih elemenata. Svaki hemijski element može imati određeni broj izotopa, to jest atoma s različitim brojem neutrona. U tabeli nuklida svaki element zauzima poseban red, a njegovi izotopi se prostiru na desnu stranu i zauzimaju različite kolone. Kalijum (19 protona u jezgru) koji se nalazi u prirodi, može imati ukupan broj protona i neutrona jednak 39, 40 ili 41. Kalijum-39 i kalijum-41 su stabilni, ali kalijum-40 nije i upravo zbog toga se koristi u metodi datiranja kalijum-argon opisanoj ranije u ovom tekstu. Pored ova tri izotopa moguće je proizvesti još veliki broj izotopa kalijuma, ali kako se vidi na desnoj strani Slike 7, njihova vremena poluraspada su jako kratka te oni nestaju vrlo brzo.
[size=-1]Slika 7: Deo dijagrama nuklida koji pokazuje izotope argona i kalijuma, kao i neke izotope hlora i kalcijuma. Izotopi prikazani u kvadratima tamnozelene boje mogu se naći u različitim stenama. Izotopi prikazani svetlo zelenom bojom imaju kratke periode poluraspada te stoga više ne postoje u prirodi. Skoro svaki hemijski element iz periodnog sistema ima izotope s kratkim vremenom poluraspada koji, izuzev ako su obnovljeni putem kosmičkog zračenja ili veštačkim radioaktivnim procesima, više ne postoje u prirodi. [/size]
Ukoliko proučimo listu svih poznatih izotopa, onih koji još uvek postoje u prirodi ali i onih kojih više nema, dolazimo do zanimljivog zaključka – skoro svi izotopi sa vremenom poluraspada kraćim od jedne milijarde godina ne mogu se više naći na Zemlji. Iako, na primer, većina stena sadrži značajne količine elementa kalcijuma, njegov izotop kalcijum-41 (vreme poluraspada 130,000 godina) ne postoji u prirodi, kao što ne postoje ni kalijum-38, -42, -43 itd (Slika 7). Svi prirodni radioizotopi (koji nisu nastali veštačkim putem) jesu oni s vremenom poluraspada od jedne milijarde godina ili dužim, kao što je pokazano na Slici 8. Svi izotopi s kraćim vremenom poluraspada imaju neki izvor koji konstantno obnavlja njihovo prisustvo. Jedan od takvih “kosmičkih” izotopa je i hlor-36 (prikazan na Slici 7), koji će biti detaljnije diskutovan nešto niže. U velikom broju slučajeva, posebno u ostacima meteora, postoje dokazi prisustva izotopa sa kratkim vremenom poluraspada u nekom trenutku u prošlosti koji su u međuvremenu iščezli. Neki od ovih izotopa i njihova vremena poluraspada dati su u Tabeli 2. Ovi izotopi su nepobitan dokaz da je Sunčev sistem nastao pre više vremena no što je njihov period poluraspada. S druge strane, postojanje na Zemlji roditeljskih izotopa sa vremenima poluraspada od jedne milijarde godina i dužim govori snažno u prilog tezi da je Zemlja nastala pre nekoliko milijardi godina. Zemlja je dovoljno stara da su izotopi sa periodima poluraspada manjim od jedne milijarde godina imali dovoljno vremena da potpuno nestanu, ali ipak ne toliko stara da bi nestali izotopi s dužim vremenom poluraspada. Ovo se može ilustrovati s primerom dva peščanika od kojih jedan meri kraći vremenski period i njegov pesak je već iscureo, dok drugi meri duže intervale i još uvek radi.
[size=-1]Slika 8: Periodi poluraspada jedinih radionuklida koji se danas nalaze u prirodi a čiji izvor nije više prisutan, iznose milijardu godina ili su duži, što znači da ti izotopi postoje još od vremena nastanka Zemlje. Izotopi s vremenom poluraspada kraćim od toga, više ne postoje u stenama izuzev ukoliko se njihove zalihe ne obnove iz nekog spoljnog izvora. [/size]