A mai napon alkalmazott összes izotópos randevú módszer közül az urán-ólom módszer a legrégebbi, és óvatosan végezve a legmegbízhatóbb. Más módszerekkel ellentétben az urán-ólomnak természetes kereszt-ellenőrzése van beépítve, amely azt mutatja, hogy a természet hamisította-e meg a bizonyítékokat.
Az urán-ólom alapjai
Uránium két közös izotópból származik, amelyek atomtömege 235 és 238 (235U és 238U-nak nevezzük őket). Mindkettő instabil és radioaktív, nukleáris részecskéket szétszórva egy olyan kaszkádban, amely nem áll le, amíg ólommá nem válnak (Pb). A két kaszkád különbözik - a 235U 207Pb-re, a 238U-ra pedig 206Pb-re változik. Az a tény, ami hasznosvá teszi ezt a tényt eltérő arányban fordulnak elő, a felezési idejükben kifejezve (az az idő, amelyen az atomok fele szükséges hanyatlás). A 235U – 207Pb kaszkád felezési ideje 704 millió év, a 238U – 206Pb kaszkád lényegesen lassabb, a felezési ideje 4,47 milliárd év.
Tehát amikor egy ásványi szemcsék képződnek (pontosabban, amikor először lehűl a csapdázási hőmérséklete alatt), akkor az urán-ólom „óráját” ténylegesen nullára állítja. Az uránbomlás által létrehozott ólom-atomok csapdába esnek a kristályban, és az idő múlásával koncentrálódnak. Ha semmi nem zavarja a gabonát e radiogenikus ólom bármelyikének felszabadításában, akkor az a fogalom egyértelmű. Egy 704 millió éves kőzetben a 235U felezési ideje van, és egyenlő számú 235U és 207Pb atom lesz (a Pb / U arány 1). A kétszer olyan öreg kőzetben minden 237U atom marad hátra minden 207Pb atomra (Pb / U = 3), és így tovább. A 238U-val a Pb / U arány az életkorral sokkal lassabban növekszik, de az ötlet ugyanaz. Ha minden életkorú sziklát vett, és a két Pb / U arányt ábrázolta a két izotóppárukból a grafikonon kívül a pontok gyönyörű vonalot alkotnak, amelyet concordia-nak hívnak (lásd a jobb oldali példát) oszlop).
Cirkon Urán-ólom társkereső
Az U-Pb dátumok közül a kedvenc ásványi anyag cirkon (ZrSiO4), számos jó okból.
Először is, kémiai szerkezete kedveli az uránt és utálja az ólmot. Az urán könnyen helyettesíti a cirkóniumot, miközben az ólom erősen kizárt. Ez azt jelenti, hogy az óra valóban nullára van állítva, amikor a cirkónia kialakul.
Másodszor, a cirkon magas csapdázási hőmérséklete - 900 ° C. Óráját nem zavarja könnyen földrajzi események - nem erózió vagy konszolidáció üledékes kőzetek, még csak nem is mérsékelt metamorfózis.
Harmadszor, a cirkónia széles körben elterjedt magmás kőzetek elsődleges ásványi anyagként. Ez különösen értékesnek teszi ezeket a sziklákat ragaszkodni, amelyekben nem vannak fosszilis tünetek az életkoruk megjelölésére.
Negyedszer, a cirkon fizikailag kemény és könnyen elválasztható a zúzott kőmintáktól, nagy sűrűsége miatt.
Más ásványi anyagok, amelyeket néha urán-ólom ragasztáshoz használnak, a monazit, a titanit és két másik cirkónium ásvány, a baddeleyite és a cirkonolit. A cirkon azonban annyira lenyűgöző kedvenc, hogy a geológusok gyakran csak a "cirkon randevú" kifejezésre utalnak.
De még a legjobb geológiai módszerek sem tökéletesek. A szikla ragaszkodása sok esetben urán-ólom méréseket foglal magában cirkónia, majd megvizsgálja az adatok minőségét. Egyes cirkonok nyilvánvalóan zavartak és figyelmen kívül hagyhatók, míg más eseteket nehezebb megítélni. Ezekben az esetekben a concordia diagram értékes eszköz.
Concordia és Discordia
Fontolja meg a konkordiat: a cirkóniák öregedve kifelé haladnak a görbe mentén. De most képzelje el, hogy valamely geológiai esemény megzavarja a dolgokat, hogy az ólom kiszabaduljon. Ez a cirkónokat egyenes vonalon visszatérné a nullára a konkordia diagramon. Az egyenes vonal elveszi a cirkónokat a betonból.
Itt fontos a sok cirkon adatai. A zavaró esemény egyenlőtlenül érinti a cirkónokat, másoktól az összes vezetéket eltávolítja, másoktól csak egy részét, és néhányat érintetlenül hagy. Ezeknek a cirkonoknak az eredményei tehát az egyenes mentén ábrázolódnak, létrehozva az úgynevezett diszordiat.
Most fontolja meg a diszkódiát. Ha egy 1500 millió éves sziklát megzavarnak, hogy diszkódiát hozzon létre, akkor még egy milliárd évig zavartalan lesz, az egész diszkordia vonal a konkordia görbéjén vándorol, mindig a. korára mutatva zavarás. Ez azt jelenti, hogy a cirkon adatai nem csak egy kőzet kialakulásakor, hanem akkor is megtudhatják nekünk, amikor életében jelentős események bekövetkeztek.
A legrégibb cirkon 4,4 milliárd évvel ezelőtt jött létre. Az urán-ólom módszer ezen hátterével mélyebben értékelheti a Wisconsini Egyetem "A Föld legkorábbi darabja"oldal, beleértve a 2001-es cikk Természet amely bejelentette a rekordbeállítás dátumát.