Уран-свинцовый метод
Ура́н-свинцо́вый ме́тод — один из видов радиоизотопного датирования. Применим к геологическим объектам, содержащим уран, и основан на определении того, какая его доля успела распасться за время существования объекта (с момента кристаллизации минералов в нём). Используются два изотопа урана, цепочки распада которых кончаются разными изотопами свинца; это сильно повышает надёжность результатов.
Данный метод — один из самых старых и хорошо разработанных способов радиоизотопного датирования и, при хорошем исполнении, — самый надёжный метод для объектов возрастом в сотни миллионов лет. Для одного из его вариантов средняя погрешность результатов из самых цитируемых статей к 2010 году достигла 0,2 %, а некоторые лаборатории получают и значительно меньшую[1][2]. Датировать можно и образцы, близкие по возрасту к Земле, и образцы младше 1 млн лет[3][4][1]. Большая надёжность и точность достигаются благодаря использованию данных по двум цепочкам распада и благодаря некоторым свойствам циркона — минерала, обычно применяемого для уран-свинцовых датировок. Этот метод считается «золотым стандартом» геохронологии[5][6].
Все эти превращения идут во много стадий, но промежуточные нуклиды распадаются намного быстрее материнских.
Периоды полураспада 235U и 238U определены точнее, чем для всех остальных используемых в геохронологии изотопов. Но при самых точных исследованиях погрешность периодов полураспада выходит на первое место среди источников ошибок.
К идее определения возраста горных пород на основе распада урана пришёл Эрнест Резерфорд в начале XX века. Тогда ещё не было известно, что в этом процессе образуется свинец, и первые попытки датирования основывались на количестве другого продукта распада урана — гелия. Первую уран-гелиевую (и радиоизотопную вообще) оценку возраста Резерфорд озвучил на лекции в 1904 году[Комм. 2][14][15][16].
В 1905 году Бертрам Болтвуд заподозрил, что из урана образуется ещё и свинец, а Эрнест Резерфорд отметил, что датировки по нему должны быть точнее, чем по гелию, легко покидающему породы[17]. В 1907 году Болтвуд сделал оценку постоянной распада урана, определил отношение концентраций свинца и урана в ряде образцов урановой руды и получил значения возраста от 410 до 2200 млн лет[18]. Результат имел большое значение: он показал, что возраст Земли во много раз больше 20-40 млн лет, полученных десятью годами ранее Уильямом Томсоном на основании скорости остывания планеты[19].