Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Датирование воздействия на поверхность - это набор геохронологических методов для оценки продолжительности воздействия горной породы на поверхность Земли или вблизи нее. Датирование воздействия на поверхность используется для определения дат наступления и отступления ледников , истории эрозии, потоков лавы, ударов метеоритов, оползней, уступов разломов , развития пещер и других геологических событий. Это наиболее полезно для горных пород, которые подвергались воздействию от 10 до 30 000 000 лет [ необходима цитата ] .

Космогенное датирование радионуклидов [ править ]

Наиболее распространенным из этих методов датирования является датирование по космогенным радионуклидам [ необходима ссылка ] . Землю постоянно бомбардируют первичными космическими лучами , заряженными частицами высоких энергий - в основном протонами и альфа-частицами . Эти частицы взаимодействуют с атомами атмосферных газов, создавая каскад вторичных частиц, которые, в свою очередь, могут взаимодействовать и уменьшать свою энергию во многих реакциях, когда они проходят через атмосферу. Этот каскад включает небольшую часть адронов, включая нейтроны. Когда одна из этих частиц ударяется об атом, она может вытеснить один или несколько протонов и / или нейтронов из этого атома, производя другой элемент или другой изотоп.исходного элемента. В горных породах и других материалах аналогичной плотности большая часть потока космических лучей поглощается в пределах первого метра экспонированного материала в реакциях, которые производят новые изотопы, называемые космогенными нуклидами . На поверхности Земли большинство этих нуклидов производится нейтронным расщеплением . Используя определенные космогенные радионуклиды , ученые могут определить, как долго конкретная поверхность подвергалась воздействию, как долго определенный кусок материала был захоронен или как быстро разрушается место или водосборный бассейн . [1] Основной принцип заключается в том, что эти радионуклиды производятся с известной скоростью, а также распадаются с известной скоростью. [2]Соответственно, измеряя концентрацию этих космогенных нуклидов в образце горной породы и учитывая поток космических лучей и период полураспада нуклида, можно оценить, как долго образец подвергался воздействию космических лучей. На совокупный поток космических лучей в конкретном месте может влиять несколько факторов, включая высоту, геомагнитную широту, изменяющуюся интенсивность магнитного поля Земли , солнечные ветры и атмосферное экранирование из-за колебаний давления воздуха. Чтобы датировать образец породы, необходимо оценить темпы образования нуклидов. Эти показатели обычно оцениваются эмпирически путем сравнения концентраций нуклидов, образующихся в образцах, возраст которых был определен другими способами, такими как радиоуглеродное датирование ,термолюминесценция , или оптически стимулированная люминесценция .

Превышение относительно естественного содержания космогенных нуклидов в образце горной породы обычно измеряется с помощью ускорительной масс-спектрометрии . Подобные космогенные нуклиды образуются в цепочках реакций расщепления . Скорость образования конкретного нуклида зависит от геомагнитной широты, количества неба, которое можно увидеть из точки, в которой производится взятие пробы, высоты, глубины пробы и плотности материала, в который помещена проба. Скорость распада определяется константами распада нуклидов. Эти уравнения можно объединить, чтобы получить общую концентрацию космогенных радионуклидов в образце как функцию возраста. Два наиболее часто измеряемых космогенных нуклида - это бериллий-10.и алюминий-26 . Эти нуклиды особенно полезны для геологов, потому что они образуются, когда космические лучи сталкиваются с кислородом-16 и кремнием-28 соответственно. Родительские изотопы являются наиболее распространенными из этих элементов и обычны в материале земной коры, тогда как радиоактивные дочерние ядра обычно не образуются другими процессами. Поскольку кислород-16 также часто встречается в атмосфере, необходимо учитывать вклад в концентрацию бериллия-10 материала, нанесенного, а не созданного на месте . [3] 10 Be и 26 Al производятся, когда часть кварцакристалл (SiO 2 ) подвергается бомбардировке продуктами расщепления: кислород кварца превращается в 10 Be, а кремний превращается в 26 Al. Каждый из этих нуклидов производится с разной скоростью. Оба могут использоваться индивидуально, чтобы определить, как долго материал находился на поверхности. Поскольку происходит распад двух радионуклидов, соотношение концентраций этих двух нуклидов можно использовать без каких-либо других знаний для определения возраста, при котором образец был захоронен за пределами продуктивной глубины (обычно 2–10 метров).

Нуклиды хлора-36 также измеряются для датирования поверхностных пород. Этот изотоп может быть получен путем расщепления кальция или калия космическими лучами . [4]

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Vanacker, V .; фон Бланкенбург, Ф .; Говерс, Г .; Кемпинги, B .; Молина, А .; Кубик, PW (01.01.2015). «Кратковременная реакция реки, зафиксированная по крутизне русла и его вогнутости» . Геоморфология . 228 : 234–243. Bibcode : 2015Geomo.228..234V . DOI : 10.1016 / j.geomorph.2014.09.013 .
  2. ^ Dunai, Тибор J. (2010). Космогенные нуклиды: принципы, концепции и приложения в науках о поверхности Земли . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-87380-2.
  3. ^ Nishiizumi, K .; Коль, CP; Арнольд-младший; Dorn, R .; Klein, I .; Финк, Д .; Миддлтон, Р.; Лал, Д. (1993). «Роль космогенных нуклидов 10 Be и 26 Al in situ в изучении разнообразных геоморфных процессов». Процессы земной поверхности и формы рельефа . 18 (5): 407. Bibcode : 1993ESPL ... 18..407N . DOI : 10.1002 / esp.3290180504 .
  4. ^ Стоун, Дж; Allan, G; Файфилд, L; Крессвелл, Р. (1996). «Космогенный хлор-36 от расщепления кальция». Geochimica et Cosmochimica Acta . 60 (4): 679. Bibcode : 1996GeCoA..60..679S . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (95) 00429-7 .

Ссылки [ править ]

  • Геоморфология и космогенные изотопы in situ. Серлинг Т.Э. и Крейг Х. Ежегодный обзор наук о Земле и планетах, 22, 273-317, 1994.
  • Земные космогенные нуклиды in situ: теория и применение. Gosse, JC, и Phillips, FM Quaternary Science Reviews, 20, 1475–1560, 2001. [1]
  • Полное и легкодоступное средство расчета возраста воздействия на поверхность или скорости эрозии по измерениям 10Be и 26Al. Балко, Грег; Stone, John Oj Lifton, Nathaniel A .; Dunaic, Tibor J .; Четвертичная геохронология Том 3, выпуск 3, август 2008 г., страницы 174-195. [2]
  • Геологическая калибровка дебитов скола в проекте CRONUS-Earth. Борчерс, Брайан; Марреро, Шаста; Балко, Грег; Каффи, Марк; Геринг, Брент; Лифтон, Натаниэль; Нисиидзуми, Кунихико; Филлипс, Фред; Шефер, Йорг; Стоун, Джон. Четвертичная геохронология. Том 31, февраль 2016 г., страницы 188–198.

Внешние ссылки [ править ]

  • Онлайн-система для расчета возраста экспозиции
  • Лаборатория космогенных изотопов, Вашингтонский университет
  • Датирование воздействия на поверхность [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Космогенное датирование поезда излучающих предгорий
  • Знакомство с оползнями
  • Космогенная изотопная лаборатория
  • Новые методы датирования экспонирования поверхности