Уран-ториевое датирование

Уран-ториевое знакомство , называемое также торий-230 знакомство , уран-серия неравновесие знакомство или уран-серия знакомство , является радиометрическим знакомство методики основан в 1960 - х годах , который был использован с 1970 - х лет , чтобы определить возраст карбоната кальция материалов , такие как натёчные образования или коралловый . ^[1]^[2] В отличие от других широко используемых методов радиометрического датирования , таких как датирование по рубидию-стронцию или уран-свинец , уран-ториевый метод не измеряет накопление стабильного конечного продукта распада.. Вместо этого он вычисляет возраст по степени восстановления векового равновесия между радиоактивным изотопом торий-230 и его радиоактивным родительским ураном-234 в образце.

Фон [ править ]

Этот график позволяет определить возраст по двум отношениям активности, предполагая, что торий изначально отсутствует. , Каждая кривая представляет собой дробно-линейную гиперболу . Нет никакого выражения в закрытой форме для возраста как функции соотношений.

{\ displaystyle {\ tfrac {Q '} {P'}} = {\ tfrac {{\ ce {^ 234U}}} {{\ ce {^ 238U}}}}}

{\ displaystyle {\ tfrac {R '} {Q'}} = {\ tfrac {{\ ce {^ 230Th}}} {{\ ce {^ 234U}}}}.}

Торий не растворяется в природной воде в условиях, существующих на поверхности земли или вблизи нее, поэтому материалы, выращенные в этой воде или из нее, обычно не содержат торий. ^{[ необходима цитата ]} Напротив, уран растворим в некоторой степени во всей природной воде, поэтому любой материал, который выпадает в осадок или выращивается из такой воды, также содержит следы урана, обычно на уровнях от нескольких частей на миллиард до нескольких частей на миллион . масса. По прошествии времени после образования такого материала уран-234 в образце с периодом полураспада 245000 лет распадается до тория-230. ^[3] Торий-230 сам по себе радиоактивен с периодом полураспада 75000 лет,^[3] поэтому вместо бесконечного накопления (как, например, в случае системы уран-свинец ) торий-230 вместо этого приближается к вековому равновесию со своим радиоактивным родительским ураном-234. При вековом равновесии количество распадов тория-230 в год в образце равно количеству произведенного тория-230, что также равно количеству распадов урана-234 в год в том же образце.

История [ править ]

В 1908 году Джон Джоли , профессор геологии из Дублинского университета , обнаружил более высокое содержание радия в глубоких отложениях, чем в осадках континентального шельфа, и подозревал, что обломочные отложения поглощают радий из морской воды. В 1942 году Пиггот и Урри обнаружили, что избыток радия соответствует избытку тория. Прошло еще 20 лет, прежде чем этот метод был применен к карбонатам суши ( образованиям и травертинам ). В конце 1980-х метод был усовершенствован путем масс-спектрометрии. По знаковой книге Виктора Викторовича Чердынцева об уране-234был переведен на английский язык, U-Th датирование привлекло внимание многих исследователей в западной геологии. ^[4]^{: 7} (требуется подписка)

Методы [ править ]

Датирование U-серии - это семейство методов, которые можно применять к различным материалам в разных временных диапазонах. Каждый метод назван в честь изотопов, измеренных для получения даты, в основном дочери и ее родителя. В таблице ниже перечислены восемь методов.

Методы датировки серии U ^[4]
Изотопное отношение измерено	Аналитический метод	Диапазон времени (тыс. Лет)	Материалы
²³⁰ Чт / ²³⁴ Ед.	Alpha spec .; масс.	1–350	Карбонаты, фосфаты, органические вещества
²³¹ Па / ²³⁵ U	Альфа спец.	1–300	Карбонаты, фосфаты
²³⁴ U / ²³⁸ U	Alpha spec .; масс.	100–1 000	Карбонаты, фосфаты
U-тренд	Альфа спец.	10–1 000 (?)	Детритовый осадок
²²⁶ Ra	Альфа спец.	0,5–10	Карбонаты
²³⁰ Чт / ²³² Чт	Альфа спец.	5–300	Морской осадок
²³¹ Па / ²³⁰ Тыс	Альфа спец.	5–300	Морской осадок
⁴ He / U	масс. (газ)	20–400 (?)	Коралловый

Метод ²³⁴ U / ²³⁸ U основан на том факте, что ²³⁴ U растворяется предпочтительно, чем ²³⁸ U, потому что, когда атом ²³⁸ U распадается с испусканием альфа-лучей, дочерний атом смещается из своего нормального положения в кристалле за счет атомной отдачи . ^[5] В результате образуется атом ²³⁴ Th, который быстро превращается в атом ²³⁴ U. После осаждения урана отношение ²³⁴ U к ²³⁸U возвращается к своему вековому равновесию (при котором радиоактивность обоих равна), при этом расстояние от равновесия уменьшается в 2 раза каждые 245000 лет.

В этом разделе отсутствует информация об алгоритме соотношения возраста. Пожалуйста, разверните раздел, чтобы включить эту информацию. Более подробная информация может быть на странице обсуждения . ( Февраль 2021 г. )

Ограничения на свидания [ править ]

Уран-ториевое датирование имеет верхний предел возраста несколько более 500000 лет, определяемый периодом полураспада тория-230, точностью, с которой можно измерить отношение торий-230 / уран-234 в образце, и точностью до которому известны периоды полураспада тория-230 и урана-234. Используя этот метод для расчета возраста, необходимо также измерить отношение урана-234 к его родительскому изотопу урану-238. ^{[ необходима цитата ]}

Точность [ править ]

Датирование U-Th дает наиболее точные результаты при применении к осажденному карбонату кальция, то есть в сталагмитах , травертинах и озерных известняках. Кость и скорлупа менее надежны. Масс-спектрометрия может достигать точности ± 1%. Обычная точность подсчета альфа составляет ± 5%. В масс-спектрометрии также используются образцы меньшего размера. ^[6]

См. Также [ править ]

Радиоуглеродное датирование

Ссылки [ править ]

^ Дэвис, Оуэн (весна 2005 г.). «Уран-ториевое датирование» . Биогеография ЭКОЛОГИЯ 438/538 . Департамент наук о Земле Аризонского университета . Проверено 24 октября 2015 года .
^ Коста, Кассандра М .; Хейс, Кристофер Т .; Андерсон, Роберт Ф .; Павия, Фрэнк Дж .; Бауш, Александра; Дэн, Фэйфэй; Дюте, Жан-Клод; Гейберт, Вальтер; Хайнце, Кристоф; Хендерсон, Гидеон; Хиллер-Марсель, Клод (2020). "230-я нормализация: новые взгляды на важный инструмент для количественной оценки осадочных потоков в современном и четвертичном океане" . Палеокеанография и палеоклиматология . 35 (2): e2019PA003820. DOI : 10.1029 / 2019PA003820 . ISSN 2572-4525 .
^ a b Эйткен, MJ (25 февраля 2014 г.). Научные знакомства в археологии . Рутледж. п. 124. ISBN 978-1-317-87149-1.
^ a b Шварц, Генри П. (январь 1989 г.). «Датирование урановых рядов четвертичных отложений». Четвертичный интернационал . 1 : 7–17. DOI : 10.1016 / 1040-6182 (89) 90005-0 .
^ МБ Андерсон; и другие. (8 декабря 2010 г.). «Точное определение состава 234 U / 238 U открытого океана » . Геохимия, геофизика, геосистемы . DOI : 10.1029 / 2010GC003318 .
^ Шварц, Генри П. (2005). «Датирование урановых серий в палеоантропологии». Эволюционная антропология: проблемы, новости и обзоры . 1 (2): 56–62. DOI : 10.1002 / evan.1360010207 .

Внешние ссылки [ править ]

В Wikibook Historical Geology есть страница по теме: U-Pb, Pb-Pb и датирование по трекам деления.

Шахашири, Бассам З. «Уран» . Химикат недели на scifun.org . Химический факультет Университета Висконсин-Мэдисон. Архивировано из оригинального 14 февраля 2015 года . Проверено 24 октября 2015 года .

[1] Дэвис, Оуэн (весна 2005 г.). «Уран-ториевое датирование» . Биогеография ЭКОЛОГИЯ 438/538 . Департамент наук о Земле Аризонского университета . Проверено 24 октября 2015 года .

[2] Коста, Кассандра М .; Хейс, Кристофер Т .; Андерсон, Роберт Ф .; Павия, Фрэнк Дж .; Бауш, Александра; Дэн, Фэйфэй; Дюте, Жан-Клод; Гейберт, Вальтер; Хайнце, Кристоф; Хендерсон, Гидеон; Хиллер-Марсель, Клод (2020). "230-я нормализация: новые взгляды на важный инструмент для количественной оценки осадочных потоков в современном и четвертичном океане" . Палеокеанография и палеоклиматология . 35 (2): e2019PA003820. DOI : 10.1029 / 2019PA003820 . ISSN 2572-4525 .

[Aitken2014-3] Эйткен, MJ (25 февраля 2014 г.). Научные знакомства в археологии . Рутледж. п. 124. ISBN 978-1-317-87149-1.

[Schwarcz-4] Шварц, Генри П. (январь 1989 г.). «Датирование урановых рядов четвертичных отложений». Четвертичный интернационал . 1 : 7–17. DOI : 10.1016 / 1040-6182 (89) 90005-0 .

[5] МБ Андерсон; и другие. (8 декабря 2010 г.). «Точное определение состава 234 U / 238 U открытого океана » . Геохимия, геофизика, геосистемы . DOI : 10.1029 / 2010GC003318 .

[6] Шварц, Генри П. (2005). «Датирование урановых серий в палеоантропологии». Эволюционная антропология: проблемы, новости и обзоры . 1 (2): 56–62. DOI : 10.1002 / evan.1360010207 .

[1]