Уран-ториевое датирование
Уран-ториевое датирование (датирование по торию-230, неравновесное датирование по урановой серии или датирование по урановой серии) — радиометрический метод датирования, созданный в 1960-х годах и использующийся с 1970-х годов для определения возраста карбонатно-кальциевых материалов, в частности, кораллов. В отличие от других широко используемых методов радиометрического датирования, таких как рубидий-стронциевое или уран-свинцовое датирование, уран-ториевый метод не измеряет накопление стабильного конечного продукта распада. Вместо этого он вычисляет возраст по степени восстановления векового равновесия между изотопами торий-230 и уран-234.[1]
Предпосылки к созданию метода[править]
Торий не растворяется в природной воде в условиях земной поверхности, поэтому материалы, которые связаны с данной водой, обычно не содержат тория. Уран, в отличие от тория, характеризуется ограниченной растворимостью в любой природной воде, поэтому любой осаждаемый из неё материал содержит следовые количества урана (от 10−9 до 10−6). С течением времени после образования данного материала изотоп уран-234 (T1/2=245 000 лет) подвергается распаду до тория-230.[2] Торий-230 сам по себе радиоактивен и имеет период полураспада 75 000 лет, поэтому он не накапливается постоянно (как в случае с уран-свинцовым методом), а имеет тенденцию к установлению векового равновесия со ураном-234. При вековом равновесии годовое количество распадов тория-230 внутри образца равно количеству произведенного тория-230, которое равняется годовому количеству распадов урана-234 в том же образце.
История создания метода[править]
В 1908 году профессор геологии Дублинского университета (Ирландия) Джон Джоли обнаружил, что содержание радия в глубинных отложениях больше, чем в отложениях континентального шельфа, и предположил, что детритовые отложения извлекают радий из морской воды. В 1942 году было обнаружено, что избыток радия соответствует избытку тория. Прошло еще 20 лет, прежде чем этот метод был применен к земным карбонатам (спелеотемам и травертинам). В конце 1980-х годов данный метод был усовершенствован методом масс-спектрометрии. После перевода книги Виктора Викторовича Чердынцева об уране-234 на английский язык уран-ториевое датирование стало широко использоваться в западной геологии.[3]
Методы[править]
Датировка урановыми сериями — это семейство методов, которые могут быть применены к различным материалам в различных временных диапазонах. Каждый метод назван в честь изотопов, используемых для получения даты. В таблице ниже перечислены восемь методов.
Измеренное отношение изотопов | Временной диапазон (тыс. лет назад) | Материалы |
---|---|---|
230Th/234U | 1-350 | Карбонаты, фосфаты, органическое вещество |
231Pa/235U | 1-300 | Карбонаты, фосфаты |
234U/238U | 100-1000 | Карбонаты, фосфаты |
226Ra | 0,5-10 | Карбонаты |
230Th/232Th | 5-300 | Морские отложения |
231Pa/230Th | 5-300 | Морские отложения |
4He/U | 20-400(?) | Кораллы |
Ограничения[править]
Урано-ториевое датирование имеет верхний возрастной предел, превышающий 500 000 лет. Он определён периодом полураспада тория-230, точностью, с которой можно измерить соотношение 230Th/234U в образце, и точностью, с которой можно знать периоды полураспада данных изотопов. При использовании данного метода для установления возраста материала необходимо измерение отношения урана-234 к его материнскому изотопу уран-238.
Точность[править]
Уран-ториевое датирование дает наиболее точные результаты при применении его к осажденному карбонату кальция, то есть к сталагмитам, травертинам и озерным известнякам. Для кости и ракушек оно может давать менее точные результаты. Масс-спектрометрия может достигать точности ± 1 %.[4]
См. также[править]
Источники[править]
- ↑ Davis, Owen (Spring 2005). «Uranium-Thorium Dating». Biogeography ECOLOGY 438/538. Department of Geosciences, University of Arizona.
- ↑ Aitken, M.J. (25 February 2014). Science-Based Dating in Archaeology. Routledge. p. 124. ISBN 978-1-317-87149-1.
- ↑ 3,0 3,1 Schwarcz, Henry P. (January 1989). «Uranium series dating of Quaternary deposits». Quaternary International. 1: 7-17. doi:10.1016/1040-6182(89)90005-0.
- ↑ Schwarcz, Henry P. (2005). «Uranium series dating in paleoanthropology». Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews. 1 (2): 56-62. doi:10.1002/evan.1360010207