انواع روش های تعیین سن موجودات زنده

[Mandela.]

1) تعیین سن به روش کربن 14

2) تعیین سن به روش پتاسیم– آرگن

3) تعیین سن به روش روبیدیم _ استرانسیوم

4) تعیین سن به روش اورانیم ، سرب و توریم ، سرب

5) تعیین سن با استفاده از ایزوتوپهای230Th و231Pa

6) تعیین سن به روش فلوئور

7) تعیین سن به روش آمینو اسیدها

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش کربن 14


امکان استفاده ازاتم برای اندازه گیری دورانهای زمین شناسی ابتدا به وسیله گروه پیشتازان علوم هستهای، ماری و پیرکوری تشخیص داده شد. کار از جایی شروع شد که آنها پی بردند که برخیاز اتمها رادیواکتیو هستند و خود به خود از طریق خاصیت کاهش تدریجی رادیواکتیو بایک میزان ثابت و منظم تبدیل به اتم عنصر دیگر میشوند. آنها چنین استدلال کردند کهاگر مقدار مشخص از عنصری تبدیل به عنصر دیگر شود و عوامل خارجی مثل گرما، رطوبت و ...در آن تأثیر نداشته باشد، این امکان وجود دارد که مدت زمان تحمل جسم را بتوانمحاسبه نمود. این کشف اساس استفاده از ساعتهای اتمی است. در واقع نیمه عمر عناصررادیواکتیو اساس "ساعت اتمی" را تشکیل می دهد.

اگر مقدار معینی از عنصررادیواکیتو یک نیمه عمر خود را طی کرده باشد فقط نصف تعداد هسته های خود را خواهدداشت و نصف دیگر آن به هسته های عنصر دیگر واپاشی کرده است. جدول زیر نشان می دهدکه پس از گذشت زمان چه مقدار از عناصر ماده اولیه باقی مانده است.( اگر نیمه عمر ماده را T بگیریم)

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش پتاسیم– آرگن

سنگها و یا کانیهایی را که حاوی پتاسیم بوده و قابلیت نگهداری گاز آرگون آنها نسبتا خوب باشد میتوان به روش پتاسیم– آرگن تعیین سن نمود. پتاسیم عنصری است آلکالی و از نظر فراوانی در پوسته زمین هشتمین عنصر محسوب می گردد. و آرگون عنصری است که در طبیعت به حالت گاز یافت میشود. در اثر تشعشع رادیواکتیو پتاسیم به آرگون تبدیل می‌شود.

این روش بیشتر برای تعیین سن سنگهای پوسته مناسب است و باید سنگ یا کانی گاز آرگون خود را از دست نداده باشد و یا دگرگون نشده باشد. اگر کانی رخ کامل یا پرتیت داشته باشد، آرگوناز لابه لای آن فرار میکند. پتاسیم دارای سه ایزوتوپ 41K ، 40 Kو 39K می باشد و ایزوتوپهای آرگون شامل 40Ar ، 38Ar و 36Ar میباشد.

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش روبیدیم _ استرانسیوم

روبیدیم از گروه IA جدول تناوبی است, شعاع یونی این عنصر در حدود پتاسیم است, لذا به جای پتاسیم در ساختمان کانیهای حاوی K نظیر بیوتیت، فلوگوپیت، مسکویت، هورنبلند، ارتوکلاز، میکروکلین، سیلویت و کارنالیت جانشین میشود.

استرانسیوم از گروه IIA جدول تناوبی عناصر است و شعاع یونی آن کمی بیشتر از کلسیم است و در ساختمان کانیهای حاوی کلسیم که عدد کئوردیناسیون آن برابر 8 است جانشین میشود. نظیر پلاژیوکلاز, آپاتیت, آراگونیت, کلسیت و غیره.

روبیدیم دارای دو ایزوتوپ 87Rb و 85Rb است. 87Rb ناپایدار است و با گذشت زمان تجزیهرادیواکتیو، آن را به 87Srبا نیمهعمری بالغ بر 47 میلیارد سال تبدیل می‌کند. و استرانسیم دارای چهار ایزوتوپ 88Sr، 87Sr، 86Sr و 84Sr است.

روش Sr _ Rb میتواند برای تعیین سن کانیهایی مانند مسکویت، بیوتیت و همه نوع فلدسپاتهای پتاسیم دار از جمله ارتوکلاز و میکروکلین که سنگهای آذرین را تشکیل میدهند، مورد استفاده قرار گیرد. اما کانی هورنبلند مناسب نیست زیرا شامل مقدار کمی روبیدیوم میباشد. در ضمن تعیین سن گلوکونیت نیز با این روش انجام شده است.

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش اورانیم ، سرب و توریم ، سرب

تغییر و تبدیل اورانیوم به سرب مثالی خوبی است ازتبدیل یک عنصر رادیواکتیو238U به206Pb با داشتن نیمه عمری برابر 4.53x109 سال235U .نیزتخریب شده و یه207Pb با داشتن نیمهعمری برابر 73 میلیون سال و توریوم 232 بهسرب207 با نیمه عمری تقریبا برابر با 13.39x109 سال تبدیل می‌گردد.

این روش موفقیت آمیزترین روشی است که سنمواد دارای صد میلیون سال تا پنج میلیارد سال را مشخص می‌کند.

 

[Mandela.]

تعیین سن با استفاده از ایزوتوپهای230Th و231Pa


230Thحاصل تخریب238U است و نیمه عمرش 75000 سال است231Pa .
یک فرآورده از سری تخریبی235U است و نیمه عمر آن 34000 سال میباشدو این دو عنصر که در رسوبات کف دریا یافت می‌شوند، می‌توانند از طریق مغزه گیری بالا آورده شده و با مقادیر ایزوتوپیک در لایه‌های سطحی مقایسه و جهت تعیین لایه‌های رسوبی استفاده شوند.

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش فلوئور

روشی است که گر چه قدیمی به نظر می‌رسد، ولی با توجه به اینکهمقدار فلوئور موجود در استخوانهای فسیل مهره داران با قدمت آنها رابطه مستقیم دارد، در تعیین سنزمینهای با فسیل مهره داران کواترنری بکار برده می‌شود، ولی باید دانست که افزایشمقدار فلوئور در اسکلت و استخوانهای فسیل بستگی به ماهیت شیمیایی در برگیرنده اینفسیلها نیز دارد و روش چندان دقیقی به نظر نمی‌رسد.

 

[Mandela.]

تعیین سن به روش آمینو اسیدها

در این روش می‌توان با محاسبه نسبت آمینو اسیدهای D (راست گرد) به آمینو اسیدهای نوع L (چیگرد) در فسیلهای کواترنری (استخوان مهرهداران و صدفها) تعیین سن نمود. در طی بررسی و مطالعات دهه 1970مشخص شد که باکاربرد عملی فرآیند آمینو اسید وراسمیزیشن (racemization) می‌توان سن بقایای اسکلتی فسیلشده را به دقت مشخص کرد. در پروتئین موجودات زنده نسبت اسیدهای آمینه نوع L صد درصد می‌باشد. پس از مرگ جاندار طی فرآیند راسمیزیشن، آمینو اسیدهای نوع L بهنوع D تبدیل میشود. نسبت نوعD به نوع L در باقیمانده‌های اسکلتی با گذشت زمان افزایش پیدا می‌کند تا نسبت L/D برابر 1 گردد. اما بر خلاف روشهای تجزیه و تخریب رادیو متریک نسبت L/D قابل برگشت است.

بهر حال با محاسبه با این نسبت نیز می‌توان سن نمونه را تعیین کرد. در اینروش مقادیر جزیی از نمونه را باید بکار گرفت. این روش در تعین فسیلهای انسانی اولیهو آثار دریایی باقیمانده از چند هزار سال اخیر کاربرد فراوانی دارد.