Кіріспе

Радиометриялық жас анықтау әдісі
Аргон-аргон (немесе 40Ar/39Ar) жас анықтау – калий-аргон (K/Ar) жас анықтау әдісін дәлдігі жағынан басып озу үшін ойлап табылған радиометриялық жас анықтау әдісі. Бұрынғы әдіс калий мен аргонды жеке-жеке өлшеу үшін сынамаларды екіге бөлуді қажет етті, ал жаңа әдіс бір тау жынысы сынығы немесе минерал түйіршігін ғана қажет етеді және аргон изотоптарын бір рет өлшеуді пайдаланады. 40Ar/39Ar жас анықтау ядролық реактордан шығатын нейтрондық сәулелендіруге негізделген, ол калийдің тұрақты түрін (39K) радиоактивті 39Ar түріне айналдырады. Егер белгілі жастағы стандарт белгісіз сынамалармен бірге сәулелендірілсе, аргон изотоптарының бір ғана өлшемі арқылы 40K/40Ar* қатынасын есептеуге және осылайша белгісіз сынаманың жасын анықтауға болады. 40Ar* – радиогенді 40Ar, яғни 40K радиоактивті ыдырауынан пайда болған 40Ar. 40Ar* құрамына бетке сіңген немесе диффузия арқылы келген атмосфералық аргон кірмейді, ал оның есептелген мәні 36Ar-ды өлшеу (ол атмосфералық текті деп есептеледі) және атмосфералық газдарда 40Ar мен 36Ar арасындағы қатынастың тұрақты екендігі туралы болжамға негізделген.

Әдіс

Үлгі әдетте ұсатылады және талдау үшін минералдың жеке кристалдары немесе тау жынысының сынықтары қолмен іріктеледі. Олар (n,p) реакциясы арқылы 39K-дан 39Ar-ды шығару үшін нейтронды сәулелендіруге ұшыратылады: 39K(n,p)39Ar. Содан кейін үлгі жоғары вакуумды массалық спектрометрде лазерлік немесе кедергілік пеш арқылы газсыздандырылады. Жылыту минералдың (немесе минералдардың) кристалдық құрылымын бұзады және үлгі балқу кезінде тұтқындалған газдар босатылады. Газдардың құрамына атмосфералық газдар, мысалы, көмірқышқыл газы, су, азот, сондай-ақ геологиялық уақыт ішіндегі радиоактивті ыдырау нәтижесінде пайда болатын аргон және гелий сияқты радиогенді газдар кіруі мүмкін. 40Ar* мөлшері үлгінің жасымен бірге артады, бірақ өсу жылдамдығы 40K-ның 1,248 миллиард жылдық жартылай ыдырау периодымен экспоненциалды түрде төмендейді.

Тек туысқандарымен

40Ar/39Ar әдісі тек салыстырмалы жастарды өлшейді. 40Ar/39Ar техникасымен жас есептеу үшін J параметрін белгісіз сынамаға белгілі жастағы сынамамен бірге стандартты сәулелендіру арқылы анықтау қажет. Осы (біріншілік) стандартты 40Ar/39Ar әдісімен анықтау мүмкін болмағандықтан, оны алдымен басқа да дату әдісімен анықтау керек. Біріншілік стандартты дату үшін ең көп қолданылатын әдіс – дәстүрлі K/Ar техникасы. Қолданылатын стандартты калибрлеудің баламалы әдісі астрономиялық түзету (орбиталық түзету деп те аталады), ол сәл өзгеше жасқа әкеледі.

Қолданбалар

40Ar/39Ar геохронологиясының негізгі қолданысы – метаморфты және магмалық минералдардың жасын анықтау. 40Ar/39Ar гранит интрузияларының жасын анықтауға қолайлы емес, себебі жас әдетте минералдың жабылу температурасы арқылы суыған кезді көрсетеді. Дегенмен, метаморфтық таста жабылу температурасынан аспаған жағдайда, жас минералдың кристалдану мерзімін көрсетеді. 40Ar/39Ar әдісімен жарық жүйелеріндегі қозғалысты да анықтауға болады. Әртүрлі минералдардың жабылу температурасы әртүрлі: биотит шамамен 300°C, мусковит – 400°C шамасында, ал рогбленде – 550°C жабылу температурасына ие. Осылайша, құрамында барлық үш минерал бар гранит осы жабылу температуралары арқылы салқындағанда орналасудың үш түрлі «жасын» тіркеуі мүмкін. Сөйтіп, кристалдану жасы тіркелмесе де, бұл ақпарат тастың жылулық тарихын құру үшін пайдалы. Минералдардың жасын анықтау тасқа қатысты жас туралы ақпарат бере алады, бірақ белгілі бір болжамдар жасау қажет. Минералдар көбінесе соңғы рет жабылу температурасынан төмен салқындаған кездегі жасты ғана тіркетеді, бұл тас бастан өткерген барлық процестерді көрсетпеуі мүмкін және ену жасымен сәйкес келмеуі де мүмкін. Сондықтан, жас даталаудың нәтижелерін саралау және интерпретациялау өте маңызды. 40Ar/39Ar геохронологиясы тас жабылу температурасынан салқындағаннан кейін барлық 40Ar-ын сақтайды және талдау кезінде дұрыс үлгі алынғанын болжайды. Бұл техника К-Ar даталаудағы қателерді тексеруге мүмкіндік береді. Аргон-аргондық даталаудың артықшылығы – калийді анықтау қажеттілігінің жоқтығы. Қазіргі талдау әдістері кристалдардың жекелеген аймақтарын зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс маңызды, себебі ол әртүрлі оқиғалар кезінде қалыптасқан және салқындаған кристалдарды анықтауға мүмкіндік береді.

Қайта калибрлеу

Аргон-аргондық даталаудың бір мәселесі – басқа даталау әдістерімен шағын сәйкессіздік. Kuiper және авторлар тобы 0,65% түзету қажет екенін хабарлайды. Осылайша, бұрын 65,0 немесе 65,5 миллион жыл бұрын деп есептелген креда-палеогендік жойылу (динозаврлардың қырылуы) 66,0–66,1 млн жыл бұрын дәлірек анықталды.