Кіріспе

Тас немесе көміртек сияқты материалдарды жас анықтау үшін қолданылатын техника. Радиометриялық, радиоактивті немесе радиоизотоптық жас анықтау – тас немесе көміртек сияқты материалдардың жасын анықтауға қолданылатын техника, олардың пайда болуы кезінде іздік радиоактивті қоспалар таңдап алынып енгізілген. Бұл әдіс материалдағы табиғи радиоактивті изотоптың мөлшерін, белгілі бір тұрақты ыдырау жылдамдығымен пайда болатын ыдырау өнімдерінің мөлшерімен салыстырады. Радиометриялық жас анықтауды алғаш рет 1907 жылы Бертрам Болтвуд жариялаған, қазір ол тас және басқа геологиялық құрылымдардың абсолютті жасы туралы ақпараттың басты көзі болып табылады, соның ішінде қазбаланған тіршілік формаларының жасы немесе Жердің жасы, сондай-ақ табиғи және қолдан жасалған материалдардың кең ауқымын жас анықтау үшін де қолданылады. Геохронологияда стратиграфиялық принциптермен бірге радиометриялық жас анықтау әдістері геологиялық уақыт шкаласын құру үшін пайдаланылады. Ең белгілі әдістердің қатарында радиокөміртек, калий-аргон және уран-қорышпен жас анықтау бар. Геологиялық уақыт шкалаларын құруға мүмкіндік беретін бұл әдіс, қазбалардың жасы және эволюциялық өзгерістердің болжамды қарқыны туралы маңызды ақпарат көзі болып табылады. Радиометриялық жас анықтау археологиялық материалдарды, соның ішінде ежелгі заттарды да жас анықтау үшін қолданылады. Радиометриялық жас анықтаудың әртүрлі әдістерінің дәлдік мерзімі мен қолданылатын материалдары әртүрлі.

Радиоактивті ыдырау

Барлық қарапайым заттар химиялық элементтердің қосылыстарынан тұрады, олардың әрқайсысының атомдық нөмірі болады, ол атом ядросындағы протондардың санын көрсетеді. Элементтер әртүрлі изотоптар түрінде де кездесуі мүмкін, әрбір изотоптың ядросындағы нейтрондардың саны әртүрлі болады. Элементтің нақты бір изотопы нуклид деп аталады. Кейбір нуклидтер тұрақсыз болады, яғни, белгілі бір уақытта мұндай нуклидтің атомы радиоактивті ыдырауға ұшырап, басқа нуклидке айналады. Бұл трансформация әртүрлі жолдармен жүзеге асырылуы мүмкін, соның ішінде альфа-ыдырау (альфа бөлшектерінің шығарылуы) және бета-ыдырау (электронның, позитронның шығарылуы немесе электронды тұтқындау). Тағы бір мүмкіндік – екі немесе одан көп нуклидке спонтанды бөліну. Нақты бір ядроның ыдырау уақытын болжау мүмкін болмаса да, радиоактивті нуклидтердің атомдарының жиынтығы экспоненциалды түрде ыдырайды, бұл жылдамдық жартылай ыдырау мерзімі деп аталатын параметрмен сипатталады, ол күндізгі санауда жылдармен беріледі. Бір жартылай ыдырау мерзімі өткеннен кейін, аталған нуклидтің атомдарының жартысы "қызы" нуклидке немесе ыдырау өніміне айналады. Көп жағдайда, қызы нуклидтің өзі радиоактивті болып, ыдырау тізбегін құрайды, ол әдетте тұрақты (радиоактивті емес) қызы нуклидтің түзілуімен аяқталады; мұндай тізбектегі әрбір қадамның өзіндік жартылай ыдырау мерзімі болады. Мұндай жағдайларда, радиометриялық жас анықтауда әдетте тізбектегі ең ұзақ жартылай ыдырау мерзімі қарастырылады, ол радиоактивті нуклидтің тұрақты қызына айналу жылдамдығын шектейтін фактор болып табылады. Радиометриялық жас анықтау үшін қолданылатын изотоптық жүйелердің жартылай ыдырау мерзімі шамамен 10 жылдан (мысалы, тритий) 100 миллиард жылдан астамға дейін (мысалы, самарий-147) ауытқуы мүмкін. Көптеген радиоактивті нуклидтер үшін жартылай ыдырау мерзімі тек ядролық қасиеттерге байланысты және тұрақты болып табылады. Бұл әртүрлі әдістермен өлшенген ыдырау тұрақтыларының мәндері талдау қателігі шегінде сәйкес келетінімен және бірдей материалдардың жасы әртүрлі әдістермен анытқанда да келіседі. Оған температура, қысым, химиялық орта немесе магниттік немесе электр өрісі сияқты сыртқы факторлардың әсері жоқ. Бір ғана ерекшелік – электронды тұтқындау арқылы ыдырайтын нуклидтер, мысалы, бериллий-7, стронций-85 және цирконий-89, олардың ыдырау жылдамдығы жергілікті электрондық тығыздыққа тәуелді болуы мүмкін. Барлық басқа нуклидтер үшін бастапқы нуклид пен оның ыдырау өнімдерінің арақатынасы бастапқы нуклид уақыт өте ыдырағанда болжамды түрде өзгереді. Бұл болжамдылық байланысты нуклидтердің салыстырмалы мөлшерін материалға бастапқы нуклидтердің енгізілген уақытынан бастап қазіргі уақытқа дейінгі мерзімді өлшеу үшін "сағат" ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.

Кесу тұрақтылығын анықтау

Радиоактивті ыдырау тұрақтысы, яғни атомның жылына ыдырау мүмкіндігі, радиоактивтілікті өлшеудің берік негізі болып табылады. Жасты (және нуклидтің жартылай ыдырау мерзімін) анықтаудың қатесіздігі мен дәлдігі, ыдырау тұрақтысын өлшеудің қатесіздігі мен дәлдігіне байланысты. Ин-өсу әдісі – жүйенің ыдырау тұрақтысын өлшеудің бір жолы, ол қыз нуклидтерді жинақтауды қамтиды. Алайда, ыдырау тұрақтысы жоғары нуклидтер үшін (өте көне үлгілерді анықтау үшін пайдалы), бір үлгідегі ыдырау өнімдерін жеткілікті мөлшерде жинақтап, дәл өлшеу үшін ұзақ уақыт (ондаған жылдар) талап етіледі. Альфа, бета немесе гамма сәулеленуін анықтау үшін бөлшектерді санау құралын қолдану және содан кейін оны радиоактивті нуклидтер санына бөлу арқылы жылдам әдіс қолданылуы мүмкін. Дегенмен, радиоактивті нуклидтердің санын дәл анықтау қиын және қымбат. Балама ретінде, ыдырау тұрақтыларын белгілі жастағы тау жыныстарының изотоптық деректерін салыстыру арқылы анықтауға болады. Бұл әдіс кем дегенде бір изотоптық жүйенің, мысалы, Pb–Pb жүйесін өте дәл калибрлеуді қажет етеді.

Радиометриялық даталаудың дәлдігі

Радиометриялық жас анықтаудың негізгі теңдеуі аталық нуклид пен қыздық өнімнің материал қалыптасқаннан кейін оған еніп, одан шығуына жол бермейді. Аталық және қызыл изотоптардың ластануының мүмкін болатын бұрмалау әсерлерін, сондай-ақ осындай изотоптардың үлгі жасалғаннан бері жоғалуы немесе пайда болуының әсерлерін ескеру қажет. Сондықтан, жасы анықталатын материал туралы мүмкіндігінше көп ақпарат алу және оның өзгеру белгілерін тексеру өте маңызды. Егер өлшеулер тау жынысының әртүрлі жерлерінен алынған бірнеше үлгіде жүргізілсе, дәлдік артады. Егер бір үлгіден бірнеше түрлі минералдардың жасын анықтау мүмкін болса және олар бір оқиғаның нәтижесінде пайда болған деп есептелсе, сондай-ақ олар пайда болған кезде резервуармен тепе-теңдікте болса, олар изохрон құруы керек. Бұл ластану мәселесін азайтады. Уран-қорғасын жас анықтауда конкордия диаграммасы қолданылады, ол нуклидтердің жоғалу мәселесін де азайтады. Сонымен қатар, үлгінің жасын растау үшін әртүрлі изотоптық жас анықтау әдістерінің арасындағы сәйкестікті тексеру қажет болуы мүмкін. Мысалы, Гренландияның батысындағы Амитсок гнейстерінің жасы уран-қорғасын әдісімен 3,60 ± 0,05 млрд жыл (миллиард жыл бұрын) және қорғасын-қорғасын әдісімен 3,56 ± 0,10 млрд жыл (миллиард жыл бұрын) деп анықталды, бұл нәтижелер бір-бірімен сәйкес келеді. Радиометриялық жас анықтау үшін, әдетте, аталық нуклидтің жартылай ыдырау периоды өлшеу кезінде маңызды мөлшерде болуы үшін жеткілікті ұзақ болуы керек (төменде «Қысқа өмір сүретін жойылған радионуклидтермен жас анықтау» бөлімінде сипатталған жағдайларды қоспағанда), аталық нуклидтің жартылай ыдырау периоды дәл белгілі болуы керек, сондай-ақ материалдағы қызыл өнімнің бастапқы мөлшерінен дәл өлшеніп, ажыратылатын жеткілікті мөлшерде қызыл өнімнің түзілуі керек. Аталық және қызыл нуклидтерді бөліп алу және талдау үшін қолданылатын процедуралар дәл және нақты болуы тиіс. Бұл әдетте изотоптық қатынас массалық спектрометриясын қамтиды. Жас анықтау әдісінің дәлдігі радиоактивті изотоптың жартылай ыдырау периодына байланысты. Мысалы, көміртек-14-тің жартылай ыдырау периоды 5730 жылды құрайды. Организм өлгеннен кейін 60 мың жыл өткен соң, көміртек-14-тің қалдығы өте аз болады, сондықтан дәл жас анықтау мүмкін емес. Екінші жағынан, көміртек-14 концентрациясы өте тізгінмен төмендейді, сондықтан салыстырмалы түрде жас қалдықтардың жасын бірнеше онжылдыққа дейін дәл анықтауға болады.

Жабылу температурасы

Жабылу температурасы немесе тоқтату температурасы – зерттеліп отырған изотоптар үшін минералдың жабық жүйе болып табылатын температураны көрсетеді. Егер қыздырылғанда аналық нуклидті таңдап шығаратын материал осы температурадан жоғары қыздырылса, уақыт өте жиналған барлық аналық нуклидтер диффузия арқылы жоғалып, изотоптық "сағатты" нөлге қайтарады. Минерал салқындағанда кристалдық құрылым қалыптаса бастайды және изотоптардың диффузиясы қиындаяды. Белгілі бір температурада кристалдық құрылым изотоптардың диффузиясын тоқтатуға жеткілікті деңгейде қалыптасады. Осылайша, баяу салқындаған магмалық немесе метаморфты тау жынысы немесе балқыма жабылу температурасынан төмен салқындағанға дейін байқалатын радиоактивті ыдырау процесі басталмайды. Радиометриялық жас анықтау арқылы есептелген жас – тау жынысы немесе минералдың жабылу температурасына дейін салқындаған сәт. Бұл температура әр минерал және изотоптық жүйе үшін өзгеше болады, сондықтан бір жүйе бір минерал үшін жабық, ал екіншісі үшін ашық болуы мүмкін. Бір тау жынысының ішіндегі әртүрлі минералдардың және/немесе изотоптық жүйелерді (әртүрлі жабылу температураларымен) анықтау сол тау жынысының уақыт бойынша жылулық тарихын қадағалауға мүмкіндік береді, соның арқасында метаморфтық құбылыстардың тарихын толыққанды білуге болады. Бұл температуралар зертханада жоғары температуралы пешті пайдалану арқылы сынама минералдарын жасанды түрде қайта орнату арқылы тәжірибелік жолмен анықталады. Бұл сала термохронология немесе термохронометрия деп аталады.

Қазіргі заманғы даталау әдістері

Радиометриялық жас анықтау 1905 жылдан бастап жүргізіліп келеді, оны Эрнест Резерфорд Жердің жасын анықтау әдісі ретінде ойлап тапқан. Содан бері бір ғасырдың ішінде техникалар күрт жақсартылып, кеңейтілді. Барлық сынамалар қорғасын изотоптарының жоғалуын көрсетеді, бірақ қате хронограммасының (сынама нүктелері арқылы өтетін түзу сызық) және конкордияның (қисық) қиылысы тау жынысының нақты жасын көрсетеді. Жасырақ мезозойлық жыныстар үшін 2–5% қателік маржасына қол жеткізілді. Уран-қорғасын жас анықтау көбінесе циркон (ZrSiO4) минералында жүргізіледі, бірақ оны басқа материалдарда да қолдануға болады, мысалы, бадделейит және моназитте (қараңыз: моназит геохронологиясы). Циркон және бадделейит өз кристалдық құрылымына цирконийдің орнына уран атомдарын қосады, бірақ қорғасынды қабылдауға қарсы тұрады. Циркон өте жоғары жабылу температурасына ие, механикалық тозуға төзімді және химиялық тұрақты. Циркон метаморфтық процестер кезінде көп қабатты кристалдарды да қалыптастырады, олардың әрқайсысы сол процестің изотоптық жасын тіркеуі мүмкін. In situ микросәулелік талдау лазерлік ICP MS немесе SIMS техникалары арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Оның үлкен артықшылықтарының бірі – кез келген сынама екі «сағатты» ұсынады: біреуі уран-235-тің 700 миллион жылға жуық жартылай ыдырау периодымен қорғасын-207-ге дейін ыдырауына, ал екіншісі уран-238-дің 4,5 миллиард жылға жуық жартылай ыдырау периодымен қорғасын-206-ға дейін ыдырауына негізделген. Бұл сынаманың жасын қорғасынның бір бөлігі жоғалған жағдайда да дәл анықтауға мүмкіндік беретін енгізілген өзара тексеруді қамтамасыз етеді. Мұны конкордия диаграммасында көруге болады, онда сынамалар үлгінің жасында конкордия қисығын қиып өтетін қате хронограммасы (түзу сызық) бойынша орналасқан.

Самарий-неодимді даталау әдісі

Бұл 147Sm-нің 143Nd-ға дейін альфа-ыдырауымен, 1,06 x 1011 жылдық жартылай ыдырау периодымен жүзеге асырылады. Екі жарым миллиард жылдық жас өлшемінде жиырма миллион жылдық дәлдікке қол жеткізу мүмкін.

Калий-аргондық даталау әдісі

Бұл 40 калийдің 40 аргонға электронды тұтқындауы немесе позитрондық ыдырауы болып табылады. Калий-40-тың жартылай ыдырау периоды 1,3 миллиард жылды құрайды, сондықтан бұл әдіс ең ежелгі тау жыныстарына қолданылады. Радиоактивті калий-40 микалар, фельдшпаттар және роговиктерде кең таралған, бірақ осы материалдарда жабылу температурасы салыстырмалы түрде төмен, шамамен 350 °C (мика) -дан 500 °C-қа дейін (роговик).

Рубидий-стронцийді даталау әдісі

Бұл рубидий-87-нің стронций-87-ге бета-ыдырауына негізделген, оның жартылай ыдырау периоды 50 миллиард жылды құрайды. Бұл әдіс ежелгі магмалық және метаморфтық тау жыныстарын жас анықтау үшін қолданылады, сондай-ақ ай үлгілерін жас анықтауға да пайдаланылған. Жабылу температуралары соншалықты жоғары, олар ешқандай алаңдау тудырмайды. Рубидий-стронций әдісі уран-қорғасын әдісімен салыстырғанда дәлдігі төмен, 3 миллиард жылдық үлгі үшін қателік 30-50 миллион жылды құрайды. Жарықтардағы жеке минералдық түйіршіктердегі in situ талдау (лазерлік абляция ICP MS) рубидий-стронций әдісін жарықтардың қозғалыс кезеңдерін анықтау үшін қолдануға болатынын көрсетті.

Уран-торийді даталау әдісі

Уран-234-тің торий-230-ға ыдырауына негізделген салыстырмалы түрде қысқа мерзімді датиралау әдісі бар, бұл заттың жартылай ыдырау периоды шамамен 80 000 жылды құрайды. Оған уран-235-тің протактиний-231-ге ыдырауымен жүретін серіктес процесс сүйемелдейді, оның жартылай ыдырау периоды 32 760 жылды құрайды. Уран суда ерігіш болса, торий мен протактиний ерімейді, сондықтан олар мұхит түбіндегі шөгінділерге таңдап жинақталады, олардан олардың арақатынасы өлшенеді. Бұл әдіс жүз мыңдаған жылдық диапазонды қамтиды. Бұған ұқсас әдіс – ионий-торий датиралау, ол ионийдің (торий-230) торий-232 арақатынасын өлшеуге арналған.

Радиокөміртекпен даталау әдісі

Радиоуглеродты мерзіндеуді көміртек-14 мерзіндеу деп те атайды. Көміртек-14 – көміртегінің радиоактивті изотопы, оның жартылай ыдырау периоды 5730 жылды құрайды (жоғарыда аталған изотоптармен салыстырғанда өте қысқа), ол азотқа ыдырайды. Басқа радиометриялық мерзіндеу әдістеріндегі ауыр аталық изотоптар суперновалардағы нуклеосинтез арқылы түзіледі, яғни жартылай ыдырау периоды қысқа болатын кез келген аталық изотоптың қазірге уақытқа дейін жойылған болуы керек. Дегенмен, көміртек-14 атмосфераның жоғарғы қабаттарындағы азотпен ғарыштық сәулелердің әсерінен пайда болатын нейтрондардың соқтығысуы арқылы үздіксіз түзіледі, соның салдарынан Жер бетінде шамамен тұрақты деңгейде сақталады. Көміртек-14 атмосфералық көмірқышқыл газының (CO2) құрамындағы шағын компонент ретінде табылады. Көміртегі негізді тіршілік формалары өмір бойы көміртегін сіңіреді. Өсімдіктер оны фотосинтез арқылы, ал жануарлар – өсімдіктер мен басқа жануарларды жеу арқылы алады. Организм өлген кезде, ол жаңа көміртек-14-ті сіңіруді тоқтатады, ал бар изотоптың жартылай ыдырау периоды (5730 жыл) бойынша ыдырайды. Организмнің қалдықтарын зерттеген кезде қалған көміртек-14 мөлшері оның өлімінен бері өткен уақытты көрсетеді. Бұл көміртек-14-ті сүйектердің немесе организмнің қалдықтарының жасын анықтау үшін өте қолайлы әдіс етеді. Көміртек-14 мерзіндеуінің лимиті шамамен 58 000 – 62 000 жылды құрайды. Көміртек-14 түзілу жылдамдығы шамамен тұрақты болып көрінеді, себебі көміртек-14 мерзіндеуінің басқа мерзіндеу әдістерімен салыстырылып тексерілуі, оның дәйекті нәтижелер беретінін көрсетеді. Алайда, жергілікті жерде жанартаулардың атқылауы немесе көп мөлшерде көмірқышқыл газы шығаратын басқа да құбылыстар көміртек-14 концентрациясын төмендетіп, дұрыс емес мерзіндеу нәтижелеріне әкелуі мүмкін. Индустриализацияның нәтижесінде биосфераға көмірқышқыл газының шығарылуы да көміртек-14 үлесін бірнеше пайызға төмендетті. Керісінше, 1960 жылдардың басында жүргізілген жер үстіндегі ядролық сынақтар көміртек-14 мөлшерін арттырды. Сонымен қатар, күннің жел тәрізді әсерінің немесе Жердің магнит өрісінің қазіргі деңгейден жоғарылауы атмосферада түзілетін көміртек-14 мөлшерін төмендетуі мүмкін.

Бөліну жолын анықтау әдісі

Бұл материалдың жылтыратылған қимасын қарап, уран-238 қоспаларының спонтанды бөлінуінен қалған "іздердің" тығыздығын анықтауды қамтиды. Үлгінің уран мөлшерін білу қажет, бірақ оны материалдың жылтыратылған қимасына пластик пленка жабыстырып, оны баяу нейтрондармен бомбалау арқылы анықтауға болады. Бұл 235U-дың шақырылған бөлінуін тудырады, ал 238U-дың спонтанды бөлінуінен өзгеше. Осы процесте пайда болған бөліну іздері пластик пленкада тіркеледі. Материалдың уран мөлшерін іздердің саны мен нейтрон ағыны бойынша есептеуге болады. Бұл схема геологиялық уақыттың кең ауқымында қолданылады. Бірнеше миллион жылға дейінгі мерзімдерде слюдалар, тектиттер (жанар тау жарылыстарынан пайда болған шыны сынықтары) және метеориттер жақсырақ қолданылады. Ескі материалдарды циркон, апатит, титанит, эпидот және гранат арқылы да анықтауға болады, оларда уран мөлшері әртүрлі болады. Бөліну іздері шамамен 200°C-тан жоғары температурада жойылғандықтан, бұл әдістің пайдасымен қатар шектеулері де бар. Бұл техника кен орынының жылулық тарихын егжей-тегжейлі зерттеуге мүмкіндік береді.

Хлор-36 даталау әдісі

Үлкен мөлшердегі сирек кездесетін 36Cl (жартылай ыдырау мерзімі ~300 мың жыл) 1952 және 1958 жылдар аралығында атмосферадағы ядролық қарулардың жарылысы кезінде теңіз суын сәулелендіру арқылы өндірілді. 36Cl-нің атмосферадағы өмір сүру мерзімі шамамен 1 аптадай. Осылайша, топырақ және жер асты суларындағы 1950-ші жылдардағы судың белгісі ретінде 36Cl қазіргі уақыттан 50 жылға дейінгі судың жасын анықтау үшін де қолданылады. 36Cl геологиялық ғылымдардың басқа салаларында, оның ішінде мұз бен шөгінділердің жасын анықтауда да пайдаланылған.

Люминесценциялық даталау әдістері

Люминесценттік даталау әдістері радиометриялық даталау әдістері емес, өйткені олар жасты есептеу үшін изотоптардың мөлшеріне сүйенбейді. Керісінше, олар белгілі бір минералдарға түсетін табиғи сәулеленудің нәтижесі болып табылады. Уақыт өте келе иондаушы сәулелену шөгінділердегі минералдық түйіршіктерге, сондай-ақ кварц пен калийлік фельдшпар сияқты археологиялық материалдарға сіңіріледі. Сәулелену зарядтың түйіршіктердегі құрылымдық тұрақсыз "электрон тұзақтарында" жиналуына себеп болады. Күн сәулесіне немесе қыздыруға ұшырағанда бұл зарядтар босатылып, үлгі "ағартылып", жас санағыш нөлге қайта орнатылады. Жиналған заряд уақыт өте келе, үлгі жерленген жердегі табиғи сәулелену мөлшеріне пропорционалды түрде жиналады. Бұл минералдық түйіршіктерді жарықпен (оптикалық немесе инфрақызыл стимуляцияланған люминесценция) немесе қыздыру арқылы (термолюминесценция) стимуляциялау сақталған тұрақсыз электрон энергиясы босатылғанда люминесценция сигналын шығарады, оның қарқындылығы жерлеу кезінде сіңірілген сәулелену мөлшеріне және минералдың ерекше қасиеттеріне байланысты өзгереді. Бұл әдістер шөгінді қабатының жасын анықтау үшін қолданылуы мүмкін, себебі үстіне жиналған қабаттар түйіршіктердің "ағартылуына" және күн сәулесімен қалпына келтірілуіне кедерес жасайды. Саз сынықтары соңғы рет қатты қыздырылған кезде, әдетте, пеште күйдірілген кездегі жасын анықтауға мүмкіндік береді.

Қысқа өмір сүретін жойылған радионуклидтердің ыдырауының өнімдерімен даталау

Абсолютті радиометриялық жас анықтау үшін үлгідегі таста аталық ядроның өлшенетін мөлшері сақталуы керек. Күн жүйесінің пайда болу кезеңіне дейінгі тастар үшін бұл өте ұзақ өмір сүретін ата-ана изотоптарын талап етеді, бұл мұндай тастардың нақты жасын анықтауды дәл емес етеді. Мұндай көне материалдардан тастардың салыстырмалы жасын ажырату және ұзақ өмір сүретін изотоптардан артық уақыт шешу мүмкіндігін алу үшін, қазір тастарда жоқ қысқа өмір сүретін изотоптарды қолдануға болады. Күн жүйесінің пайда болу кезеңінде Күн тұмандылығында 26Al, 60Fe, 53Mn және 129I сияқты бірнеше салыстырмалы түрде қысқа өмір сүретін радионуклидтер болды. Бұл радионуклидтер – мүмкін, бір жұлдыздың жойылған қалдықтарының нәтижесінде пайда болған – қазір жойылған, бірақ олардың ыдырау өнімдерін метеориттер сияқты өте көне материалдарда анықтауға болады. Өліп кеткен радионуклидтердің ыдырау өнімдерін массалық спектрометрмен өлшеу және изохрондық сызбаларды пайдалану арқылы Күн жүйесінің ерте тарихындағы әртүрлі оқиғалардың салыстырмалы жасын анықтау мүмкін. Өлі радионуклидтерге негізделген жас анықтау әдістерін U–Pb әдісімен калибрлеуге болады, бұл абсолютті жас мәліметтерін береді. Осылайша, шамамен жас пен жоғары уақыт шешу мүмкіндігін алуға болады. Әдетте, жартылай ыдырау мерзімінің қысқаруы уақыт шкаласын қысқарту есебінен уақыт шешудің жоғарылауына әкеледі.

129I 129Xe хронометр

I 129 бета-таралу арқылы Xe 129-ға 16 миллион жылдық жартылай ыдырау периодымен өтеді. Иод-ксенон хронометрі – изохрондық әдіс. Үлгілер ядролық реактордағы нейтрондарға түсіріледі. Бұл йодтың жалғыз тұрақты изотопын (I 127) нейтронды сіңіру арқылы Xe 128-ге айналдырады, одан кейін I 128-дің бета-таралуы жүзеге асады. Сәулелендіруден кейін үлгілер бірнеше кезеңде қыздырылады және әрбір кезеңде бөлінетін газдың ксенон изотоптық құрамы талданады. Егер бірнеше тікелей температуралық кезеңдерде тұрақты Xe 129/Xe 128 қатынасы байқалса, оны үлгі ксенон жоғалтуын тоқтатқан сәттегі уақытқа сәйкес деп қарастыруға болады. I 127-ден Xe 128-ге түрлену тиімділігін бақылау үшін сәулелендіруге әдетте Shallowater деп аталатын метеорит үлгілері қосылады. Үлгі мен Shallowater-дің өлшенген Xe 129/Xe 128 қатынастарының айырмасы, олардың әрқайсысы ксенон жоғалтуын тоқтатқан кездегі I 129/I 127 қатынасының өзгешелігіне сәйкес келеді. Бұл өз кезегінде ерте Күн жүйесіндегі жабылу жасының айырмашылығына сәйкес келеді.

26Al 26Mg хронометр

Қысқа өмір сүрген жойылған радионуклидтерді пайдалану арқылы жас анықтаудың тағы бір мысалы – хондрулдердің салыстырмалы жасын бағалауға қолданылатын Алюминий-26 – Магний-26 хронометрі. Алюминий-26, 720 000 жылдық жартылай ыдырау периодымен Магний-26-ға ыдырайды. Жас анықтау – бұл тұрақты изотоптардың қатынасымен салыстырғанда Магний-26-ның табиғи мөлшерінен (Алюминий-26 ыдырауының нәтижесі) ауытқуды табу мәселесі. Магний-26 (көбінесе Магний-26* деп белгіленеді) артық мөлшері, Күн жүйесінің басқа материалдарымен салыстырғандағы Магний-26/Магний-27 қатынасын анықтау арқылы табылады. Алюминий-26 – Магний-26 хронометрі, алғашқы метеориттердің пайда болу уақытын шамамен бірнеше миллион жыл деп көрсетеді (хондрулдердің пайда болуына 1,4 миллион жыл).

Терминология мәселесі

2022 жылдың шілдесінде "Applied Geochemistry" журналында жарияланған мақалада авторлар "аналық изотоп" және "қызыл изотоп" терминдерін қолданудан аулақ болуды ұсынды, олардың орнына бұқаралық спектрометриядағы "алдын ала ион" және "өнім ионына" ұқсас, көбірек сипаттамалық "көкден келетін изотоп" және "өнім изотопы" терминдерін пайдалануды ұсынды.