ИЗОТОПНЫЕ ГЕОХРОНОМЕТРЫ

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВРЕМЯ С ПОМОЩЬЮ НЕИСПРАВНОГО ХРОНОМЕТРА?

    Проще всего это сделать, если "неисправность" вызвана захватом избыточного изотопа при образовании минерала. Решение проблемы состоит в том, что для определения точного геологического времени нужно воспользоваться не одним, а несколькими неисправными изотопными геохронометрами. Показания трех таких рубидий-стронциевых изотопных геохронометров для разных минералов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Несогласующиеся показания рубидий- стронциевого геохронометра.

Изотопные геохронометры показывают, что кажущийся возраст минералов одной и той же породы отличается на ~ 700 млн. лет. Эти геохронометры явно неисправны. Однако дело поправимо, поскольку геохронометров три, а не один.
Это можно доказать, если вспомнить,что природный стронций состоит из изотопов ⁸⁸Sr, ⁸⁷Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁴Sr, и заранее принять одно единственное допущение: при образовании всех трех минералов они захватили стронций с одним и тем же изотопным составом. Это вполне правдоподобное допущение, поскольку исходное вещество минералов одно и то же - хорошо перемешанный магматический расплав. Следовательно, первичное соотношение ⁸⁷Sr / ⁸⁶Sr во всех трех новорожденных минералах было одним и тем же. Заранее знать, каким оно было, вовсе не требуется. Нужно лишь рассуждать так. Концентрация ⁸⁷Sr в любом из этих трех минералов - это сумма концентраций захваченного при кристаллизации (⁸⁷Sr₀) и радиогенного стронция (⁸⁷Sr_рад):

⁸⁷Sr = ⁸⁷Sr₀ + ⁸⁷S_rрад .                   (5)

Теперь разделим левую и правую части этого выражения на одно и то же число (концентрацию захваченного при минералообразовании ⁸⁶Sr₀:

Но концентрацию радиогенного изотопа ⁸⁷Srрад можно выразить через концентрацию материнского радиоактивного изотопа, в данном случае ⁸⁷Rb:

Подставив выражение (7) в (6), получаем формулу, которая нам что-то напоминает:

Ну, конечно, это уравнение прямой типа y = ax + + b. Роль переменной величины y играет изотопное соотношение ⁸⁷Sr / ⁸⁶Sr, а x = ⁸⁷Rb / ⁸⁶Sr в каждом из трех минералов. Следовательно, экспериментальные точки должны лежать на прямой линии (рис. 1). Тангенс угла наклона этой прямой - коэффициент a в уравнении прямой, то есть (e^lr - 1) в формуле (8).

Назад| Следующая страница