Argon–argon datiranje

Argon–argon (ili ⁴⁰Ar/³⁹Ar) datiranje je radiometrijski metod koji je zamišljen da, u preciznosti, zamjenjuje kalij-argon tehniku (K / Ar).

Za stariju varijantu metoda potrebno je cijepanje uzoraka u dva odvojena mjerenja za kalij i argon, dok novija zahtijeva samo jedan fragment stijen ili mineralnu česticu za jedno mjerenje argonskog izotopa. ⁴⁰ Ar/³⁹Ar datiranje se oslanja na neutronsko zračenje iz nuklearnog reaktora, koji stabilni oblik kalija (³⁹K) pretvara u radioaktivni ³⁹Ar. Dokle god je standard poznate starosti istovremeno ozračen sa nepoznatim uzorcima,za izračunavanje odnosa ⁴⁰K/⁴⁰Ar*, moguće je obaviti samo jedno mjerenje izotopa argona, a time i za izračunavanje starosti nepoznatog uzorka. ⁴⁰Ar * se odnosi na produkt radioaktivnog raspadanja ⁴⁰Ar, odnosno ⁴⁰Ar proizvedenog iz od radioaktivnog raspada ⁴⁰K. ⁴⁰Ar* ne uključuje atmosferski argon adsorbovan na površinu ili dobijen difuzijom i njegovu izračunatu vrijednostje izvedenu iz mjerenja ³⁶Ar (za koju se pretpostavlja da je od atmosferskog porekla). To sve uz pretpostavku da se u atmosferskim plinovima ⁴⁰Ar i ³⁶Ar nalaze u stalnom omjeru.

Metod

Uzorak je sasvim drobljen i jedinostruki kristali minerala ili fragmenti stijena za analizu, koji su ručno prikupljeni. Zatim se ozračuju za dobijanje ³⁹Ar od ³⁹K. Uzorak se onda degasificira u visokom vakuumu mas-spektrometra, putem lasera ili vatrostalnoj peći. Grijanje uzrokuje da kristalna struktura minerala (ili [[minerala) degradira, i, kako se uzorak topi, gasovi se oslobađaju. Gasno isparenjre može uključivati atmosferske plinove, kao što su ugljendioksid, voda, dušik i argon i plinovi iz radioaktivnog raspadanja, kao što su argon i helij, nastali iz redovnog radioaktivnog raspada zbog protoka geoloških vremena. Količina ⁴⁰Ar* se povećava s starošću testiranog uzorka, iako to čini logaritamski; poluživot ⁴⁰K je 1,248.000.000 godina.

Jednačina datiranja

Starost uzorka se određuje prema jednadžbi:

$t={\frac {1}{\lambda }}\ln(J\times R+1)$ ,

gdje je

• λ = konstanta radioaktivnog raspadanja ⁴⁰K (približno 5,5 x 10⁻¹⁰/ godina⁻¹, korespondirajući sa poluživotom od približno 1.25 milijardi godina),
• J = J-faktor (parametar koji je asociran sa procesom ozračivanja), i
• R = odnos ⁴⁰Ar*/³⁹Ar.
  J faktor je u korelaciji sa neutronskim bombardiranjem tokom procesa zračenja. Gušći protok neutronskih čestica će pretvoriti više atoma ⁴⁰K u ⁴⁰Ar kada je gustoća manja od jedan.

Relativno datiiranje

⁴⁰Ar/³⁹Ar metodom se određuju samo vremenske relacije među slojevima i nalazima (relativna geohronologija). Da bi se odredila starost ⁴⁰Ar/³⁹Ar tehnikom, J parametar mora biti određen ozračenjem nepoznatog uzorka zajedno sa uzorkom poznatih starosnih granica, kao standardom. Zato što je ovo (primarni) standard, u konačnici se ne može utvrditi ⁴⁰Ar/³⁹Ar, mora se prvo utvrditi putem drugog načina datiranja. Metod najčešće koristi primarni standard konvencionalne K/Ar tehnike.

Također pogledajte

• Geohronologija
• Relativna geohronologija
• Apsolutna geohronologija
• geohronološki metod