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  • 为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    一篇关于一颗起源于月球的陨石的新闻文章能够列出它在月球上经历的主要撞击事件,并确定它们的日期。据说这是可能的,因为每一个事物熔化的一部分,然后该部分的原子钟就会重置。那么,熔化一块石头是如何使衰变的放射性元素恢复到原来的形态的呢?当我们熔化铅时,它不会再变成铀。同样的问题也适用于确定太阳系的年代。放射性元素不应该衰变80亿年,120亿年吗?自它们在古代超新星中被炸而得以存在算起?

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    在固体状态下,所有物质都很稳定,所以相对较少的粒子可以逃逸。然而,在液体或气体状态下,粒子可以四处移动并汽化。由于放射性衰变,物质开始时的子同位素量比化学上有利的量要大,所以其中一些会逸出,使物质达到平衡。想象一下冻结在冰块中的气泡——固体冰阻止了气泡的逸出,但当冰块融化时,气泡会逸出,因为没有气泡时,系统的能量更低。(由于母、子同位素的不同结晶,在凝固过程中会发生进一步的分离。)这意味着在熔化之前关于发生了多少衰变的信息丢失了。

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    因此,只有确定了凝固时的子同位素含量,才能计算出熔化的时间。要做到这一点的方法之一是找到另一个同位素不参与放射性衰变(称之为同位素B,因为无聊而起的),找到一个非放射性岩石(或一个最近的液体),并测量女儿同位素的比值同位素B .这个比例将是相同的任何材料的平衡,所以这是凝固时样本的比例。然后测量陨石(或其他什么)中的同位素B的量,并将其乘以平衡比,得到凝固时的子同位素的量。如果你从样本中测量的子同位素的总量中减去这个,你就得到了由固化后的放射性衰变引起的子同位素的总量,它告诉你固化后的时间。

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    放射性定年法,放射性年代测定技术放射性同位素定年法是一种用于测定岩石或碳等物质年代的技术,其中微量放射性杂质是在它们形成时选择性地掺入的。该方法将物质中自然存在的放射性同位素的丰度与其衰变产物的丰度进行比较,后者以已知的恒定衰变速率形成。使用放射性定年法于1907年首次由Bertram Boltwood出版,现在是关于岩石绝对年龄和其他地质特征的信息的主要来源,包括化石的时代生命形式或者地球本身的年龄,和还可以用于日期范围广泛的自然和人造材料。

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    在地质年代学中,结合地层学原理,采用放射性测年方法建立地质年代标度。最著名的技术有放射性碳年代测定法、钾-氩年代测定法和铀-铅年代测定法。通过建立地质时标,它提供了关于化石年龄和推断出的进化变化率的重要信息来源。放射性年代测定法也被用于确定考古材料的年代,包括古代的手工艺品。

    不同的放射性测年方法在时间尺度上是不同却准确的,不同的测定方法所应用的材料也是不同的。

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    独居石地质年代学是利用矿物独居石研究地质历史的一种定年技术。它是研究变质岩特别是火成岩、沉积岩和热液岩复杂历史的有力工具。年代测定法将独居石中的放射性过程用作时钟。

    独居石地质年代学的独特性来自于独居石的高抗热性,这使得在地质历史中可以保留年代信息。随着独居石的生长,它形成了不同成分和年龄的连续一代,通常不消除以前的,形成了独居石的分带模式。由于年龄的划分,年代测定应该在单个的区域进行,而不是整个晶体。此外,结构的独居石晶体可能代表某些类型的事件。因此,需要高空间分辨率的直接采样技术,在不破坏纹理和分区的前提下,对这些微小区域进行单独研究。

    为什么融化的小行星可以“重置”它的原子钟?

    独居石地质年代学的优点是能够将独居石的组成与地质作用联系起来。而找到组成带的年龄就意味着找到地质过程的年龄。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. 星星★~闪烁- curious

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