Recommended
More Related Content
Viewers also liked
Viewers also liked (13)
Radiometrische datering
- 1. 1 Radiometrische Datering Studierichting: Delfstofproductie Vak: Geochemie Docent: N.Kioe-A-Sen Msc. Inleverdatum: 9 maart 2015 Samenstellers: Dwarka Arvind Parisius Shequille
- 2. 2 Voorwoord Voor het vak Geochemie van het 3e semester moesten wij een verslag maken over een van de gegeven onderwerpen tijdens de colleges. Wij hebben gekozen voor “Radiometrische Datering”. Het doel van dit verslag is om de lezer een beter beeld te geven over hoe radiometrische datering werkt en welke verschillende methoden er zijn.
- 3. 3 Inleiding Radiometrische datering is de meest gebruikte daterings-methode die door wetenschappers wordt gebruikt om de ouderdom van de aarde te bepalen. Deze techniek van datering is gebaseerd op radioactief verval van natuurlijke isotopen. Radioactief verval is het verschijnsel waarbij onstabiele isotopen worden omgezet in stabiele isotopen,waarbij deeltjes en stralingsenergie vrijkomen. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen en verschillende atoommassa’s. Wij hebben voor dit onderwerp gekozen, omdat het een heel belangrijke techniek is die veel in de geologie wordt gebruikt. De informatie kan ons ook in onze verdere studie en carriere helpen bij het onderzoeken naar de ouderdom van gesteenten.
- 4. 4 Inhoudsopgave Blz Hoofdstuk 1: Hoe werkt Radiometrische Datering--------------------------------------------5 Hoofdstuk 2: Radioactief Verval------------------------------------------------------------------6 Hoofdstuk 3: Radiometrische Daterings-methoden-------------------------------------------8 Conclusie ----------------------------------------------------------------------------------------------11 Bronnen------------------------------------------------------------------------------------------------12
- 5. 5 Hoofdstuk 1 Hoe werkt radiometrisch datering? Dateren van het gesteente Radiometrisch dateren baseert zich in het algemeen op drie belangrijke aannames: 1. Op het moment dat de rots gevormd wordt (stolt), zouden er alleen radioactieve ouder- atomen aanwezig mogen zijn, en geen dochter elementen (afgeleid van radioactief verval van het ouderelement.) 2. Na het stollen moet de rots een gesloten systeem blijven. Dat betekent dat er geen ouder- of dochterelementen toegevoegd of verwijderd dienen te worden door externe invloeden zoals bijvoorbeeld aanwezigheid van grondwater. 3. De radioactieve verval ratio moet constant blijven. http://snakefly.tripod.com/Date.html HOOFDSTUK 2
- 6. 6 Wat is radioactief verval? Radioactief verval verloopt volgens wetten van statistische waarschijnlijkheid. De hoeveelheid stof die per tijdeenheid vervalt, is altijd evenredig aan de hoeveelheid die er nog van aanwezig is. Dit geeft een curve, die laat zien hoeveel er na elke gegeven tijd nog over is. De tijd die nodig is om de helft van een hoeveelheid stof te laten vervallen, heet de halveringstijd. De helft van de resterende helft zal in de volgende halveringstijd vervallen, zodat er dan nog een kwart van de oorspronkelijke hoeveelheid over is. Na drie halveringstijden is er nog een achtste. De halveringstijd van bijvoorbeeld uranium bedraagt 4,5 miljard jaar. Hoe wordt de ouderdom bepaald? Dit wordt gedaan door de hoeveelheid moederelement dat vervalt naar een stabiele dochter element. Met behulp van de ouderdoms vergelijking kunnen wij de tijd bepalen. T= 1/χ* ln(1+ d/p) T= ouderdom van het material d= concentratie van de dochterisotoop p= Concentratie van de moederisotoop χ= de vervalconstante voor de moederisotop ln= natuurlijke logaritme http://en.wikipedia.org/wiki/Radiometric_dating Fig.1 Halfwaardetijden van verschillende elementen http://www.desertusa.com/geofacts/geologic-time.htm
- 7. 7 Als het aantal moeder en dochter- atomen gelijkis,dan is er 1 halfwaarde-tijd verlopen. Als er 3 keer meer dochteratomen dan moederatomen aanwezig zijn,dan zijn er 2 halfwaardetijden verlopen.Zie figuur 2. Fig.2 :Verhouding moeder-en dochteratomen http://facstaff.gpc.edu/~pgore/geology/geo102/radio.htm
- 8. 8 HOOFDSTUK 3 Radiometrische daterings methoden: -Uranium dateringsmethode: Het uranium dat in lood wordt omgezet, neemt de hoeveelheid lood voortdurend toe. Hoeveel dat zich daarvan op een gegeven moment heeft verzameld, wordt aangegeven door de onderbroken curve. De loodcurve is het complement van de uraniumcurve, zodat het totaal van het aantal loodatomen en uraniumatomen altijd hetzelfde is, gelijk aan het aantal atomen waarmee wij begonnen. Veronderstel nu dat wij een brok gesteente hebben dat uranium bevat en helemaal geen lood en wij dat gesteente zo afdichten dat er niets in of uit kan. Na verloop van tijd openen wij het gesteente en meten de hoeveelheid van beide elementen. Wij kunnen daaruit opmaken hoe lang het gesteente afgesloten is geweest. Als wij bijvoorbeeld gelijke hoeveelheden lood en uranium vinden, weten wij dat er één halveringstijd, dat wil zeggen 4,5 miljard jaar is voorbijgegaan. Vinden wij dat precies 1 procent van het uranium tot lood is vervallen, dan kunnen wij daar met behulp van de wiskundige formule voor de curve uit afleiden dat er 65 miljoen jaar is verstreken. Merk op dat wij niet hoeven weten hoeveel uranium er in het gesteente zat, omdat wij alleen maar hoeven meten wat aan het einde van de periode de verhouding lood/uranium is. Hoe zeker zijn ze? Dateren is niet zo eenvoudig is als wij het hebben beschreven. Wij zeiden al dat het gesteente om te beginnen vrij moet zijn van lood. Dit is normaal niet het geval, in het begin is er al wat lood. Dit geeft het gesteente wat men noemt een ingebouwde ouderdom, de klok begint niet op nul. Ook namen wij aan dat het uranium helemaal afgesloten zat in het gesteente, dat er niets in of uit kon. Dit kan soms inderdaad het geval zijn, maar niet altijd. Over lange tijdsperioden gerekend kan er wat lood of uranium weglekken in het grondwater. Er kan ook uranium of lood in het gesteente binnendringen, vooral als het afzettingsgesteente is. Daarom werkt de uranium loodklok het best bij stollingsgesteenten. Andere complicaties komen voort uit het feit dat een ander element, thorium, dat zich in het mineraal kan bevinden, ook radioactief is en langzaam tot lood vervalt. Bovendien heeft uranium een tweede isotoop chemisch gelijk maar met een andere massa die met een andere snelheid vervalt en ook lood vormt. Elk eindigt in een andere loodisotoop, zodat wij niet alleen een chemicus met zijn testbuisjes nodig hebben, maar ook een fysicus met een speciaal apparaat om de verschillende isotopen, de loodsoorten met verschillende massa, te scheiden.
- 9. 9 -De kalium argonklok De meest gebruikte is de kalium argonklok. Kalium is een algemeen meest voorkomend element dan uranium. Kalium bestaat hoofdzakelijk uit twee isotopen met massa’s 39 en 41, maar een derde isotoop, kalium-40, is zwak radioactief. Een van de vervalprodukten is argon, een edelgas dat ongeveer 1 procent van de atmosfeer uitmaakt. Kalium-40 heeft een halveringstijd van 1,4 miljard jaar, waardoor het bruikbaar is voor het meten van ouderdommen van tientallen miljoenen tot miljarden jaren. In tegenstelling tot uranium komt kalium het meest in de aardkorst voor. Het is een bestanddeel van vele mineralen in heel algemene gesteenten, zowel stollings- als afzettingsgesteenten. De voorwaarden waaronder de kalium-argonklok werkt, zijn dezelfde als hierboven uiteengezet: Het kalium moet vrij zijn van argon wanneer de klok begint te lopen, dat wil zeggen, wanneer het mineraal wordt gevormd. En het mineraal moet al die tijd een gesloten systeem blijven waaruit geen kalium of argon mag ontsnappen en waarin beide elementen ook niet mogen binnendringen. Hoe goed werkt de klok in de praktijk? Soms heel goed, andere keren slecht. Soms levert ze ouderdommen op die sterk verschillen van de resultaten van de uranium loodklok. Normaal zijn de gevonden ouderdommen lager, resultaten worden aan verlies van argon toegeschreven. Maar in andere gesteenten stemmen de kalium- en uraniumdateringen heel nauw overeen. -De rubidium strontiumklok De rubidium strontiumklok is gebaseerd op het verval van rubidium tot strontium. Het verval van rubidium verloopt heel langzaam. De halveringstijd is 50 miljard jaar, zelfs in de oudste gesteenten is er zo weinig van vervallen dat er nauwkeurig gemeten moet worden om het extra strontium-87 te onderscheiden van het oorspronkelijk al aanwezige strontium. Er is misschien wel honderd keer zoveel strontium als rubidium in het mineraal aanwezig, en zelfs in een miljard jaar vervalt er maar iets meer dan 1 procent van het rubidium. Ondanks deze moeilijkheden heeft men in een aantal gevallen de hoeveelheid strontium kunnen meten die door radioactief verval is geproduceerd. Deze klok is waardevol als het erom gaat ouderdommen die met andere methoden zijn gevonden te controlleren. Andere methodieken die gebruikt worden voor dateren van ouderdommen zijn, koolstofdatering ( hier wordt gebrukt gemaakt van C14 moederisotopen), heliumdatering, Jodium-xenon datering. Argon-Argon datering, Lanthaan-barium datering.
- 10. 10 Koolstof datering wordt veel gebruikt in de archeologie, omdat deze een zeer relatief korte halveringstijd heeft. Deze vorm van datering is bruikbaar voor materialen tot ongeveer 60.000 jaar oud. Het is dus handig om de tijd te bepalen van fossielen die kort geleefd hebben. C14 heeft een halfwaardetijd van 5736 jaar. Planten nemen deze licht radioactieve vorm van koolstof op via hun gaswisseling en bouwen deze in door hun fotosynthese en stofwisseling. Hierdoor krijgen dieren die van die planten leven de isotoop binnen, en vervolgens weer dieren die van dieren leven, enzovoort. Alle levende wezens hebben in hun lichaam dus nagenoeg dezelfde verhouding tussen 14 C en de stabiele koolstofisotopen als bestaat in de atmosfeer. http://en.wikipedia.org/wiki/Radiometric_dating http://nl.wikipedia.org/wiki/C14-datering Fig.3 Productie van Carbon-14 http://www.weneedice.com/articles%20Has%20carbon%20dating.html Welke radiometerisch datering gebruikt wordt is dus afhankelijk van de ouderdoms tijd dat nodig is. Bij koolstof datering wordt er gebruikt gemaakt van dateringen van enkele honderd en duizenden jaren, terwijl bij uranium-lood het gaat om het dateren van miljoenen en miljarden Jaren.
- 11. 11 Conclusie Wij hebben gezien hoe radiometrische datering werkt en welke verschillende methoden er van radiometrische datering zijn. De gebruikte methode hangt af van de ouderdom van het te bepalen materiaal. Om de verschillende geologische processen op aarde beter te begrijpen, is het belangrijk dat de ouderdom van de verschillende materialen bepaald kan worden. Daarom is radiometrische datering een heel belangrijke techniek die onmisbaar is voor de geochemie en op andere geologische vakgebieden. Wij hebben uit het maken van dit verslag veel geleerd over radiometrische datering en kunnen alle kennis goed gebruiken in onze verdere studie en carriere.