ملخص التأريخ المطلق للصخور، علوم الأرض والبيئة

عُمر النصف

• عمر النصف: الزمن اللازم لاضمحلال نصف عدد ذرات النظيرة الأم المشعة في العيّنة إلى ذرات نظيرة وليدة أكثر استقرارًا، أو مستقرة
• عُمر النصف: يُعرّف عُمر النصف ⁦Half-Life⁩ بأنه الزمن اللازم لاضمحلال نصف عدد ذرات النظيرة الأم المشعة في العيّنة إلى ذرات نظيرة وليدة أكثر استقرارًا، أو مستقرة
• يبيّن الشكل (18) أنّ مُدّة عُمر النصف في البداية تساوي صفرًا، وهذا يدلّ على أنّ الاضمحلال الإشعاعي لم يبدأ بعد.
• إذ يُلاحظ أنّ العيّنة تقتصر بداية (حين تكون مُدّة عُمر النصف صفرًا) على النظيرة الأم المشعة بنسبة 100% كما يظهر في المنحنى الأزرق، عندئذ تكون نسبة النظيرة الوليدة المستقرة صفرًا أيضًا كما يظهر في المنحنى الأحمر.
• وبزيادة عدد مُدد عُمر النصف يبدأ النقصان في النسبة المئوية لذرات النظيرة الأم المشعة المتبقية تقابله زيادة في النسبة المئوية لذرات النظيرة الوليدة المستقرة حتى تقترب النسبة المئوية لذرات الأم المشعة المتبقية من الصفر.

التأريخ الإشعاعي للصخور

• التأريخ المطلق: طريقة حساب عُمر الصخور والمعادن التي تحوي نظائر مشعة على نحو دقيق ومُحدّد
• التأريخ المُطلق: ويُطلق على طريقة حساب عُمر الصخور والمعادن التي تحوي نظائر مشعة على نحو دقيق ومُحدّد اسم التأريخ المُطلق ⁦Absolute Dating⁩.
• يُمثّل العُمر المُطلق عدد السنوات التي انقضت منذ تشكّل المعدن وانحباس النظيرة الأم المشعة داخله حتى وقتنا الحاضر.
• يستخدم العلماء جهاز مطياف الكتلة في قياس نسبة النظيرة الأم المشعة إلى النظيرة الوليدة المستقرة في عيّنة المعدن، ثم حساب النظيرة الأم الأصلية لتحديد مُدد عُمر النصف التي انقضت منذ بدء الاضمحلال الإشعاعي.
• وكلّما كانت العيّنة المأخوذة من الصخر المراد قياسه أقدم، احتوت كميّة أكبر من النظيرة الوليدة المستقرة.
• أن تكون كميّات النظيرة الأم المشعة المتبقية والنظيرة الوليدة المستقرة قابلة للقياس.
• وأن يكون عُمر النصف للعنصر المراد تحليله مُحدّدًا بدقة.
• وأن يبقى النظام الإشعاعي مغلقًا، ولا يسمح بالدخول أو الخروج لأي من ذرات النظيرة الأم المشعة المتبقية، أو ذرات النظيرة الوليدة المستقرة.

حساب أعمار الصخور

• $N_0 = N_p + N_d$
• أو باستخدام العلاقة الآتية: $N_p = N_0 \times (\frac{1}{2})^n$
• - إيجاد العُمر المُطلق للمعدن أو الصخر عن طريق ضَرْب عدد مُدد عُمر النصف الخاصة بالعيّنة في قيمة عُمر النصف للعنصر المشع المُستخدم كما في المعادلة الآتية: $T = T_{\frac{1}{2}} \times n$

يمكنني إيجاد ⁦(n)⁩ أيضًا عن طريق

• -(n=1)--> 200 --(n=2)--> 100 --(n=3)--> 50

تأريخ الصخور النارية

• تُعدّ الصخور النارية أفضل الصخور استخدامًا في التأريخ الإشعاعي؛ ذلك أنّ معادنها التي تُستخدم في التأريخ الإشعاعي عند تبلورها من الماغما تحوي النظيرة الأم المشعة فقط، ثم تتحلّل بمرور الزمن إلى نظيرة وليدة مستقرة، وتحتفظ البلورات بكلتا النظيرتين من دون كسب أو فقدان.
• ولهذا، فإنّ عُمر الصخر الناري الذي يقاس بطرائق التأريخ الإشعاعي يشير إلى عُمر الصخر منذ لحظة تبلور المعادن المُكوّنة له من الماغما، وانحباس النظيرة الأم المشعة في البلورة، لا عند نشأة الماغما. حيث يكون النظام الإشعاعي مفتوحًا في حالة الماغما.

تأريخ الصخور المُتحوّلة

• عند تعرّض مختلف أنواع الصخور لعوامل التحوّل من حرارة وضغط، وحدوث إعادة تبلور لها، فإنّ ذلك قد يؤدّي إلى فتح النظام الإشعاعي، وحدوث كَسْب أو فَقْد للنظيرة الأم المشعة، أو النظيرة الوليدة المستقرة من البلورة، وهذا يؤدّي إلى تغيير نسبتهما فيها.
• وعند توقّف عملية التحوّل، تصبح البلورات الجديدة نظامًا مغلقًا من جديد، ويبدأ العنصر المشع بالتحلّل إلى عنصر مستقر.
• ومن ثَمّ، فإنّ التأريخ باستخدام الاضمحلال الإشعاعي للصخور المُتحوّلة هو الذي يؤرّخ لحظة انتهاء عملية التحوّل وإغلاق النظام الإشعاعي في الصخور، وليس نشأة الصخر الأصلي.

الربط بالعلوم الحياتية:

• تُستخدم حَلْقات الشجر السنوية في تحديد أعمارها؛ إذ تحوي الأشجار سجلًا زمنيًا لأعمارها، وتنمو كل شجرة ضمن ظروف مُعيَّنة كل سنة، ويكون سُمك الحلقات عريضًا عند توافر أمطار غزيرة، في حين يكون سُمكها قليلًا في مواسم الجفاف.
• يُعدّ أندريو دوغلاس أوّل من استخدم التأريخ بالحَلْقات لتأريخ بيوت مصنوعة من الخشب.
• واليوم يستطيع العلماء استخدام هذه الطريقة في تأريخ مُدد تصل إلى ⁦10000 years⁩.

تأريخ الصخور الرسوبية

• تُستخدم طرائق الاضمحلال الإشعاعي في الصخور الرسوبية الكيميائية التي تترسّب نتيجة زيادة تركيز المواد الذائبة في المحاليل المائية، مثل الصخور الجيرية؛ إذ يغلق النظام الإشعاعي فيها لحظة حدوث الترسيب.
• ومن ثَمّ، فإنّ تأريخ الصخور الرسوبية…