Од свих изотопских метода датирања које се данас користе, метода улова-олова је најстарија и када се пажљиво изводи, најпоузданија. За разлику од било које друге методе, уранијум-олово има уграђен природни унакрсни преглед који показује када се природа спремила са доказима.
Основе урана-олова
Уранијум долази у два уобичајена изотопа са атомском масом 235 и 238 (назваћемо их 235У и 238У). Обоје су нестабилне и радиоактивне, испуштају нуклеарне честице у каскаду која се не зауставља док не постану оловни (Пб). Двије каскаде су различите - 235У постаје 207Пб, а 238У 206Пб. Оно што ову чињеницу чини корисном је то они се јављају различитим брзинама, израженим њиховим полуживотом (време које је потребно да пола атома до пропадање). Полуживот каскаде 235У – 207Пб има 704 милиона година, а каскада 238У – 206Пб знатно спорији, полуживот од 4,47 милијарди година.
Дакле, када се формира минерално зрно (тачније када се прво охлади испод своје температуре хватања), оно ефективно поставља „сат“ уранијума и олова на нулу. Атоми олова створени распадањем уранијума су заробљени у кристалу и временом се концентришу. Ако ништа не омета зрно да ослободи било који од ових радиогених олова, то је у концепту једноставно. У старој стијени старој 704 милиона, 235У је у свом полуживоту и постојаће једнак број атома 235У и 207Пб (однос Пб / У је 1). У стијени која је двоструко старија, остаће по један атом 235У за свака три атома 207Пб (Пб / У = 3), и тако даље. Са 238У однос Пб / У расте много спорије с годинама, али идеја је иста. Ако сте узели камење свих узраста и цртали њихова два Пб / У омјера из њихова два изотопска пара против сваког осим на графу, тачке би твориле лепу линију која се зове конкордија (погледајте пример на десној страни) колона).
Циркон у упознавању урана и олова
Омиљени минерал међу У-Пб датерима је циркон (ЗрСиО)4), из неколико добрих разлога.
Прво, његова хемијска структура воли уранијум и мрзи олово. Уранијум лако замењује цирконијум, док је олово снажно искључено. То значи да је сат истински подешен на нулу када се формира циркон.
Друго, циркон има високу температуру увлачења од 900 ° Ц. Сат није лако пореметити геолошки догађаји - не ерозије или консолидације у седиментне стене, чак ни умерено метаморфизам.
Треће, циркон је распрострањен у магматске стене као примарни минерал. Због тога је посебно драгоцено датирање ових стена на којима нема фосила који би указивали на њихову старост.
Четврто, циркон је физички чврст и лако се одваја од узорака здробљених стена због велике густине.
Остали минерали који се понекад користе за датирање улова са оловом укључују моназит, титанит и два друга цирконијумова минерала, бадделејит и цирконолит. Међутим, циркон је толико неодољив омиљени да геолози често само помињу „цирконско дружење“.
Али чак и најбоље геолошке методе су несавршене. Упознавање са стеном укључује мерења олова и олова на многим људима циркони, затим процену квалитета података. Неки циркони су очигледно узнемирени и могу их игнорисати, док је друге случајеве теже просуђивати. У овим случајевима дијаграм конкордија је драгоцено средство.
Цонцордиа и Дисцордиа
Размотримо конкордије: како циркони остаревају, они се крећу према кривини. Али сада замислите да неки геолошки догађај узнемирава ствари да би олово побегло. То би требало да циркони на правој линији назад до нуле буду на дијаграму конкордија. Равна линија уклања цирконе од конкордије.
Овде су важни подаци многих циркона. Узнемирујући догађај утиче на цирконе неједнако, скидајући сву олову са неких, само један део других и остављајући неке нетакнуте. Резултати тих циркона стога се цртају по тој равној линији, успостављајући оно што се назива дискордија.
Сада размислите о дискордији. Ако је стијена стара 1500 милиона година узнемирена да би створила дискордију, онда се она не уништава још милијарду година, цела линија дискордија ће се кретати дуж криве конкордија, увек упућујући на старост узнемиреност. То значи да подаци о циркону могу да нам кажу не само када се стена формирала, већ и када су се током живота догодили значајни догађаји.
Најстарији циркон који је до сада пронађен датиран је пре 4,4 милијарде година. С обзиром на ову позадину у методи олова урана, можда ћете имати дубљу захвалност у истраживању представљеном на Универзитету у Висконсину. "Најранији комад земље", укључујући и 2001 у Природа који је најавио датум постављања записа.