Jeolojik Zamanlar Neye Göre Belirlenir?

Jeologlar , eski olayları tarihlendirmek için güvenilir saatler olarak, potasyum ve karbon gibi belirli elementlerin doğal radyoaktif bozunmasına dayanan radyometrik tarihleme yöntemlerini yaygın olarak kullanırlar. Kayaların veya fosillerin yaşını belirlemek için bir mineralin kristal yapısındaki kusurlarda veya "tuzaklarda" elektronların birikmesi ile yaşlarını tespit ederler.

Şöyle ki; Tüm elementler , atom çekirdeğinde bulunan protonları ve nötronları ve çekirdeğin etrafında dönen elektronları içerir. Her elementte proton sayısı sabitken, nötron ve elektron sayısı değişebilir. Aynı elementin nötron sayıları farklı atomlarına o elementin izotopları denir. Her izotop , proton artı nötron sayısı olan atomik kütlesi ile tanımlanır . Örneğin, karbon elementinin altı protonu vardır, ancak altı, yedi veya sekiz nötronu olabilir. Böylece, karbonun üç izotopu vardır: karbon 12 ( ¹² C), karbon 13 ( ¹³ C) ve karbon 14 (¹⁴C) .

Dünya üzerinde bulunan çoğu izotop genellikle kararlıdır ve değişmez. Bununla birlikte, ¹⁴ C gibi bazı izotoplar kararsız bir çekirdeğe sahiptir ve radyoaktiftir . Bu, kararsız izotopun zaman zaman proton, nötron veya her ikisinin sayısını değiştireceği anlamına gelir. Bu değişime radyoaktif bozunma denir. Örneğin kararsız ¹⁴C , kararlı nitrojene ( ¹⁴ N) dönüşür. Bozunan atom çekirdeğine ana izotop denir . Bozunmanın ürünü türev (kız) izotopu olarak adlandırılır . Örnekte, ¹⁴ C ebeveyn ve ¹⁴ N türevidir. Kayalardaki ve organik maddelerdeki (ör. tahta, kemikler ve deniz kabukları) bazı mineraller radyoaktif izotoplar içerebilir. Bir numunedeki ebeveyn ve türev izotoplarının bolluğu ile ölçülebilir ve yaşlarını belirlemek için kullanılabilir. Bu yöntem radyometrik tarihleme olarak bilinir.

Birçok radyoaktif izotop için bozunma oranı ölçülmüştür ve zamanla değişmez. Böylece, her bir radyoaktif izotop, bir saat gibi düzenli bir şekilde ilerleyerek, oluştuğundan bu yana aynı oranda bozunmaktadır. Örneğin, lav soğuduğunda oluşan bir minerale potasyum eklendiğinde, önceki çürümeden argon kalmaz (lav hala erimişken bir gaz olan argon atmosfere kaçar). Bu mineral oluştuğunda ve kaya, argonun artık kaçamayacağı kadar soğuduğunda, "radyometrik saat" başlar. Zamanla, potasyumun radyoaktif izotopu, mineralde biriken kararlı argona yavaş yavaş bozunur.

Ana izotopun yarısının yavru izotoplara bozunması için geçen süreye bir izotopun yarı ömrü denir. Ebeveyn ve türev izotoplarının miktarları eşit olduğunda, bir yarılanma ömrü oluşmuştur. Bir izotopun yarı ömrü biliniyorsa, ebeveyn ve türev izotopların bolluğu ölçülebilir ve "radyometrik saat" başladığından beri geçen süre hesaplanabilir.

Örneğin, bir kemikte ölçülen ¹⁴ C ve ¹⁴ N bolluğu eşitse, bir yarı ömür geçmiştir ve kemik 5.730 yaşındadır ( ¹⁴ C yarı ömrüne eşit bir miktar). Kemikte ¹⁴ N'den üç kat daha az ¹⁴ C varsa , iki yarı ömür geçmiştir ve numune 11.460 yaşındadır. Bununla birlikte, kemik 70.000 yıl veya daha eskiyse , kemikte kalan ¹⁴ C miktarı doğru bir şekilde ölçülemeyecek kadar küçük olacaktır. Bu nedenle, radyokarbon tarihleme, yalnızca nispeten yakın jeolojik geçmişte oluşan şeyleri ölçmek için kullanışlıdır. Neyse ki yaygın olarak kullanılan potasyum-argon (K-Ar) yöntemi gibi yöntemler var.^[1]

Aşağıdaki tabloda farklı yaşlandırma yöntemlerini ekledim. Tablodaki yöntemlerle daha eski yaşlandırma yapılabilir.