Калиево-аргоновый метод
Калиево-аргоновый метод – один из методов определения возраста различных археологических артефактов, в состав которых входит тот или иной радиоактивный изотоп.
О его особенностях в интервью изданию «Антропогенез.ру» рассказал Алексей Викторович Иванов, старший научный сотрудник Института земной коры СО РАН (Иркутск), специалист по калий-аргоновому методу датирования.
Данный метод был разработан после открытия радиоактивности в 1896 году. Ученые быстро поняли, что данное открытие поможет датировать геологические объекты.
Калиево-аргоновый метод впервые был использован в начале XX века. Разработчиком данного метода принято считать немецкого физика Карла фон Вайцзеккера.
Попытки датировать калиевые минералы по аргону были предприняты в 1948 году в США Алдричем и Ниром и в СССР Герлингом и Титовым.
За последующие годы появилось несколько вариантов калий-аргоновых методов, которые отличаются друг от друга по техническим деталям, и отдельно аргон-аргоновый метод, использующий туже схему распада калия в аргон, однако принципиально отличный по ряду других параметров.
Чаще всего археологи используют именно аргон-аргоновый метод, калий-аргоновый обычно используют для датирования «молодых» вулканических пород.
Калий-аргоновым методом можно датировать образцы возрастом от первых тысяч лет до возраста образования Земли. На практике все зависит от множества факторов.
Самым простым материалом для датировки являются вулканические породы, излившиеся в интервале от первых миллионов лет назад до первых сотен миллионов лет назад, пояснил эксперт. Датировать более древние образцы сложнее.
С течением времени повысились требования к точности датировок в геологических исследованиях.
Какой материал подходит для датирования
Для датирования подходит любой минерал с калием.
На практике проще датировать минералы, кристаллизовавшиеся из магмы. Для датирования также подходят метаморфические минералы, но в этом случае нужно знать, что с этим минералом происходило - был ли метаморфизм одноактным, как быстро происходил процесс охлаждения минерала. Важно, чтобы минерал охлаждался быстро, так как аргон – это инертный газ, и он быстро выходит из минерала-хозяина при нагревании еще до разрушения кристаллической решетки минерала. То есть минерал мог уже закристаллизоваться, на языке геохронологов – изотопные часы пошли, но радиогенный аргон не остается в минерале, а покидает его.
Позднее этот недостаток пытались использовать как преимущество для реконструкции термальной истории минералов. Теоретически можно датировать время образования минералов при осадконакоплении. Такие попытки уже не раз предпринимались, но это довольно сложно.
Количество образцов, необходимых для датирования, зависит от характера геологической задачи. Иногда достаточно и одного образца.
Например, извергся вулкан, из него вытекла лава, из которой кристаллизовались полевые шпаты. Спустя миллион лет этот полевой шпат обнаружил геолог. Он взял образец, сделал шлиф и увидел под микроскопом, что полевой шпат «свежий» и не претерпел никаких вторичных изменений. Таким образом, изотопная система с момента кристаллизации минерала до момента отбора пробы была закрытой. Такой образец подходит для датирования.
Если же на месте полевого шпата уже сплошь новообразованные минералы, мелкие слюдки, то система была открыта, и датировка будет омоложена. Если перекристаллизация минерала происходила одноактно, можно получить информацию о времени этого процесса.
Еще один пример. Например, где-то глубоко залегает древняя порода. Из-за тектонического стресса она начала перемещаться по разлому, из-за трения произошел разогрев, кристаллизовалась новая слюда. Эта слюда подлежи датированию, что позволит определить время перемещений. Иными словами, не каждый образец подлежит датированию.
Самые известные датировки, полученные с помощью калиево-аргонового метода
С помощью калиево-аргонового метода удалось установить дату извержения вулкана Везувия (79 год н. э.), в результате которого погибли несколько тысяч жителей римских городов Помпеи, Геркуланум.
В начале 90-х гг. аргон-аргоновым методом были датированы останки женщины-австралопитека «Люси», обнаруженной на севере Танзании в 1974 году. При этом датировались не останки, а вулканические пеплы, в которых они были захоронены. В результате оказалось, что австралопитеку «Люси» чуть больше 3 млн лет.
