Klopt dit voorbeeld (sterk vereenvoudigd) van radiometrische datering wel?

Question

Ik probeer het principe van radiometrische datering te snappen. En nu had ik een sterk eenvoudigd voorbeeld gevonden, maar twijfel of deze wel klopt. Wie kan mij hier meer duidelijkheid over geven?

Bij het stollen van een lavastroom is bekend dat er geen ‘Lood-207’ in aanwezig maar wel het onstabiele isotoop ‘Uranium-235’. Dit isotoop vervalt, waarbij Lood-207 wordt gevormd. Dit verval van Uranium-235 gebeurt met een halfwaardetijd van ca. 700 miljoen jaar. Dit wil zoveel zeggen als dat na ongeveer 700 miljoen jaar precies de helft van het aanwezige Uranium-235 zal omgezet zijn naar Lood-207, waardoor de verhouding tussen beide elementen op dat ogenblik gelijk zou zijn. Wanneer gesteentesamples uit deze lavastroom onderzocht worden in een laboratorium blijkt de verhouding Lood-207/Uranium-235 = 3/4. Uitgaande van de halfwaardetijd kunnen we nu de geschatte ouderdom berekenen: de lavastroom is dus 3/4 x 700 = 525 Miljoen jaar oud.

 · Accepted Answer

Je voorbeeld klopt in grote lijnen, maar niet precies. Naast het lood worden namelijk ook andere stoffen gevormd. Dat is ook logisch als je ziet dat de kern van uranium-235 (met atoomgetal 92) 92 protonen en 143 neutronen heeft, terwijl die van lood-207 82 protonen en 125 neutronen heeft. Er zijn dus 10 protonen en 18 neutronen die we nog moeten verklaren. Er zal alfastraling vrijkomen (een heliumkern van 2 protonen en 2 neutronen). Bovendien kan de radioactieve kern ook nog positronen opnemen waardoor een neutron een proton wordt en de kern weer een hoger atoomnummer krijgt. Daarom zal er na de genoemde 700 miljoen jaar iets minder lood dan uranium zijn (aantallen atomen; omdat uranium een volumegewicht van 18,7 gram per cm3 heeft en lood 11,2 treedt ook een verschil op als je de gewichtsverhouding gaat bepalen). Het ontstane helium en het gewicht van de neutronen = betastraling moet je dus eigenlijk meerekenen.

In elk geval moet je bij de datering alleen kijken naar hoe veel van je oorspronkelijke uranium is verdwenen. Die verdwenen helft is echter niet (in haar geheel) in lood omgezet! En naar de verhouding tussen Pb en U moet je echt niet kijken.

je voorbeeld is wel een heel aardige benadering die in elk geval de orde van grootte van de ouderdom goed zal weergeven.

In elk geval moet je bij de datering alleen kijken naar hoe veel van je oorspronkelijke uranium is verdwenen. Die verdwenen helft is echter niet (in haar geheel) in lood omgezet! En naar de verhouding tussen Pb en U moet je echt niet kijken.

je voorbeeld is wel een heel aardige benadering die in elk geval de orde van grootte van de ouderdom goed zal weergeven.

 · Answer

Een van de oudste en betrouwbaarste methoden is uranium-looddatering. Deze dateringsmethode wordt veel toegepast op het mineraal zirkoon, dat lood uitsluit maar juist veel uranium bevat. Metingen via deze methode kunnen tegenwoordig een onzekerheid hebben van 2 miljoen jaar bij materialen van meer dan 3 miljard jaar, en de methode wordt veel gebruikt in de geologie. Omdat 235U naar 207Pb vervalt en tegelijkertijd 238U naar 206Pb, heeft de uranium-loodmethode als voordeel dat elke meting in feite twee systemen meet, waardoor een controle plaatsvindt.

Het te onderzoeken materiaal sluit niet altijd het dochterelement uit – soms kunnen zowel moeder als dochter tijdens de vorming van een materiaal worden opgenomen.(was één der elementen al aanwezig in het lava?) In zulke gevallen moet een aanname worden gedaan voor de verhouding van moeder en dochter tijdens de vorming.

De dochter is bij voorkeur geen gas (omdat dit gemakkelijk uit het materiaal zou kunnen lekken) en het moet zelf stabiel genoeg zijn zodat het in behoorlijke concentraties kan worden gemeten.

Bovendien moeten zowel moeder als dochter geen stoffen vormen die gemakkelijk chemische reacties aangaan, of stoffen die in te veel andere vervalreacties geproduceerd worden of vervallen.

Ten slotte moeten de technieken die worden gebruikt bij het isoleren en analyseren van de concentraties betrouwbaar en duidelijk zijn.

Bij datering door middel van een isochron, de simpelste vorm van radiometrische datering, is het niet nodig te weten wat de verhouding tussen moeder- en dochterelement was tijdens de vorming van het materiaal.

Verder wordt wel heel makkelijk gerekend in het voorbeeld, want er wordt geen rekening gehouden met de verval constante en met de natuurlijke logaritme.

De vervalconstante λ is het deel van de atomen van het moederelement die vervallen per eenheid tijd, en is omgekeerd evenredig met de halveringstijd:

Klopt dit voorbeeld (sterk vereenvoudigd) van radiometrische datering wel?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (1)

Weet jij het beter..?