9. Ряды радиоактивного распада, используемые при определении абсолютного возраста

Сейчас мы можем использовать один процесс радиоактивного распада для определения возраста молодых пород и пять - для датирования более древних.

Молодые породы можно датировать с помощью так называемого радиоуглеродного метода, или метода ¹⁴С, в котором используется самопроизвольное превращение ¹⁴С в ¹⁴N. Период полураспада радиоактивного углерода составляет около 5570 лет, и никакие технические ухищрения не позволяют датировать этим методом породы древнее примерно 50000 лет.

Процессы распада, применяемые для определения возраста более старых пород, перечислены в табл. 1 и на графиках, приведенных на фиг. 5 и 6. Вот их перечень (в порядке увеличения атомного номера материнского элемента): калий - аргон, рубидий - стронций, торий - свинец и уран - свинец. Последние два ряда всегда используются вместе. Начинаясь с трех разных элементов, а именно с тория и двух изотопов урана, и протекая по-разному, они приводят к одному стабильному дочернему элементу - к свинцу. Правда, получаются разные изотопы свинца (табл. 1). На этом основан новый, свинец-свинцовый метод, описанный в разд. 15 этой главы.

Фиг. 5. Схемы естественного радиоактивного распада в рядах урана и актиния [6]

Фиг. 6. Схема естественного радиоактивного распада в ряду тория [6]

Таблица 1. Процессы распада природных радиоактивных элементов, используемые при определении абсолютного возраста древних пород

Из упомянутых методов самые старые - торий-свинцовый и уран-свинцовый. Лишь после второй мировой войны введение технических усовершенствований, главным образом разработка масс-спектрометров^*, позволило использовать для целей датирования и другие ряды распада. Да и свинцовые методы, как уже сказано, были значительно усовершенствованы. Поэтому я считаю необходимым кратко описать устройство и работу масс-спектрографа - прибора, без которого методология определения абсолютного возраста так и не вышла бы из пеленок. Впрочем, понимание устройства этого прибора не обязательно для понимания нашей главной проблемы. Поэтому читатель может пропустить следующий раз-Дел, если материал покажется ему слишком сложным.

^* (Принцип масс-спектрографий впервые разработан и применен Дж. Томсоном (1910 г.). Первый масс-спектрограф с фокусировкой пучка ионов построен Ф. Астоном (1919 г.). Значительные усовершенствования конструкции действительно сделаны в 40-50-х годах. - Прим. перев.)