METODA KALIJUM-ARGON
Napisao/la admin dana 15.12.2007 20:23
Ovaj metod je poslednjih godina postao poznat kao jedan od najznacajnijih metoda za odredjivanje starosti stena, posto se moze koristiti neuporedivo univerzalnije od postupka uran-olovo. Kalijum se nalazi u gotovo svim vrstama stena kao element koji veoma lako ulazi u hemijske reakcije. U Zemljinoj kori prisutan je, u proseku, sa 25,9 kg/t.
Sada o samom postupku:
Prirodni kalijum sastoji se od mesavine kalijuma-39 (93,08%), kalijuma-40 (0,01%) i kalijuma-41 (6,91%). S obzirom na njegovu veliku reaktivnost, kalijum u prirodi postoji samo u vezanom stanju.
U ovoj kalijumskoj mesavini, kalijum-40 prisutan je samo u neznatnoj razmeri. Na 100.000 atoma kalijuma, prisutno je samo 12 sa atomskom tezinom 40. Kalijum 40 se raspada u kalcijum (Ca-40) i argon (Ar-40), i to:
- 89% u kalcijum-40 (Ca-40). U ovom procesu se jedan neutron pretvara u proton, a jedan elektron se odaje od atoma kao beta-zracenje. Atomska tezina ostaje pri tom nepromenjena. Atomski redni broj se, medjutim, povecava za jedan, od 19 (kalijum) na 20 (kalcijum).
- 11% u argon-40 (Ar-40). Jedan proton iz atomske ljuske hvata jedan elektron i pretvara se u neutron. Atomski redni broj umanjuje se za jedan, od 19 (kalijum) na 18 (argon). Atomska tezina ostaje, sa 40, nepromenjena. Suvisna energija odaje se kao gama-zracenje.
Posto se standardni kalcijum sastoji i od Ca-40, i posto se Ca-atomi nastali od K-40 ne razlikuju od standardnih atoma, za odredjivanje starosti stenja uzima se u obzir samo raspadanje u argon (Ar-40).
Samo 11% atoma kalijuma 40 (kojih ima samo 12 na 100.000 atoma kalijuma) raspada se u argon. U ovom procesu rec je o ukupno 1,32 atoma kalijuma na 100.000, od kojih se polovina, a to je 0,65 , raspada u atome argona, doduse u razdoblju od 1,3 milijarde godina.
Kalijum je metalni, a argon gasoviti element. 0,93% vazduha sastoji se od argona. njega ima u velikim kolicinama. Pretpostavlja se da ga je od samog pocetka bilo u atmosferi, jer ako bi Zemlja bila stara 4,5 milijarde godina, onda cak ni 1% postojeceg argona iz atmosfere ne bi mogao da nastane iz raspadanja kalijumovih atoma.
I ovim procesom cemo se blize pozabaviti, i ustanovicemo da on nije podoban za odrecivanje starosti stena. Ovaj metod bio bi nesto pregrubo za jedan casovnik, a i "okicen" je prevelikim brojem pogresnih izvora, da bi se sa njega (casovnika) zaista mogla citati starost kamena.
Danas je lako govoriti o milijardama godina. Poznato je da je nasoj generaciji nametnuto da je covek proizvod razvoja, a da je pojam stvaranja potpuno neprihvatljiv. Na trzistu se mogu naci citavi nizovi, serije, knjige koje precizno opisuju kako su nastali nasa zemlja, svemir i covek. Citaocu se prikazuju detalji i fotomontaze. Medjutim, niko se u tim knjigama ne obazire na cinjenicu da su najstariji pisani podaci kojima raspolazemo nastali oko 2.000 godina pre n.e., pa je time sve sto izlazi izvan tog okvira - samo pretpostavka.
Kakvim preduslovima bismo morali da raspolazemo da bismo taj postupak mogli da prikazemo kao pravi sat, sa kojeg bi se citala starost stena?
Mora da vazi kao pouzdano da se prilikom kristalizacije stena iz vazduha ne uzima argon - jer sto je u kamenu vise argona, to se kamen ocenjuje kao stariji. Danas medjutim, postoje mnogi dokazi da se prilikom kristalizacije stena argon apsorbuje iz vazduha.
Evo samo nekoliko primera:
Havaji, Kilauea Vulkan: Erupcija je bila pre 200 godina. Starost prema metodi K-40/Ar-40, izmerena je na 22 miliona godina (C.S.Noble J.J. Naughton in "Deep Ocean Basalts: Inert Gas Content and Uncertainties in Age Dating", Science, tom 162, 1968, str. 265).
U blizini mesta Hualalei nastale su stene godine 1801., dakle pre 180 godina. Starost je, prema metodu K-40/Ar-40, izmerena na 160 miliona do 3 milijarde godina. U trenutku dok je lava bila u tecnom stanju, iz vazduha je bio uziman argon. (J.G.Funkhouser J.J.Naughton in "Journal of Geophysical Research", tom 73, str. 4606)
Postoji citav niz slicnih istrazivanja. U atmosferi je prisutno gotovo 1% slobodnog argona. Samo jedan atom argona na 100.000 atoma kalijuma donosi gresku od 1,3 milijarde godina.
Mora da postoji sigurnost u podatak da i argon i kalijum ostaju u steni, i da nemaju nikakvu mogucnost da iz njega izadju - zahtev koji se ne moze ispuniti. Argon je naime gas, i on ima tendenciju da po mogucstvu dodje na povrsinu, dok je kalijum elemenat koji veoma rado prihvata reakcije. Takodje i o tome raspolazemo bogatom literaturom.
Kad govorimo o argonu: "Ispitali smo mnoge uzroke vulkanskih stena, cija je starost u svakom pojedinom slucaju bila poznata. U svakom od tih slucajeva analiza je davala premalu starost. U slucaju nekih uzoraka starost je bila prakticno ravna nuli, premda su geoloski nagovestaji upucivali na to da je do ocvrscavanja doslo ubrzo nakon rastapanja vec postojecih sedimenata". (J.F. Evernden, D.E.Savage, G.H.Curtis E.G.T.James, K/A Dates and the Cenozoic Mammalian Chronology of North America American Journal of Science, tom 262, str.154).
Kad govorimo o kalijumu: "Starost ispitanih meteorita po metodu kalijum/argon koleba se izmedju 5 x 109 i 15,6 X 109 godina... I do 80% kalijuma, iz malog uzorka jednog gvozdenog meteorita, moze da se razgradi za 4,5 sati u destilisanoj vodi". (L.A.Rancitelli E.D.E.Fisher, Potassium-Argon Ages of Iron Meteorites, Planetary Science Abstracts, 48th Annual Meeting of the American Geophysical Union, 1967., str.167).
Jos uvek je prisutna nesigurnost u pogledu stvarne stope raspadanja kalijuma. U laboratoriji su utvrdjene vrednosti koje - u slucaju raspadanja kalijuma-40 i argona-40 - variraju od 11% i 12,6%. Ove stope raspadanja, prema podacima strucnjaka, u poredjenju sa metodom uran-olovo, daju previsoku starost. Zato je usaglaseno da se za ovaj metod odredjivanja starosti stena prihvati stopa raspadanja od samo 8%.
Eto i ovde jedne pretpostavke koja je veoma udaljena od cinjenica. Krajnje je neshvatljivo zasto metod, cija se nepouzdanost uvek iznova dokazuje, uziva danas tako veliki znacaj.