Решение: Радиоуглеродное датирование пород
Статья к заданиюРадиоуглеродный анализ для датирования археологических находок
Прочитайте текст и выполните задания.
Радиоуглеродный анализ для датирования археологических находок
Когда мы слышим об археологических находках, у многих возникает вопрос: каким образом учёные определяют возраст артефактов? На самом деле используются различные методы датирования.
Радиоуглеродный анализ – один из видов радиоизотопного датирования, который определяет возраст органических материалов с помощью измерения содержания в них радиоактивного изотопа углерода C14.
В атмосфере присутствуют три изотопа углерода: стабильные С12 (около 98,89%) и С13 (около 1,11%), а также микроскопическое количество радиоактивного изотопа С14 (0,0000000001%). Изотоп С14 образуется в процессе бомбардировки атмосферы космическими лучами как результат следующей реакции:
¹⁴₇N + ¹₀n → ¹⁴₆C + ¹₁p
В организмах всех живых существ отношение изотопов С12 и С14 равно атмосферному отношению этих изотопов в их географическом регионе и поддерживается скоростью их метаболизма. Однако после смерти организмы перестают накапливать углерод, и содержание изотопа С14 с этого момента уменьшается в результате радиоактивного бета-распада, период которого составляет 5730 лет:
¹⁴₆C → ¹⁴₇N + ⁰₋₁e + νₑ
Таким образом, поскольку первоначальное отношение изотопов С12 и С14 является геологической постоянной, возраст образца можно определить, измерив количество остаточного изотопа С14. К примеру, через В этом заключается основной принцип радиоуглеродной датировки как инструмента археологии. Радиоактивный углерод абсорбируется в биосфере; он прекращает накапливаться со смертью организма и распадается с определённой скоростью, которую можно измерить.
Используя материал о радиоуглеродном анализе, определите, можно ли применять этот метод для определения возраста вулканических пород. Ответ поясните.
Решение по шагам
4 шагаРадиоуглеродный метод основан на измерении содержания радиоактивного изотопа углерода $^{14}\mathrm{C}$, количество которого после смерти организма уменьшается вследствие радиоактивного распада.
$$^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow ^{14}_{7}\mathrm{N} + ^{0}_{-1}\mathrm{e} + \nu_e$$Метод используют для определения возраста органических материалов, которые при жизни обменивались углеродом с окружающей средой, а после прекращения жизнедеятельности перестали его получать.
Вулканические породы являются неорганическими образованиями и не проходили такой обмен углеродом. Поэтому содержание $^{14}\mathrm{C}$ в них не позволяет определить время их образования.
Следовательно, радиоуглеродный метод для определения возраста самих вулканических пород применять нельзя. Им можно было бы датировать органические остатки или другие органические включения, связанные с извержением, если они сохранились.
Нет, радиоуглеродный метод нельзя применять для определения возраста самих вулканических пород, поскольку он предназначен для датирования органических материалов по уменьшению содержания $^{14}\mathrm{C}$ после прекращения обмена веществом с окружающей средой.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждают, что метод применим ко всем материалам, содержащим углерод.
Путают радиоуглеродное датирование с методами определения возраста горных пород по другим радиоактивным изотопам.
Не объясняют, что радиоуглеродный метод основан на датировании органических материалов после прекращения их жизнедеятельности.