تاریخ‌گذاری یا تعیین قدمت رادیواکتیو چگونه صورت می‌گیرد و توسط چه کسی کشف شد؟

سال اکتشاف: ۱۹۰۷

این کشف چه می‌گوید؟

استفاده از عناصر زوال‌پذیر رادیواکتیو برای محاسبه سن صخره‌ها.

چه کسی آن را کشف کرد؟


خرید کتاب از نزدیک‌ترین کتاب فروشی شهر

برترام بالت‌وود Bertram Boltwood


هیچ چیز اساسی‌تر از این نیست که سن خود یا خانه یا درختان خانه‌اتان را بدانید. تشخیص سن زمین و صخره‌هایی که قشر زمین را تشکیل می‌دهند، بسیار مهم است.

دانشمندان هزاران سال بود که سعی در تخمین عمر زمین داشتند هرچند کار آن‌ها بر اساس حدس و گمان بود. بالت‌وود نخست روش قابل اعتماد برای محاسبه سن صخره‌ها را تعیین کرد. از آن‌جا که بعضی از صخره‌ها عمری معادل زمین دارند، تعیین عمر آن‌ها منجر به تعیین عمر زمین می‌شود.

کشف بالت‌وود به دانشمندان اجازه داد که سن قشر خارجی زمین را هم تعیین کنند: از فناوری که او استفاده می‌کرد در تعیین سن درختان، اسناد و مدارک و ساختمان‌های قدیمی هم استفاده می‌شد. بالت‌وود حس تشخیص زمان را در دانشمندان دوباره بیدار کرد. محاسبات غلط قدیمی این حس را از میان برده بود.


ماری کوری در اواخر قرن نوزدهم رادیواکتیو را کشف کرد. در ۱۹۰۲ فردریک سودی (که بعدها ایزوتوپ را کشف کرد) ارنست راترفورد مشترکاً کشف کرده بودند که رادیواکتیوآیی اورانیوم و توریوم در زمانی مشخص از میان می‌رود. (همیشه نیمی از مقدار رادیواکتیو موجود در نمونه‌ها، در زمانی مشخص ناپدید می‌شود و آن را نیمهٔ عمر می‌نامند) آن‌ها کشف کردند این دو عنصر رادیواکتیو با شکافته شدن هسته اتمشان (زوال رادیواکتیوآیی) به عناصر دیگر تبدیل می‌شوند و همیشه در روالی معین این شکافت هسته‌ای و تبدیل به مواد دیگر ادامه پیدا می‌کند. مراحل این تغییر و تحول برای استفاده آیندگان مشخص گردید.

برترام بالت‌وود در ۱۸۷۰ در ماساچوست متولد گردید او به مطالعه (و بعدها تدریس) فیزیک در دانشگاه ییل پرداخت. در ۱۹۰۵ او در حین آزمایشی متوجه شد در تجزیه ترکیبات مواد معدنی شامل اورانیوم و توریوم به عنصر سرب می‌رسد.

او به مطالعه ۳۴ ماده معدنی دیگر پرداخت و آن‌ها را بر حسب سن تخمینی‌اشان طبقه‌بندی کرد. مقدار سرب در این مواد با افزایش سن آن‌ها، بیشتر می‌شد و مقدار اورانیوم کاهش پیدا می‌کرد. بالت‌وود نتیجه گرفت که زوال رادیواکتیوآیی با اورانیوم آغاز و به تشکیل سرب منجر می‌شود که رادیواکتیو نیست. (اورانیوم سرانجام به سرب مبدل می‌شود) او همین آزمایش را با مواد معدنی توریم انجام داد به همان نتیجه رسید.

بالت‌وود حدس می‌زد اگر اورانیوم و توریوم به نسبت ثابت از بین بروند، او می‌تواند با استفاده از مقدار سرب و مقدار هر یک از این مواد رادیواکتیو در صخره‌ها، سن آن‌ها را تعیین کند – یعنی مشخص کند روند زوال رادیواکتیو در صخره‌ها از چه زمان آغاز شده است. او در آزمایش بر روی نمونه‌ها، از شمارشگر گیگر استفاده کرد تا محاسبه کند چند اتم اورانیوم در هر دقیقه نابود می‌شود. هم‌چنین یک طیف‌نگار را برای تعیین موجود در نمونه صخره‌ها به کار گرفت.

با دانستن این‌که چقدر سرب و اورانیوم در نمونه‌ها موجود است و دانستن این‌که سرعت زوال اورانیوم چقدر است و دانستن نیمهٔ عمر ایزوتوپ اورانیوم، بالت‌وود می‌توانست مشخص کند زوال رادیواکتیوآیی در صخره چه مدت طول کشیده و عمر صخره را مشخص کند.

در ۱۹۰۷ بالت‌وود محاسبات خود را برای تعیین سن ۱۰ نمونه معدنی ارائه کرد. در هر مورد مشخص شد این نمونه‌ها صدها بار از آن‌چه تصور می‌شد قدیمی‌تر است. بالت‌وود عمر زمین را بالای ۲/۲ میلیارد سال (۲/۲ بیلیون سال) تخمین زد.

در ۱۹۴۷ شیمی‌دان آمریکایی ویلاردلیبی تشخیص داد که از ایزوتوپ‌های کربن-۱۴ برای تعیین سن گیاهان و سنگواره جانوران هم می‌توان استفاده کرد. روش تعیین سن به شیوه کربن-۱۴، عمر بعضی از بافت‌های سنگواره‌شده گیاهان را به ۴۵۰۰۰ سال قبل بازگرداند.


تاریخ‌گذاری رادیومتریک در مورد نمونه‌ها به کوچکی یک میلیاردهم گرم هم امکان‌پذیر است. تاریخ‌گذار رادیومتریک اورانیوم – سرب یکی از روش‌های بسیار مورد اعتماد است. این روش تا به آن‌جا دقت دارد که در تعیین سن صخره‌ای با عمر ۳ میلیارد سال امکان اشتباه در حدود ۲ میلیون سال بیشتر نخواهد بو. د یعنی ۹۹۸ درصد دقت عمل.

دیدگاه خود را با ما اشتراک بگذارید:

ایمیل شما نزد ما محفوظ است و از آن تنها برای پاسخگویی احتمالی استفاده می‌شود و در سایت درج نخواهد شد.
نوشتن نام و ایمیل ضروری است. اما لازم نیست که کادر نشانی وب‌سایت پر شود.
لطفا تنها در مورد همین نوشته اظهار نظر بفرمایید و اگر درخواست و فرمایش دیگری دارید، از طریق فرم تماس مطرح کنید.