Vand, klorofyl og granit


Opgave 7

Aldersbestemmelse af klippematerialer

Den hyppigst benyttede metode er kalium-argon-metoden. Kalium er almindeligt forekommende i bjergarter, hvorimod datterisotopen argon er en ædel luftart, der ikke reagerer med andre stoffer. Kalium er radioaktiv med en halveringstid på 1,25 mia. år, der er en passende værdi set i forhold til Jordens alder.

Det radioaktive 40K udgør kun 0,01167% af kalium i klipper. Det henfalder på to forskellige måder (kC og kA er de tilhørende henfaldskonstanter):

1) ved β-henfald kC = 4,96·10-10 år -1
2) ved elektronindfangning kA = 5,81·10-11 år -1
  • Beregn halveringstiderne for hver af de to processer.

Den samlede henfaldskonstant er summen af henfaldskonstanterne, k = kC + kA

  • Beregn halveringstiden for 40K.

Kun ca. 10,5% af den oprindelige kaliummængde henfalder til argon. Da man ikke kender den oprindelige mængde af i klipperne, bruges kun henfaldet til argon til aldersbestemmelsen.

Indholdet af kalium i klippematerialet kan bestemmes kemisk. Antallet af radioaktive kaliumkerner NK er derfor 0,01167% af dette indhold. Argonindholdet bestemmes vha. et massespektrometer efter tilsætning af en kendt mængde 38Ar, hvorved der ved sammenligning kan laves en absolut bestemmelse af antallet NAr af 40Ar kerner.

Den akkumulerede argonmængde i klippematerialet er givet ved

  • Ved en prøvetagning i granit måles et argon-kalium forhold på NAr/NK = 0,221. Hvor gammel er granitten?
  • Vis formlen (svær opgave).