WikiDer > Датирование экспозиции поверхности

Surface exposure dating

Датирование экспозиции поверхности это собрание геохронологический методы для оценки продолжительности воздействия камня на поверхность Земли или вблизи нее. На сегодняшний день используется датировка воздействия на поверхность ледниковые наступления и отступления, история эрозии, потоки лавы, удары метеоритов, оползни, уступы, разработка пещер и другие геологические события. Это наиболее полезно для горных пород, которые подвергались воздействию от 10 до 30 000 000 лет.[нужна цитата].

Космогенное датирование радионуклидов

Самый распространенный из этих методов датирования - Космогенное датирование радионуклидов[нужна цитата]. Земля постоянно забрасывается первичными космические лучи, заряженные частицы высоких энергий - в основном протоны и альфа-частицы. Эти частицы взаимодействуют с атомами в атмосферных газах, создавая каскад вторичных частиц, которые, в свою очередь, могут взаимодействовать и уменьшать свою энергию во многих реакциях, когда они проходят через атмосферу. Этот каскад включает небольшую часть адронов, включая нейтроны. Когда одна из этих частиц ударяется об атом, она может вытеснить один или несколько протонов и / или нейтронов из этого атома, создавая другой элемент или другой элемент. изотоп исходного элемента. В горных породах и других материалах аналогичной плотности большая часть потока космических лучей поглощается в пределах первого метра экспонированного материала в реакциях, которые производят новые изотопы, называемые космогенные нуклиды. На поверхности Земли большинство этих нуклидов производится нейтронами. раскол. Используя определенные космогенные радионуклиды, ученые могут датировать, как долго была обнажена конкретная поверхность, как долго определенный кусок материала был похоронен, или как быстро место или водосборный бассейн разрушается.[1] Основной принцип заключается в том, что эти радионуклиды производятся с известной скоростью, а также распадаются с известной скоростью.[2] Соответственно, измеряя концентрацию этих космогенных нуклидов в образце горной породы и учитывая поток космических лучей и период полураспада нуклида, можно оценить, как долго образец подвергался воздействию космических лучей. На совокупный поток космических лучей в определенном месте может влиять несколько факторов, включая высоту, геомагнитную широту, переменную интенсивность Магнитное поле Земли, солнечные ветры и атмосферное экранирование из-за колебаний атмосферного давления. Чтобы датировать образец породы, необходимо оценить скорость образования нуклидов. Эти показатели обычно оцениваются эмпирически путем сравнения концентраций нуклидов, образующихся в образцах, возраст которых был определен другими способами, такими как радиоуглеродное датирование, термолюминесценция, или же оптически стимулированная люминесценция.

Превышение относительно естественного содержания космогенных нуклидов в образце породы обычно измеряется с помощью ускорительная масс-спектрометрия. Космогенные нуклиды такие как они производятся цепями раскол реакции. Скорость производства для конкретного нуклид является функцией геомагнитной широты, количества неба, которое можно увидеть из точки, в которой выполняется выборка, высоты, глубины образца и плотности материала, в который помещен образец. Скорости распада определяются константами распада нуклидов. Эти уравнения можно объединить, чтобы получить общую концентрацию космогенных радионуклидов в образце как функцию возраста. Два наиболее часто измеряемых космогенных нуклида: бериллий-10 и алюминий-26. Эти нуклиды особенно полезны для геологов, потому что они образуются при попадании космических лучей. кислород-16 и кремний-28, соответственно. Родительские изотопы являются наиболее обильный этих элементов и являются обычными для материала земной коры, тогда как радиоактивные дочерние ядра обычно не образуются другими процессами. В качестве кислород-16 также обычна в атмосфере, вклад в бериллий-10 концентрация из отложенного, а не созданного материала на месте необходимо учитывать.[3] 10Быть и 26Al производятся, когда часть кварц кристалл (SiO2) подвергается бомбардировке продуктом скола: кислород кварца превращается в 10Be и кремний превращается в 26Al. Каждый из этих нуклидов производится с разной скоростью. Оба могут использоваться индивидуально, чтобы определить, как долго материал находился на поверхности. Поскольку распадаются два радионуклида, соотношение концентрации из этих двух нуклидов можно использовать без каких-либо других знаний для определения возраста, в котором образец был захоронен за пределами продуктивной глубины (обычно 2–10 метров).

Хлор-36 нуклиды также измеряются для датировки поверхностных пород. Этот изотоп может быть получен путем расщепления космическими лучами кальций или же калий.[4]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Vanacker, V .; фон Бланкенбург, Ф .; Говерс, Г .; Кемпинги, B .; Молина, А .; Кубик, П. (01.01.2015). «Кратковременная реакция реки, зафиксированная по крутизне русла и его вогнутости». Геоморфология. 228: 234–243. Bibcode:2015Геомо.228..234В. Дои:10.1016 / j.geomorph.2014.09.013.
  2. ^ Дунай, Тибор Дж. (2010). Космогенные нуклиды: принципы, концепции и приложения в науках о поверхности Земли. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-87380-2.
  3. ^ Нисиидзуми, К .; Kohl, C.P .; Arnold, J. R .; Dorn, R .; Klein, I .; Финк, Д .; Миддлтон, Р.; Лал, Д. (1993). «Роль космогенных нуклидов in situ 10Быть и 26Ал в изучении разнообразных геоморфических процессов ». Процессы земной поверхности и формы рельефа. 18 (5): 407. Bibcode:1993ESPL ... 18..407N. Дои:10.1002 / esp.3290180504.
  4. ^ Стоун, Дж; Allan, G; Файфилд, L; Крессвелл, Р. (1996). «Космогенный хлор-36 от расщепления кальция». Geochimica et Cosmochimica Acta. 60 (4): 679. Bibcode:1996GeCoA..60..679S. Дои:10.1016/0016-7037(95)00429-7.

Рекомендации

  • Геоморфология и космогенные изотопы in situ. Cerling, T.E. и Крейг, Х. Ежегодный обзор наук о Земле и планетах, 22, 273-317, 1994.
  • Земные космогенные нуклиды in situ: теория и применение. Госсе, Дж. К., Филлипс, Ф. Quaternary Science Reviews, 20, 1475–1560, 2001. [1]
  • Полное и легкодоступное средство расчета возраста воздействия на поверхность или скорости эрозии по измерениям 10Be и 26Al. Балко, Грег; Стоун, Джон О. Дж. Лифтон, Натаниэль А .; Dunaic, Tibor J .; Четвертичная геохронология Том 3, выпуск 3, август 2008 г., страницы 174-195.[2]
  • Геологическая калибровка дебитов скола в проекте CRONUS-Earth. Борчерс, Брайан; Марреро, Шаста; Балко, Грег; Каффи, Марк; Геринг, Брент; Лифтон, Натаниэль; Нисиидзуми, Кунихико; Филлипс, Фред; Шефер, Йорг; Стоун, Джон. Четвертичная геохронология Том 31, февраль 2016 г., страницы 188–198.

внешняя ссылка