Làm thế nào để tính tuổi vật chất?

Chia sẻ: Trần Bá Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

150
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Làm thế nào để tính tuổi vật chất? Không phải tất cả các nguyên tử đều tồn tại vĩnh cửu. Sau một thời gian nào đó, chúng sẽ bị phân rã và chuyển biến thành các nguyên tử khác. Người ta dựa lên tính chất này để tính tuổi vật chất Phương pháp carbon phóng xạ C14: Carbon 14 là chất đồng vị của carbon 12. Nhân của carbon 14 có cùng số proton, nhưng có 2 neutron nhiều hơn carbon12. Chúng có cùng số electron và proton nên có tính chất hóa học tương tự nhau. Tuy nhiên vì chất...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Làm thế nào để tính tuổi vật chất?

Làm thế nào để tính tuổi vật chất? Không phải tất cả các nguyên tử đều tồn tại vĩnh cửu. Sau một thời gian nào đó, chúng sẽ bị phân rã và chuyển biến thành các nguyên tử khác. Người ta dựa lên tính chất này để tính tuổi vật chất Phương pháp carbon phóng xạ C14: Carbon 14 là chất đồng vị của carbon 12. Nhân của carbon 14 có cùng số proton, nhưng có 2 neutron nhiều hơn carbon12. Chúng có cùng số electron và proton nên có tính chất hóa học tương tự nhau. Tuy nhiên vì chất đồng vị phóng xạ phát ra các hạt tử hay các tia điện từ nên nó bị mất dần khối lượng theo thời gian trong khi carbon 12 bền nên vẫn giữ nguyên khối lượng. Khi cây chết, nó không còn hấp thu khí CO2 trong không khí nữa , nên số carbon 12 trong cơ thể giữ nguyên không thay đổi. Thực vật hấp thụ carbon trong không khí của bầu khí quyển để tạo ra chất sống cho mình, nghĩa là chúng hấp thụ Carbon 12 và Carbon 14. Carbon 14 này là chất đồng vị của carbon 12 và do tia vũ trụ đưa đến. Động vật ăn cây cỏ nên cũng có trong cơ thể chất carbon phóng xạ này. Người ta biết được tỷ lệ carbon phóng xạ 14 so với carbon 12 không thay đổi. Carbon 14 không bền, sẽ bị phân hủy sau
5570 năm. Chu kỳ phóng xạ tương đương với 5730 năm, nghĩa là số carbon ban đầu sau 5730 năm sẽ còn lại một nửa. Nhưng số lượng carbon 14 bị giảm một nửa chu kỳ đời sống. Suy từ tỷ lệ giữa hai loại carbon cho phép ta định được tuổi của chất ta muốn tìm. Nói cách khác, khi cây chết, lượng carbon14 giảm và bị phân hủy thành Nitrogen N14. Tính tuổi của chất hóa thạch là tính số C14 còn lại theo tỷ lệ hao tổn đã quy định trước và suy ra thời gian đã dùng để có tỷ lệ còn lại. Thí dụ như lúc đầu có 20.000 nguyên tử carbon 14 thì 5730 năm sau sẽ còn 10000 nguyên tử C14, thì sau 5730 x 3 năm sẽ còn 2500 nguyên tử C14. Cứ tiếp tục như vậy. Do đó muốn biết tuổi một vật, chỉ cần đếm số C14 của vật đó. Nhưng vận tốc hủy hoại khi đã qua cái chặng 50 000 năm thì chỉ có kỹ thuật đo radio có tên là phổ kế khối (spectrométrie de masse) mới có thể trở lui khoảng 70 000 năm. Nếu không, phải nhờ các phương pháp khác mới tính tuổi các hóa thạch xưa hơn nữa: - Phương pháp Potassium Argon Để phân tích các chất trầm tích do phún xuất thạch của hỏa sơn đóng trong các hóa thạch. Sự định tuổi cho đất đá tính theo sự phân hủy các khoáng chất, là nửa thời gian sống, thời gian cần thiết để cho yếu tố cha bị phân hủy cho ra yếu tố con. Phần đông các khoáng chất này chứa một tỷ lệ K40 mà vận tốc phân hủy được biết
là 1,3 tỉ năm, và rồi nó sẽ biến đổi thành khí Argon. Phân tích các di tích cực nhỏ của chất đồng vị phóng xạ (radio-isotope) cho phép ước lượng thời kỳ núi lửa phun trào và định tuổi các hóa thạch có tuổi rất cao - Phương pháp phát quang nhiệt (thermoluminescence). Một phương pháp khác có thể đọc tuổi của hóa thạch trên 100.000 năm, đó là sự phát quang nhiệt (thermoluminescence). Có một số trầm tích khi bị bày ra ánh nắng, do sức nóng làm cho các điện tử đang ở trong phải từ từ ra ngoài. Ánh sáng phát ra từ các electron còn lại cho phép ta định được tời gian trải qua từ khi chất trầm tích bị bao phủ. - Phương pháp địa từ (géomagnétique) người ta dùng phương pháp này khi lượng uranium hay potassium trong các di tích yếu. Coi như trong lúc thay đổi khi tạo núi (orogénique), từ trường trái đất đã đổi hướng và vật chất bị chôn vùi trong vỏ trái đất đã đáp ứng theo hướng từ trường lúc đó - Phương pháp định tuổi bằng uranium Phức tạp nhất nhưng chính xác nhất, từ chất thủy tinh lẫn trong các chất trầm tích hỏa sơn. Uranium thoái biến với nhịp độ đều đặn gọi là những "loạt U" cho tới
trạng thái chì. Hai chất phóng xạ trong quá trình là hai loại uranium: U235 và U238 , hai loại này tự phân hủy từng giai đoạn một để biến thành chì. U 238 trở thành Pb206 và nó là nguyên tử thường được dùng với 146 neutron và 92 proton. U235 có nửa thời gian sống là 1 tỷ năm và U238 có nửa thời gian sống là 6,5 tỉ năm. Bởi vì nó kéo dài đời sống đến 6,5 tỉ năm nên nó phải sinh ra trước khi thái dương hệ hình thành. Nhờ một acide làm cho nó phân hủy với một lò phản ứng hạch tâm, Vì U235 biến mất nhanh hơn U238 nên tỉ số các nguyên tử U235 trên U238 sẽ giảm dần. Tỉ số này đánh dấu thời gian. Tuổi của các nguyên tử cổ xưa nhất được chỉ bởi "đồng hồ" này nằm trong khoảng 10-20 tỉ năm © http://vietsciences.free.fr Hồng Nhung