Datação argônio-argônio - Argon–argon dating

Argon-árgon (ou 40 Ar / 39 Ar ) namoro é um namoro radiométrica método inventado para substituem potássio-árgon (K / Ar) namoro em precisão. O método mais antigo exigia a divisão das amostras em duas para medições separadas de potássio e argônio , enquanto o método mais recente requer apenas um fragmento de rocha ou grão mineral e usa uma única medição de isótopos de argônio . A datação de 40 Ar / 39 Ar depende da irradiação de nêutrons de um reator nuclear para converter uma forma estável de potássio ( 39 K) no radioativo 39 Ar. Desde que um padrão de idade conhecida seja co-irradiado com amostras desconhecidas, é possível usar uma única medição de isótopos de argônio para calcular a razão 40 K / 40 Ar * e, assim, calcular a idade da amostra desconhecida. 40 Ar * refere-se ao 40 Ar radiogênico , ou seja, o 40 Ar produzido a partir do decaimento radioativo de 40 K. 40 Ar * não inclui argônio atmosférico adsorvido à superfície ou herdado por difusão e seu valor calculado é derivado da medição de 36 Ar ( que se presume ser de origem atmosférica) e assumindo que 40 Ar é encontrado em uma razão constante de 36 Ar nos gases atmosféricos.

Método

A amostra é geralmente triturada e cristais únicos de um mineral ou fragmentos de rocha são selecionados manualmente para análise. Estes são então irradiados para produzir 39 Ar a partir de 39 K por meio da reação (np) 39 K (n, p) 39 Ar. A amostra é então desgaseificada em um espectrômetro de massa de alto vácuo por meio de um laser ou forno de resistência. O aquecimento faz com que a estrutura cristalina do mineral (ou minerais) se degrade e, conforme a amostra derrete, gases aprisionados são liberados. O gás pode incluir gases atmosféricos, como dióxido de carbono, água, nitrogênio e argônio, e gases radiogênicos, como argônio e hélio, gerados a partir da decadência radioativa regular ao longo do tempo geológico. A abundância de 40 Ar * aumenta com a idade da amostra, embora a taxa de aumento diminua exponencialmente com a meia-vida de 40 K, que é 1,248 bilhões de anos.

Equação de idade

A idade de uma amostra é dada pela equação de idade:

onde λ é a constante de decaimento radioativo de 40 K (aproximadamente 5,5 x 10 −10 ano −1 , correspondendo a uma meia-vida de aproximadamente 1,25 bilhões de anos), J é o fator J (parâmetro associado ao processo de irradiação), e R é a razão 40 Ar * / 39 Ar. O fator J está relacionado à fluência do bombardeio de nêutrons durante o processo de irradiação; um fluxo mais denso de partículas de nêutrons converterá mais átomos de 39 K em 39 Ar do que um menos denso.

Namoro relativo apenas

O método 40 Ar / 39 Ar mede apenas datas relativas. Para que uma idade seja calculada pela técnica 40 Ar / 39 Ar, o parâmetro J deve ser determinado irradiando a amostra desconhecida junto com uma amostra de idade conhecida para um padrão. Como esse padrão (primário) em última análise não pode ser determinado por 40 Ar / 39 Ar, ele deve ser determinado primeiro por outro método de datação. O método mais comumente usado até hoje o padrão primário é a técnica K / Ar convencional . Um método alternativo de calibrar o padrão usado é o ajuste astronômico (também conhecido como ajuste orbital ), que chega em uma idade ligeiramente diferente.

Formulários

O principal uso da geocronologia 40 Ar / 39 Ar é a datação de minerais metamórficos e ígneos. É improvável que 40 Ar / 39 Ar forneça a idade das intrusões de granito, uma vez que a idade normalmente reflete o tempo em que um mineral resfriou até sua temperatura de fechamento . No entanto, em uma rocha metamórfica que não excedeu sua temperatura de fechamento, a idade provavelmente data a cristalização do mineral. A datação do movimento em sistemas de falha também é possível com o método 40 Ar / 39 Ar. Minerais diferentes têm temperaturas de fechamento diferentes; a biotita é de ~ 300 ° C, a muscovita é de cerca de 400 ° C e a hornblenda tem uma temperatura de fechamento de ~ 550 ° C. Assim, um granito contendo todos os três minerais registrará três diferentes "idades" de colocação à medida que esfria por meio dessas temperaturas de fechamento. Assim, embora uma idade de cristalização não seja registrada, a informação ainda é útil na construção da história térmica da rocha.

A datação de minerais pode fornecer informações sobre a idade de uma rocha, mas devem ser feitas suposições. Os minerais geralmente registram apenas a última vez que esfriaram abaixo da temperatura de fechamento, e isso pode não representar todos os eventos pelos quais a rocha passou e pode não corresponder à idade de intrusão. Portanto, a discrição e a interpretação da datação por idade são essenciais. A geocronologia de 40 Ar / 39 Ar assume que uma rocha retém todos os seus 40 Ar após o resfriamento além da temperatura de fechamento e que isso foi devidamente amostrado durante a análise.

Esta técnica permite que os erros envolvidos na datação K-Ar sejam verificados. A datação argônio-argônio tem a vantagem de não exigir determinações de potássio. Métodos modernos de análise permitem que regiões individuais de cristais sejam investigadas. Este método é importante, pois permite a formação e resfriamento de cristais durante diferentes eventos a serem identificados.

Recalibração

Um problema com a datação argônio-argônio é uma ligeira discrepância com outros métodos de datação. Trabalho de Kuiper et al. relata que é necessária uma correção de 0,65%. Assim, a extinção do Cretáceo-Paleógeno (quando os dinossauros morreram) - datada anteriormente de 65,0 ou 65,5 milhões de anos - é mais precisamente datada de 66,0 Ma. Da mesma forma, a extinção do Permiano-Triássico é agora datada de 252,5 Ma, que é efetivamente coincidente com a idade determinada por outros meios para os fluxos de basalto das Armadilhas Siberianas .

Veja também

Referências

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