Tentang Uranium-Lead Dating

Dari semua metode penanggalan isotop yang digunakan saat ini, metode timbal uranium adalah yang tertua dan, jika dilakukan dengan hati-hati, yang paling dapat diandalkan. Tidak seperti metode lain, uranium-timbal memiliki pemeriksaan silang alami yang menunjukkan bahwa alam telah merusak bukti.

Uranium datang dalam dua isotop umum dengan berat atom 235 dan 238 (kami akan menyebutnya 235U dan 238U). Keduanya tidak stabil dan radioaktif, menumpahkan partikel nuklir dalam kaskade yang tidak berhenti sampai mereka menjadi timah (Pb). Kedua kaskade berbeda — 235U menjadi 207Pb dan 238U menjadi 206Pb. Apa yang membuat fakta ini bermanfaat adalah itu mereka terjadi pada tingkat yang berbeda, seperti yang dinyatakan dalam waktu paruh mereka (waktu yang dibutuhkan untuk setengah atom untuk kerusakan). Kaskade 235U-207Pb memiliki paruh 704 juta tahun dan kaskade 238U-206Pb jauh lebih lambat, dengan paruh 4,47 miliar tahun.

Jadi ketika butir mineral terbentuk (khususnya, ketika pertama kali mendingin di bawah suhu perangkapnya), ia secara efektif mengatur "jam" timah hitam uranium menjadi nol. Atom timbal yang dibuat oleh peluruhan uranium terperangkap dalam kristal dan menumpuk dalam konsentrasi seiring waktu. Jika tidak ada yang mengganggu biji-bijian untuk melepaskan timbal radiogenik ini, penanggalan secara langsung dalam konsep. Dalam batuan berumur 704 juta tahun, 235U berada pada paruh waktu dan akan ada jumlah atom 235U dan 207Pb yang setara (rasio Pb / U adalah 1). Dalam sebuah batu dua kali lebih tua akan ada satu atom 235U yang tersisa untuk setiap tiga atom 207Pb (Pb / U = 3), dan sebagainya. Dengan 238U rasio Pb / U tumbuh jauh lebih lambat dengan usia, tetapi idenya sama. Jika Anda mengambil batu dari segala usia dan merencanakan dua rasio Pb / U dari dua pasangan isotop masing-masing lain pada grafik, titik-titik akan membentuk garis yang indah yang disebut concordia (lihat contoh di sebelah kanan kolom).

Mineral favorit di antara daters U-Pb adalah zircon (ZrSiO₄), karena beberapa alasan.

Pertama, struktur kimianya menyukai uranium dan membenci timah. Uranium dengan mudah menggantikan zirkonium sementara timah sangat tidak termasuk. Ini berarti jam benar-benar diatur pada nol ketika zirkon terbentuk.

Kedua, zircon memiliki suhu perangkap tinggi 900 ° C. Jamnya tidak mudah diganggu geologis peristiwa — bukan erosi atau konsolidasi ke dalam batuan sedimen, bahkan tidak moderat metamorfosis.

Ketiga, zirkon tersebar luas di Indonesia batu magma dingin sebagai mineral utama. Ini membuatnya sangat berharga untuk menentukan usia batu-batu ini, yang tidak memiliki fosil untuk menunjukkan usia mereka.

Keempat, zirkon secara fisik tangguh dan mudah dipisahkan dari sampel batuan hancur karena kepadatannya yang tinggi.

Mineral lain yang kadang-kadang digunakan untuk penanggalan uranium-timbal termasuk monasit, titanit, dan dua mineral zirkonium lainnya, baddeleyit, dan zirkonolit. Namun, zirkon merupakan favorit yang luar biasa sehingga geolog sering kali hanya menyebut "kencan zirkon."

Tetapi bahkan metode geologis terbaik pun tidak sempurna. Berkencan dengan sebuah batu melibatkan pengukuran timbal uranium pada banyak orang zirkon, kemudian menilai kualitas data. Beberapa zirkon jelas terganggu dan dapat diabaikan, sementara kasus lain lebih sulit untuk dinilai. Dalam kasus ini, diagram concordia adalah alat yang berharga.

Pertimbangkan konkordia: seiring bertambahnya usia zirkon, mereka bergerak keluar sepanjang kurva. Tetapi sekarang bayangkan beberapa peristiwa geologis mengganggu hal-hal untuk membuat pelarian pemimpin. Itu akan membawa zirkon pada garis lurus kembali ke nol pada diagram concordia. Garis lurus mengambil zirkon dari konkordia.

Di sinilah data dari banyak zirkon penting. Peristiwa mengganggu mempengaruhi zirkon tidak merata, melepaskan semua timah dari beberapa, hanya sebagian dari yang lain dan meninggalkan beberapa tersentuh. Oleh karena itu, hasil dari zirkon-plot ini bersekongkol di sepanjang garis lurus itu, menetapkan apa yang disebut discordia.

Sekarang pertimbangkan diskordia. Jika sebuah batu berumur 1500 juta tahun terganggu untuk menciptakan diskordia, maka tidak terganggu selama satu miliar tahun lagi, seluruh garis diskordia akan bermigrasi di sepanjang kurva konkordia, selalu menunjuk ke usia gangguan. Ini berarti bahwa data zirkon dapat memberi tahu kita tidak hanya ketika batu terbentuk, tetapi juga ketika peristiwa penting terjadi selama masa hidupnya.

Zirkon tertua yang ditemukan berasal dari 4,4 miliar tahun yang lalu. Dengan latar belakang ini dalam metode uranium-lead, Anda mungkin memiliki apresiasi yang lebih dalam terhadap penelitian yang dipresentasikan di Universitas Wisconsin "Bagian paling awal dari Bumi"halaman, termasuk halaman Kertas 2001 di Alam yang mengumumkan tanggal pengaturan rekor.