Методы определения геологического возроста

Геохроноло́гия — комплекс методов определения абсолютного и относительного возраста горных пород или минералов. В число задач этой науки входит и определение возраста Земли как целого. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии.

Палеонтологический метод

Научный геохронологический метод, определяющий последовательность и дату этапов развития земной коры и органического мира.

Радиоактивные изотопы в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. С момента образования минерала в нем начинают накапливаться продукты самопроизвольного распада изотопов. Процесс распада происходит со строго постоянной скоростью. Никакие внешние факторы не могут ни ускорить, ни замедлить этот процесс. При распаде материнских изотопов образуются новые дочерние изотопы. Так, из 238U получается 206Pb H-8Не. В зависимости от того, по изотопам какого радиоактивного химического элемента и соответствующего ему продукта распада производится определение возраста, в изотопной геохронологии различают несколько методов: уран-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, радиоуглеродный и др.
Производным уран-свинцового метода является свинцово-изо-топный метод, основанный на использовании отношения 207РЬ/208РЬ.
Калий-аргоновый метод основан на том, что радиоактивный изотоп 40K, распадаясь, приводит к накоплению в минерале радиогенного изотопа 40Ar. Соотношение количества последнего и 40K позволяет определить возраст минерала. Преимущество калий-аргонового метода состоит в том, что калий входит в состав более 100 минералов, включая такие широко распространенные, как калиевые шпаты, плагиоклазы, слюды и др. В большом количестве (до 7—10%) калий присутствует в глауконите, что дает возможность определять возраст многих осадочных пород.

Рубидий-стронциевый метод основан на радиоактивном распаде изотопа 87Rb и превращении его в радиогенный изотоп стронция 87Sr. В самое последнее время стал широко применяться самарий-неодимовый метод. Оба эти элемента (Sm и Nd) относятся к группе редкоземельных элементов и встречаются часто, но в очень малом количестве. Радиоактивный распад изотопа 147Sm происходит очень медленно. Период его полураспада равен 106 млрд лет. Этим методом наиболее надежно можно определять возраст самых древних пород. Кроме того, этот метод успешно используется для датирования основных и ультраосновных пород, так как самарий накапливается предпочтительно в ультраосновных расплавах.

Радиоуглеродный метод позволяет вычислить время захоронения растительных остатков, а следовательно, и возраст породы, в которой они находятся. В атмосфере имеется изотоп 14C с периодом полураспада 5568 лет, который поглощают растения. После их. отмирания распад 14C продолжается, т. е. происходит уменьшение его содержания. Зная время полураспада и измерив количество сохранившегося в растительных остатках 14C, можно узнать возраст породы или время захоронения растения. Этот метод применяется для определения возраста молодых (менее 5500 лет) пород или геохимических процессов. Например, по содержанию 14C в деревянном гробу одного из египетских фараонов определили время захоронения — 2190 лет тому назад. Точность метода ±200 лет.

Различают относительный возраст геологических пород (относительная геохронология) и абсолютный возрастгеологических пород (абсолютная геохронология).