|
Mer om isotopgeologiRadioaktivitet och isotoperDe flesta grundämnen består av flera olika isotoper, dvs varianter av samma grundämne med lika många protoner men olika många neutroner i atomkärnan, och därmed olika masstal.Exempel:Kol 12: 6 protoner och 6 neutroner = masstal 12Kol 13: 6 protoner och 7 neutroner = masstal 13Kol 14: 6 protoner och 8 neutroner = masstal 14Vissa isotoper är instabila, och faller genom radioaktivt sönderfall i ett eller flera steg sönder till en stabil dotterisotop av ett annat element. Detta sker med en bestämd hastighet, den s.k. halveringstiden, den tid det tar för hälften av de ursprunliga radioaktiva atomerna att sönderfalla.
|
Exempel:
|
|
|
|
Kol-14
|
Kväve-14
|
5570 år
|
|
Rubidium-87
|
Strontium-87
|
48,8 miljarder år
|
|
Samarium-147
|
Neodym-143
|
106 miljarder år
|
|
Uran-235
|
Bly-207
|
0,704 miljarder år
|
|
Uran-238
|
Bly-206
|
4,47 miljarder år
|
Dessa sönderfall utgör geologiska klockor. Genom att mäta proportionerna moder/dotter-isotop i ett mineral eller en bergart kan dess ålder beräknas. Sådana mätningar sker normalt i en masspektrometer, och kan utföras vid Laboratoriet för isotopgeologi vid Naturhistoriska riksmuseet.Geologiska tillämpningarInom de delar av geologin som arbetar med jordens geologiska utveckling, från det att vår planet bildades för cirka fyra och en halv miljard år sedan fram till nutid, är tidsdimensionen mycket viktig. Genom att studera variationer i olika grundämnens isotopsammansättning i mineral och bergarter kan vi mäta geologisk tid. Isotopanalyserna ger också information om olika bergarters ursprung, exempelvis om de härstammar från smältor från jordens inre (från jordmanteln), eller består av äldre jordskorpa som smält upp och stelnat igen. Blyisotop-variationer kan användas för att studera malmers ursprung. Vid Laboratoriet för isotopgeologi kan dateringar och andra analyser utföras med uran-bly, bly-bly, rubidium- strontium, och samarium-neodym- metoderna.Tonvikten vid den forskning som bedrivs vid Laboratoriet för isotopgeologi ligger på den geologiska utvecklingen av berggrunden inom den Fennoskandiska skölden, vilken omfattar Sverige, Norge och Finland samt nordvästra Ryssland. Merparten av denna urbergssköld bildades för mellan en och tre miljarder år sedan. På senare tid har vårt intresse vidgats till att omfatta angränsande delar av Baltikum och Ryssland, liksom jämförelser med berggrunden på andra sidan Atlanten. Ett annat intresseområde är den Skandinaviska fjällkedjan, bildad för cirka 400 miljoner år sedan, och motsvarande berggrund på Svalbard och i andra delar av Arktis.
|
Zirkon (ZrSiO4) är ett mineral som ofta används för uran-bly-datering. Bilden till vänster visar några typiska zirkonkristaller, ca. 0.1 mm stora. De två översta kristallerna är fotograferade med elektron-mikroskop, de tre understa i glycerin i genom-allande ljus i ett vanligt ljus-mikroskop.
Foto: Alexander Larionov
|
Ett nytt forskningsområde är isotopvariationer hos olika grundämnen i vatten. Syftet med denna forskning är bl.a. att i vatten från Östersjön och floder som rinner ut i Östersjön använda variationer i isotopsammansättning hos vissa element som fingeravtryck av ursprungskällan till ämnena. Likartad isotopgeokemisk forskning utförs även i Norra Ishavet i samband med de Ishavsexpeditioner som Sverige organiserat på senare år. Detta är en ny och kraftfull metod för att förstå grundämnenas naturliga kretslopp, vilket i sin tur är nödvändigt inte minst för att lösa olika miljöproblem.Laboratoriet har två masspektrometrar, en Finnigan MAT 261 spektrometer som används till de radiogena isotopsystemen U-Pb, Pb-Pb, Rb-Sr och Sm-Nd, och en Micromass IsoProbe multi-collector ICP-MS (Plasma masspektrometer) för isotopanalys av Pb, Sr, Nd och andra element i lösning. Vi har också utrustning för separation av mineral och kemisk preparation av olika typer av prov. Vid laboratoriet finns dessutom det nordiska geologiska jonmikrosond-laboratoriet Nordsim. Det är en gemensam nordisk resurs för geovetenskaplig forskning baserad på en Cameca 1270 jonmikrosond. Med detta instrument kan man göra direkt-analyser av isotop- och elementsammansättning i utvalda, mikrometerstora delar av geologiska prover. Läs mer:
Om åldersbestämning
|
|
Sidan senast uppdaterad: 2011-02-08
|
Skriv ut
