Datowanie metodą potasowo-argonową

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Metoda potasowo-argonowa (K-Ar) – metoda stosowana do datowania skał o wieku setek tysięcy lub milionów lat. Została opracowana w latach pięćdziesiątych XX wieku. Dopuszczalny błąd chronologiczny tej metody wynosi maksymalnie 10%[potrzebne źródło].

Metoda ta jest również stosowana do datowania stanowisk wczesnych hominidów w Afryce, pochodzących sprzed blisko 5 milionów lat[potrzebne źródło]. W przypadku skał wulkanicznych można nią datować tylko te, których wiek przekracza 100 000 lat[potrzebne źródło].

Podstawowe założenia metody[edytuj | edytuj kod]

Datowanie to, podobnie jak metoda radiowęglowa, opiera się na zjawisku rozpadu promieniotwórczego.

W tym wypadku chodzi o bardzo powolny, lecz stały rozpad promieniotwórczego izotopu potasu 40K do postaci trwałego gazowego izotopu argonu 40Ar w skałach wulkanicznych. Znając szybkość rozpadu 40K (jego czas połowicznego zaniku wynosi ok. 1,26 miliarda lat) i zmierzywszy ilość 40Ar uwięzionego w 10-gramowej próbce skał, uzyskujemy szacunkową datę ich formowania się.

Bardziej czuły wariant tej metody, zadowalający się jeszcze mniejszą próbką, znany jest jako datowanie za pomocą fuzji laserowej argon-argon. Trwały izotop potasu 39K jest przekształcany w 39Ar w drodze bombardowania próbki, którą chcemy wydatować, strumieniem neutronów. Ilość obu izotopów argonu może być następnie zmierzona, po ich uwolnieniu w wyniku fuzji laserowej, przez spektrometr masowy.

Ponieważ proporcja 40K do 39K w skałach jest stała, wiek znaleziska może być określony na podstawie proporcji 40Ar do 39Ar. Jak przy wszystkich radiometrycznych metodach datowania, istotne jest wykrycie czynnika ustawiającego zegar archeologiczny w pozycji zerowej. W tym przypadku byłoby to uformowanie się skały w wyniku aktywności wulkanicznej, uwalniającej cały znajdujący się tam wcześniej argon.

Niektóre obszary, najważniejsze dla badań dolnego paleolitu, a zwłaszcza Wielki Rów Wschodni w Afryce, to rejony aktywności wulkanicznej. Znaczy to, że pozostałości archeologiczne znajdują się często w warstwach geologicznych powstałych w wyniku działalności wulkanicznej, a zatem nadających się do datowania tą metodą. Dodatkowo są one często przykryte przez porównywalne skały wulkaniczne, a więc daty takich dwóch warstw geologicznych wyznaczają granice chronologiczne dla zawartego między nimi złoża archeologicznego.

W tej metodzie mierzy się zawartość argonu 40Ar powstałego z rozpadu jądra potasu 40K. W obliczeniach zakłada się, że cały rejestrowany argon zawarty w minerale powstał po zastygnięciu skały. Jest to warunek niezbędny.

Ograniczenia[edytuj | edytuj kod]

Rezultaty datowania metodą argonowo-potasową obciążone są błędem szacunkowym (tak samo, jak w przypadku innych metod radiometrycznych). Główne ograniczenie tej techniki polega na tym, że może być użyta jedynie do datowania znalezisk przykrytych przez skałę wulkaniczną, oraz że rzadko za jej pomocą udaje się osiągnąć dokładność wyższą niż ±10%. Niemniej metoda ta stała się kluczowym narzędziem na obszarach, gdzie występuje odpowiedni materiał wulkaniczny.

Nie ma metody, która pozwalałaby zmierzyć początkową zawartość argonu 40Ar przed i tuż po zastygnięciu skały. Radioaktywny argon 40Ar powstały z rozpadu potasu 40K zawartego w skałach jest nie do odróżnienia od argonu 40Ar pochodzenia atmosferycznego.

W czasie rozpadu potasu 40K nie mogą występować żadne czynniki zakłócające. Problem polega na tym, że skały mają zdolność absorpcji argonu. Argon 40Ar nawet w normalnych (niezmiennych) warunkach może przenikać do otaczającej go wody lub być wypłukiwany przez wodę, w której jest rozpuszczalny. Nie istnieje metoda, która bezsprzecznie pozwoli ocenić czy warunki rozpadu potasu 40K nie ulegały zmianie i jaki wpływ na zawartość argonu 40Ar w skale miała woda.

Przed zastygnięciem materiału skalnego, gdy jest on w stanie płynnym, argon do pewnego stopnia ulatnia się. Ale jednocześnie istnieje możliwość zaabsorbowania przez skały tego gazu z atmosfery.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Paul G. Bahn Archeologia – Przewodnik, Wydawnictwo "Arkady" Sp. z o.o., 2006, s. 91, ISBN 83-213-4293-0