Yüzey maruziyet tarihlemesi - Surface exposure dating

Yüzey maruziyet tarihlemesi , bir kayanın Dünya yüzeyinde veya yakınında maruz kaldığı sürenin uzunluğunu tahmin etmek için jeokronolojik tekniklerin bir koleksiyonudur . Yüzey maruziyet tarihlemesi, buzul ilerlemeleri ve geri çekilmeleri , erozyon geçmişi, lav akışları, göktaşı etkileri, kaya kaymaları, fay yamaçları , mağara gelişimi ve diğer jeolojik olayları tarihlendirmek için kullanılır . En çok 10 yıl ile 30.000.000 yıl arasında açığa çıkmış kayalar için kullanışlıdır.

Kozmojenik radyonüklid yaş tayini

Bu tarihlendirme tekniklerinden en yaygın olanı, Kozmojenik radyonüklid tarihlemesidir . Dünya sürekli olarak birincil kozmik ışınlar , yüksek enerji yüklü parçacıklar - çoğunlukla protonlar ve alfa parçacıkları ile bombardımana tutulmaktadır . Bu parçacıklar, atmosferik gazlardaki atomlarla etkileşime girerek, atmosferden geçerken birçok reaksiyonda etkileşime girebilen ve enerjilerini azaltabilen ikincil parçacıklar dizisi üretir. Bu çağlayan, nötronlar da dahil olmak üzere küçük bir hadron fraksiyonu içerir. Bu parçacıklardan biri bir atoma çarptığında, o atomdan bir veya daha fazla proton ve / veya nötron çıkarabilir ve orijinal elementin farklı bir elementini veya farklı bir izotopunu üretebilir . Kaya ve benzer yoğunluktaki diğer materyallerde, kozmik ışın akısının çoğu, kozmojenik çekirdekler adı verilen yeni izotoplar üreten reaksiyonlarda maruz kalan materyalin ilk metresi içinde emilir . Dünya yüzeyinde bu çekirdeklerin çoğu nötron parçalanması ile üretilir . Bilim adamları, belirli kozmojenik radyonüklidleri kullanarak, belirli bir yüzeyin ne kadar süredir açığa çıktığını, belirli bir malzeme parçasının ne kadar süredir gömüldüğünü veya bir yerin veya drenaj havzasının ne kadar çabuk aşındığını tarihleyebilir. Temel ilke, bu radyonüklitlerin bilinen bir oranda üretilmesi ve ayrıca bilinen bir hızda bozunmasıdır. Buna göre, bir kaya örneğindeki bu kozmojenik çekirdeklerin konsantrasyonunu ölçerek ve kozmik ışınların akışını ve çekirdek yarı ömrünü hesaba katarak, örneğin kozmik ışınlara ne kadar süredir maruz kaldığını tahmin etmek mümkündür. Belirli bir konumdaki kozmik ışınların kümülatif akışı, yükseklik, jeomanyetik enlem, Dünya'nın manyetik alanının değişen yoğunluğu , güneş rüzgarları ve hava basıncı değişimlerinden kaynaklanan atmosferik koruma gibi çeşitli faktörlerden etkilenebilir . Bir kaya örneğinin tarihlendirilmesi için çekirdek üretim hızlarının tahmin edilmesi gerekir. Bu oranlar genellikle, yaşları radyokarbon tarihleme , termolüminesans veya optik olarak uyarılan lüminesans gibi başka yollarla tarihlendirilen numunelerde üretilen çekirdeklerin konsantrasyonu karşılaştırılarak ampirik olarak tahmin edilir .

Bir kaya örneğindeki kozmojenik çekirdeklerin doğal bolluğuna göre fazlalığı, genellikle hızlandırıcı kütle spektrometresi aracılığıyla ölçülür . Bunlar gibi kozmojenik nüklitler , parçalanma reaksiyonları zincirleri tarafından üretilir . Belirli bir çekirdek için üretim hızı , jeomanyetik enlemin, örneklenen noktadan görülebilen gökyüzü miktarının, yüksekliğin, örnek derinliğinin ve örneğin gömülü olduğu malzemenin yoğunluğunun bir fonksiyonudur. Bozunma oranları, çekirdeklerin bozunma sabitleri tarafından verilmektedir. Bu denklemler, yaşın bir fonksiyonu olarak bir numunedeki toplam kozmojenik radyonüklid konsantrasyonunu vermek için birleştirilebilir. En sık ölçülen iki kozmojenik çekirdek berilyum-10 ve alüminyum-26'dır . Bu çekirdekler özellikle jeologlar için yararlıdır çünkü kozmik ışınlar sırasıyla oksijen-16 ve silikon-28'e çarptığında üretilirler . Ana izotoplar, bu elementlerin en bol olanıdır ve kabuk materyalinde yaygındır, oysa radyoaktif yavru çekirdekler genellikle diğer işlemlerle üretilmez. Olarak oksijen-16 atmosferde de yaygındır, katkı berilyum-10 biriken yerine oluşturulan malzeme konsantrasyonu yerinde dikkate alınmalıdır. 10 Be ve 26 Al, bir kuvars kristalinin (SiO 2 ) bir kısmı bir parçalama ürünü tarafından bombardımana tutulduğunda üretilir : kuvarsın oksijeni 10 Be'ye dönüştürülür ve silikon 26 Al'e dönüştürülür . Bu çekirdeklerin her biri farklı bir oranda üretilir. Her ikisi de malzemenin yüzeyde ne kadar süre maruz kaldığını tarihlemek için ayrı ayrı kullanılabilir. Çürüyen iki radyonüklid olduğundan , bu iki nüklidin konsantrasyonlarının oranı , numunenin üretim derinliğini (tipik olarak 2–10 metre) geçtiği bir yaşı belirlemek için başka bir bilgi olmadan kullanılabilir.

Klor-36 çekirdekler de yüzey kayalarının tarihini belirlemek için ölçülür. Bu izotop, kalsiyum veya potasyumun kozmik ışın dökülmesiyle üretilebilir .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

  • Jeomorfoloji ve yerinde kozmojenik izotoplar. Cerling, TE ve Craig, H. Yeryüzü ve Gezegen Bilimleri Yıllık İncelemesi, 22, 273-317, 1994.
  • Karasal yerinde kozmojenik çekirdekler: teori ve uygulama. Gosse, JC and Phillips, FM Quaternary Science Reviews, 20, 1475–1560, 2001. [1]
  • 10Be ve 26Al ölçümlerinden yüzey maruz kalma yaşlarını veya erozyon oranlarını hesaplamanın eksiksiz ve kolay erişilebilir bir yolu. Balco, Greg; Stone, John Oj Lifton, Nathaniel A .; Dunaic, Tibor J .; Kuaterner Jeokronoloji Cilt 3, Sayı 3, Ağustos 2008, Sayfalar 174-195. [2]
  • CRONUS-Earth projesindeki dökülme üretim hızlarının jeolojik kalibrasyonu. Borchers, Brian; Marrero, Shasta; Balco, Greg; Caffee, Marc; Goehring, Brent; Lifton, Nathaniel; Nishiizumi, Kunihiko; Phillips, Fred; Schaefer, Joerg; Taş, John. Kuaterner Jeokronoloji Cilt 31, Şubat 2016, Sayfa 188–198.

Dış bağlantılar