Samarium-neodymové randění

Datování samarium-neodym je metoda radiometrického datování na základě rozpadu alfa izotopu 147 Sm do 143 Nd . Poločas z 147 Sm je 1,06 × 10 11 roky. Spojena konstanta rozpadu λ 6.54 x 10 -12 roky -1 , tato hodnota znamená nejnižší, že metoda je vhodná pro měření ve věku od více než jednu miliardu let.

Zájem

Vzácné zeminy jsou odolné vůči loužení .
Pár Sm-Nd není příliš citlivý na tepelné variace.

Aplikace na seznamovací metody

Přímý výpočet

Zaznamenáváme podíl 143 Nd ve srovnání se 144 Nd ve vzorku během jeho formování (předpokládáme, že známe jeho řádovou velikost). Ve věku Poznamenáváme, a na příslušný poměr 143 Nd a 147 Sm v porovnání s 144 Nd, tyto poměry jsou přímo měřitelné. Množství 144 Nd je apriorní konstanta. Poté můžeme vypočítat pomocí následujícího vzorce: ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$ $t$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{}} {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ $t$

{\ displaystyle t = {\ frac {1} {\ lambda}} \ ln \ left (1 + {\ frac {\ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ vpravo) _ {t} - \ vlevo ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}} } \ right) _ {\ mathrm {0}}} {\ left ({\ frac {{{{}} {{}} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right ) _ {t}}} \ vpravo)}

Tato metoda však podléhá nejistotám, takže v praxi se dává přednost izochronní metodě .

Izochronní metoda

Vzorec viděný dříve lze přepsat ; poznáme tam rovnici přímky, jejíž směrovací koeficient je stejný , což umožňuje vypočítat stáří horniny. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t} = \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}} + (e ^ {\ lambda \ cdot t} - 1) \ cdot \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle e ^ {\ lambda \ cdot t} -1}$ $t$

Pokud se nám tedy podaří měřit a pro různé vzorky, které byly vytvořeny současně se stejnou počáteční hodnotou poměru , například různé minerály stejné horniny, můžeme díky lineární regresi získat správnou rovnici zvanou ředitelský koeficient isochron . Hledaný věk je tedy . ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{}} {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$ $\ alfa$ $t$ ${\ displaystyle t = {\ frac {\ ln (\ alpha +1)} {\ lambda}}}$

Výhodou této metody je, že se může obecně vrátit k magmatické diferenciaci, protože systém Sm-Nd není příliš citlivý na teplotu. Na druhou stranu tyto dva prvky mají velmi podobné chemické chování, a proto se poměry liší jen málo podle různých vzorků, což činí lineární regrese méně přesnou. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$

Metoda modelového věku

Metoda spočívá v extrapolaci počáteční hodnoty veličiny výběrem hodnoty získané pro meteority. Tato metoda předpokládá, že neodym přítomný na Zemi měl zpočátku stejnou izotopovou distribuci jako v chondritech . Porovnání s poměrem získaným pro vzorek, který má být datován, pak dává jeho věk. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$

Aplikace

Z čediče přivezeného z Měsíce mise Apollo 17 byly datovány pomocí systému samarium-neodym pomocí izochronní metody.

Reference

Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ), Jean Bernard-Griffiths, Gérard Gruau et al. ( pref. Jean Coulomb ), Metody datování podle přírodních jaderných jevů , Paříž, Éditions Masson , kol. " CEA Collection ",1985, 631 s. ( ISBN 2-225-80674-8 ) , kap. 2 („Metoda samarium-neodymu“).

Bibliografie

Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ) Et al. ( pref. Jean Coulomb ), Metody datování podle přírodních jaderných jevů , Paříž, Éditions Masson , kol. " CEA Collection ",1985, 631 s. ( ISBN 2-225-80674-8 ).
Philippe Vidal ( pref. Jean Aubouin), Geochemistry , Dunod , kol. "Sup Sciences",1998( 1 st ed. 1994), 190 str. , kap. 4 („Radiogenic izotopes“)