Metoda argonowa (Ar-Ar) – metoda stosowana do datowania skał o wieku setek tysięcy lub milionów lat. Technika radiometryczna, będąca rozwinięciem metody potasowo-argonowej, polegająca na przekształceniu izotopu potasu-39 w argon-39 przez napromieniowywanie neutronami i pomiarze ilości izotopów argonu (39Ar-40Ar) w próbkach mineralnych.

Datowanie argonowe jest rozwinięciem metody K-Ar, pozwalającym na określanie wieku próbki w jednym pomiarze, a nie jak w metodzie potasowo-argonowej, w której pomiar ilości potasu odbywa się z innej próbki niż argonu, przez co możliwe jest uzyskanie dokładniejszych wyników z mniejszych próbek, co zwiększa wiarygodność ustalonej daty i umożliwia określenie wieku późniejszych skał.

Podstawowe założenia metody Powietrze uwięzione w skałach zawiera niewielką ilość argonu, będącego mieszaniną jego trwałych izotopów 36Ar (0,337%), 38Ar (0,063%) i 40Ar (99,60%). Z kolei naturalnie występujący potas zawiera trwałe izotopy 39K (93,258%) i 41K (6,730%) oraz radioaktywny izotop 40K (0,01167%), którego czas połowicznego rozpadu wynosi ok. 1,25 mld lat, a produktem rozpadu jest 40Ar. Po uwięzieniu pęcherzyków powietrza w skale ustaje wymiana gazowa i zawartość 40Ar wzrasta, a 40K maleje.

Stosunek 40Ar do potasu, rosnący proporcjonalnie do wieku skały, ustala się pośrednio, napromieniowując próbkę szybkimi neutronami w reaktorze jądrowym. Jednocześnie napromieniowuje się próbkę skały o znanym wieku, tzw. monitor. Jedną z reakcji jądrowych wówczas zachodzących jest 39K(n,p)39Ar. Izotop 39Ar nie występuje naturalnie, a jego jedynym źródłem jest powyższa reakcja. Ponieważ naturalne stosunki izotopów potasu są znane, ilość powstałego 39Ar pozwala obliczyć ilość potasu w próbce.

Wiek skały oblicza się za pomocą równania:

gdzie: – całkowita stała rozpadu 40K – ilość 40Ar powstałego z rozpadu 40K – ilość 39Ar powstałego w wyniku napromieniowania 39K – parametr określający strumień napromieniowania

Parametr wyznacza się z róównania:

gdzie: – podstawa logarytmu naturalnego – wiek monitora

W opracowanej w latach 60. XX w. metodzie próbkę stopniowo podgrzewa i na bieżąco określa proporcje izotopów argonu. Do podgrzewania stosuje się specjalne piece lub lasery. Zakłada się, że zanieczyszczenie atmosferycznym argonem bądź utrata argonu zachodzi z pobliża powierzchni próbki. Podczas podgrzewania w piecu, wcześniej ulatniają się gazy bliższe powierzchni próbki, a z jej głębi później. Użycie lasera umożliwia podgrzanie niewielkiego obszaru próbki, ekstrakcję wielu próbek argonu z małego ziarna minerału, określając „mapę rozkładu” argonu. Na podstawie zmian w trakcie podgrzewania próbki oblicza się skład próbki, gdyby nie była zanieczyszczona.

Datowanie metodą Ar-Ar przyczyniło się do skorygowania wielu dat ustalonych wcześniej metodą K-Ar we wschodniej Afryce, czego przykładami są: przesunięcie wieku Zinjanthropusa do 1,98 miliona lat, skorygowanie do 1,88 miliona lat wieku szczątków wczesnych hominidów, znalezionych w rejonie Jeziora Turkana/Doliny Omo na granicy kenijsko-etiopskiej (określany wcześniej metodą K-Ar na ponad 2 miliony lat), wykazanie, że najwcześniejsze znane nam szczątki hominidów znalezione w Etiopii liczą sobie od 3,4 do 4,4 miliona lat.

Przypisy

Kategoria:Geochronologia argon Kategoria:Argon Kategoria:Hasła utworzone w ramach Tygodni Tematycznych 2019