Method40Ar/39Ar dating is a major m

Method

40Ar/39Ar dating is a major method that researchers have used to understand the structural evolution of the Maria Fold and Thrust Belt. Argon-argon dating works because potassium-40 decays to argon-40 with a known decay constant. However, potassium-40 also decays to 40Ca much more often than it decays to 40Ar. This necessitates the inclusion of a branching ratio (9.54) in the "age equation," below:


(equation 1)

Here, t is time and λ is the total decay constant for 40K. This led to the formerly-popular potassium-argon dating method. However, scientists discovered that it was possible to turn a known proportion of the potassium into argon by irradiating the sample, thereby allowing scientists to measure both the parent and the daughter in the gas phase. There are several steps that one must take to obtain an argon-argon date:

First, the desired mineral phase(s) must be separated from the others. Common phases to be used for argon-argon dating are white micas, biotite, varieties of potassium feldspar (especially sanidine because it is potassium-rich), and varieties of amphibole.

Second, the sample is irradiated along with a standard of a known age. The irradiation is performed with fast neutrons. This transforms a proportion of the 39K atoms to 39Ar. After this, the sample is placed in a sealed chamber and heated to fusion, typically with a high-powered laser. This releases the argon, both 40Ar and 39Ar, which are measured by a mass spectrometer. After correcting for excess argon produced by other reactions during the irradiation, with the assumption that non-nucleogenic atmospheric 36Ar is related to 40Ar with a ratio of 1/296, the ratio of radiogenic argon-40 to argon-39 is found. The amount of 39Ar is proportional to the amount of 39K in the sample, and the ratio of 40K to 39K is constant in nature. Commuting these, geologists can calculate the amount of the parent 40K nuclide.

In going from 40K (in equation 1, above) to 39Ar, the 9.54 must be replaced by a constant "irradiation parameter", J.


(equation 2)

This irradiation parameter is given by:

(equation 3)

Here, 39K/40K is the approximately constant potassium ratio, ∆ is the amount of time that the sample was irradiated, Φ is the neutron flux during the irradiation, E is the energy at which the irradiation takes place, σ is the neutron capture cross section for the for the 39K(n,p)39Ar reaction (the reaction that changes 39K into 39Ar), and 40Ar/39Ar is the measured argon ratio. Because the sample is irradiated along with a standard of known age (t), and the argon ratio is measured, the standard provides the value of the irradiation parameter, J. This can be used to solve equation 2 for the sample.

A major advantage of the argon-argon method is that the sample can be heated incrementally. This process, known as "step heating", provides additional information on the age of the sample. Reheating events and diffusion of argon from the boundaries of the grain can result in lower 40Ar/39Ar ages near the boundaries of the grain. A more representative age of initial cooling is given by the "plateau age", where the edge effects give way to a constant 40Ar/39Ar date. Sometimes, when a large amount of argon has been lost, this is not possible. In these cases, the age of the first batch of argon released is the age of the reheating event, and the age of the last argon released is the minimum age of initial crystallization. It is also common that only the argon released from a crystal early-on is problematic, and that a plateau is reached in the argon that is released in later stages of the analysis. This plateau must be used with caution, however, because it could have been lowered by later events and therefore may represent a minimum constraint on the age of crystallization.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการ40Ar/39Ar เดทเป็นวิธีการสำคัญที่นักวิจัยใช้เพื่อเข้าใจวิวัฒนาการโครงสร้างของมาเรียพับและเข็มขัดกระตุก อาร์กอนอาร์กอน dating ทำงานเนื่องจากโพแทสเซียม-40 decays กับอาร์กอน-40 มีค่าคงที่รู้จักผุ อย่างไรก็ตาม โพแทสเซียม-40 ยัง decays กับ 40Ca มักมากกว่ามัน decays กับ 40Ar นี้ necessitates รวมของอัตราส่วนโยงหัวข้อ (9.54) ใน "ยุคสมการ ด้านล่าง: (สมการที่ 1)ที่นี่ t คือ เวลา และλคือ ค่าคงผุทั้งหมดสำหรับ 40K นี้นำไปสู่วิธีการหาคู่เดิมนิยม potassium-argon อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า มันสามารถเปลี่ยนสัดส่วนของโพแทสเซียมที่รู้จักเป็นอาร์กอน โดย irradiating ตัวอย่าง จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์วัดทั้งแม่และลูกสาวในเฟสก๊าซ มีหลายขั้นตอนที่หนึ่งต้องไปรับอาร์กอนอาร์กอนวัน:ครั้งแรก แร่ต้อง phase(s) ต้องแยกออกจากผู้อื่น ระยะทั่วไปที่จะใช้สำหรับการเดทอาร์กอนอาร์กอนมี micas ขาว biotite สายพันธุ์ของโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ (sanidine โดยเฉพาะเนื่องจากอุดมไปด้วยโพแทสเซียม), และแอมฟิโบลจะSecond, the sample is irradiated along with a standard of a known age. The irradiation is performed with fast neutrons. This transforms a proportion of the 39K atoms to 39Ar. After this, the sample is placed in a sealed chamber and heated to fusion, typically with a high-powered laser. This releases the argon, both 40Ar and 39Ar, which are measured by a mass spectrometer. After correcting for excess argon produced by other reactions during the irradiation, with the assumption that non-nucleogenic atmospheric 36Ar is related to 40Ar with a ratio of 1/296, the ratio of radiogenic argon-40 to argon-39 is found. The amount of 39Ar is proportional to the amount of 39K in the sample, and the ratio of 40K to 39K is constant in nature. Commuting these, geologists can calculate the amount of the parent 40K nuclide.In going from 40K (in equation 1, above) to 39Ar, the 9.54 must be replaced by a constant "irradiation parameter", J. (equation 2)This irradiation parameter is given by: (equation 3)ที่นี่ 39K / 40K คือ อัตราคงประมาณโพแทสเซียม ∆คือ จำนวนเวลาที่ตัวอย่างถูก irradiated Φเป็น flux นิวตรอนในระหว่างวิธีการฉายรังสีที่ เป็นพลังงานซึ่งวิธีการฉายรังสีที่เกิด σเป็นนิวตรอนจับภาพข้ามส่วนที่สำหรับปฏิกิริยา 39Ar 39K (n, p) (ปฏิกิริยาที่เปลี่ยน 39K 39Ar) และ 40Ar/39Ar เป็นอัตราส่วนวัดอาร์กอน เนื่องจากตัวอย่างคือ irradiated กับมาตรฐานที่ทราบอายุ (t), และวัดอัตราส่วนอาร์กอน มาตรฐานการแสดงค่าของพารามิเตอร์วิธีการฉายรังสี เจ นี้สามารถใช้การแก้สมการ 2 ตัวอย่างA major advantage of the argon-argon method is that the sample can be heated incrementally. This process, known as "step heating", provides additional information on the age of the sample. Reheating events and diffusion of argon from the boundaries of the grain can result in lower 40Ar/39Ar ages near the boundaries of the grain. A more representative age of initial cooling is given by the "plateau age", where the edge effects give way to a constant 40Ar/39Ar date. Sometimes, when a large amount of argon has been lost, this is not possible. In these cases, the age of the first batch of argon released is the age of the reheating event, and the age of the last argon released is the minimum age of initial crystallization. It is also common that only the argon released from a crystal early-on is problematic, and that a plateau is reached in the argon that is released in later stages of the analysis. This plateau must be used with caution, however, because it could have been lowered by later events and therefore may represent a minimum constraint on the age of crystallization.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธี40Ar / 39Ar เดทเป็นวิธีการที่สำคัญที่นักวิจัยได้ใช้เพื่อทำความเข้าใจวิวัฒนาการโครงสร้างของพับมาเรียและเข็มขัดแทง เดทอาร์กอนอาร์กอนทำงานเพราะโพแทสเซียม-40 สลายตัวไปอาร์กอน-40 ที่มีการสลายตัวที่รู้จักกันอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามโพแทสเซียม-40 ยังสูญสลายไป 40Ca บ่อยมากเกินกว่าที่จะสูญสลายไป 40Ar นี้มีความจำเป็นรวมของอัตราการแตกแขนงนี้ (9.54) ใน "สมอายุ" ด้านล่าง: (สม 1) ที่นี่เป็นเวลาที่เสื้อและλคือการสลายตัวรวมคงที่สำหรับ 40K นี้นำไปสู่สมัยก่อนนิยมโพแทสเซียมอาร์กอนวิธีการเดท แต่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ามันเป็นไปได้ที่จะเปิดในสัดส่วนที่รู้จักกันดีของโพแทสเซียมลงอาร์กอนโดยฉายรังสีตัวอย่างจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์ในการวัดทั้งพ่อแม่และลูกสาวในระยะก๊าซ มีหลายขั้นตอนที่ต้องใช้เวลาที่จะได้รับวันอาร์กอนอาร์กอนคือครั้งแรกที่เฟสแร่ต้องการ (s) จะต้องแยกออกจากคนอื่น ๆ ขั้นตอนทั่วไปที่จะใช้สำหรับการออกเดทอาร์กอนอาร์กอนเป็น Micas ขาว biotite พันธุ์ของโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ (โดยเฉพาะ sanidine เพราะมันเป็นโพแทสเซียมที่อุดมไปด้วย) และสายพันธุ์ของ amphibole. สองตัวอย่างที่มีการฉายพร้อมกับมาตรฐานของยุคที่รู้จักกัน . รังสีจะดำเนินการกับนิวตรอนอย่างรวดเร็ว นี้แปลงสัดส่วนของอะตอม 39K เพื่อ 39Ar หลังจากนี้กลุ่มตัวอย่างจะอยู่ในห้องที่ปิดสนิทและให้ความร้อนในการฟิวชั่นโดยทั่วไปด้วยเลเซอร์พลังงานสูง นี้ออกอาร์กอนทั้ง 40Ar และ 39Ar ซึ่งจะถูกวัดโดยสเปกโตรมิเตอร์มวล หลังจากการแก้ไขสำหรับอาร์กอนส่วนเกินที่ผลิตโดยปฏิกิริยาอื่น ๆ ในช่วงการฉายรังสีด้วยสมมติฐานที่ว่าที่ไม่ nucleogenic บรรยากาศ 36Ar เกี่ยวข้องกับ 40Ar ที่มีอัตราส่วนของ 1/296 อัตราส่วนของ radiogenic อาร์กอน-40 อาร์กอน-39 พบ ปริมาณของ 39Ar เป็นสัดส่วนกับปริมาณของ 39K ในตัวอย่างและอัตราส่วนของการ 40K 39K จะคงที่ในธรรมชาติ การเดินทางเหล่านี้นักธรณีวิทยาสามารถคำนวณปริมาณของผู้ปกครอง 40K นิวไคลด์ได้. ในการไปจาก 40K (ในสมการที่ 1 ข้างต้น) เพื่อ 39Ar ที่ 9.54 จะต้องถูกแทนที่ด้วยคงที่ "การฉายรังสีพารามิเตอร์" เจ(สมการ 2) พารามิเตอร์การฉายรังสีนี้ จะได้รับโดย: (สมการ 3) ที่นี่ 39K / 40K เป็นอัตราส่วนโพแทสเซียมคงประมาณΔเป็นระยะเวลาที่กลุ่มตัวอย่างได้รับการฉายรังสี, Φคือนิวตรอนชั้น UX ในระหว่างการฉายรังสีที่ E เป็นพลังงานที่การฉายรังสีที่ใช้ สถานที่σคือนิวตรอนจับส่วนข้ามสำหรับ 39K (n พี) ปฏิกิริยา 39Ar (ปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเข้าสู่ 39Ar 39K) และ 40Ar / 39Ar เป็นอัตราส่วนอาร์กอนวัด เพราะตัวอย่างที่มีการฉายพร้อมกับมาตรฐานของอายุที่รู้จักกัน (t) และอัตราอาร์กอนเป็นวัดมาตรฐานการให้ค่าของพารามิเตอร์การฉายรังสีที่เจนี่สามารถนำมาใช้ในการแก้สมการ 2 ตัวอย่าง. ประโยชน์ที่สำคัญ วิธีอาร์กอนอาร์กอนเป็นตัวอย่างที่สามารถอุ่นเพิ่มขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่า "ความร้อนขั้นตอน" ให้ข้อมูลเพิ่มเติมกับอายุของกลุ่มตัวอย่าง ร้อนกิจกรรมและการแพร่กระจายของอาร์กอนจากขอบเขตของเมล็ดข้าวจะส่งผลในทุกเพศทุกวัยที่ต่ำกว่า 40Ar / 39Ar ใกล้ขอบเขตของเมล็ดข้าว ยุคตัวแทนของการทำความเย็นเริ่มต้นที่จะได้รับจาก "ยุคที่ราบสูง" ซึ่งผลกระทบที่ขอบวิธีให้กับค่าคงที่วัน 40Ar / 39Ar บางครั้งเมื่อเป็นจำนวนมากอาร์กอนได้รับการสูญเสียนี้เป็นไปไม่ได้ ในกรณีเหล่านี้อายุชุดแรกของอาร์กอนที่ปล่อยออกมาคืออายุของเหตุการณ์อุ่นและอายุอาร์กอนที่ผ่านมาได้รับการปล่อยตัวเป็นอายุขั้นต่ำของการตกผลึกเริ่มต้น นอกจากนี้ยังเป็นที่พบว่ามีเพียงอาร์กอนที่ปล่อยออกมาจากผลึกต้นบนเป็นปัญหาและที่ที่ราบสูงถึงในอาร์กอนที่ถูกปล่อยออกมาในขั้นตอนต่อมาของการวิเคราะห์ ที่ราบสูงนี้จะต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง แต่เพราะมันจะได้รับการลดลงจากเหตุการณ์ต่อมาและดังนั้นจึงอาจจะเป็นข้อ จำกัด ขั้นต่ำกับอายุของการตกผลึก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธี

40ar / 39ar เดทเป็นหลักวิธีการที่นักวิจัยได้ใช้เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างวิวัฒนาการของมาเรียพับและกระชากเข็มขัด อาร์กอน อาร์กอน กับผลงาน เพราะสลายตัวไป argon-40 ทอเรียมกับคนรู้จักผุคงที่ อย่างไรก็ตาม ยังต้อง 40ca ทอเรียมสูญสลายมากบ่อยกว่ามันสูญสลายไป 40ar นี้จำเป็นต้องรวมของกิ่งอัตราส่วน ( 954 ) ใน " อายุสมการ " ด้านล่าง :


( สมการ 1 )

, t คือเวลาλคือ ผลรวมของค่าคงที่การสลายตัว 40K . นี้นำไปสู่ฮิตโปแตสเซียมอาร์กอนวิธีการหาคู่ . อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า มันเป็นไปได้ที่จะเปิดรู้สัดส่วนของโพแทสเซียมในอาร์กอน โดยการฉายรังสี ตัวอย่าง เพื่ออนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ที่จะวัดทั้งแม่และลูกสาวในก๊าซระยะมีหลายขั้นตอนที่ต้องใช้เพื่อขอรับอาร์กอนอาร์กอนวันที่ :

แรกเฟสแร่ที่ต้องการ ( s ) ต้องแยกจากคนอื่น ๆ ทั่วไป ขั้นตอนจะใช้อาร์กอน อาร์กอน มีเดทกับไมกา , ขาวไบโอไทต์ , พันธุ์ของโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ ( โดยเฉพาะอย่างยิ่งซานีดีนเพราะโพแทสเซียมรวย ) , และความหลากหลายของแอมฟิโบล

2ตัวอย่างที่ฉายรังสีควบคู่กับมาตรฐานของรู้อายุ การฉายรังสีจะถูกดำเนินการด้วยนิวตรอนเร็ว นี้แปลงสัดส่วนของ 39k อะตอมเพื่อ 39ar หลังจากนี้ ตัวอย่างถูกวางไว้ในห้องปิดตาย และอุ่น ฟิวชั่น โดยทั่วไปกับเลเซอร์แรงสูง นี่ ปล่อย อาร์กอน และทั้ง 40ar 39ar ซึ่งจะวัดโดยแมสสเปกโตรมิเตอร์หลังจากที่การแก้ไขสำหรับอาร์กอนส่วนเกินที่ผลิตโดยปฏิกิริยาอื่น ๆในระหว่างการฉายรังสี , กับสมมติฐานที่ไม่ nucleogenic บรรยากาศ 36ar เกี่ยวข้องกับ 40ar ด้วยอัตราส่วน 1 / 296 , อัตราส่วนของทางด้าน argon-40 เพื่อ argon-39 จะพบ จำนวน 39ar เป็นสัดส่วนกับปริมาณ 39k ในตัวอย่าง และอัตราส่วนของ 40K ที่จะ 39k คงที่ในธรรมชาติ การเดินทางเหล่านี้นักธรณีวิทยาสามารถคำนวณปริมาณของผู้ปกครอง 40K ครีเชอร์

ไปจาก 40K ( ในสมการที่ 1 ข้างต้น ) 39ar , 9.54 ต้องถูกแทนที่ด้วยค่าคงที่ " การฉายรังสีพารามิเตอร์ " , J .

( สมการ 2 )

นี้พารามิเตอร์การฉายรังสีให้โดย :

( สมการ 3 )

ที่นี่ 39k / 40K คือสัดส่วนโพแทสเซียมประมาณคงที่ ∆เป็นปริมาณของเวลาที่ถูกฉายรังสีตัวอย่าง ,Φเป็นนิวตรอนfl ux ในระหว่างการฉายรังสี , E คือพลังงานที่ได้รับจะเกิดขึ้นσเป็นส่วนข้ามจับยึดนิวตรอนสำหรับสำหรับ 39k ( n , p ) ปฏิกิริยา 39ar ( ปฏิกิริยาที่เปลี่ยนแปลง 39k เป็น 39ar ) และ 40ar / 39ar เป็นวัดอาร์กอน อัตราส่วน เพราะตัวอย่างที่ฉายรังสีควบคู่กับมาตรฐานที่รู้จักอายุ ( t ) และอัตราส่วนของอาร์กอนคือวัด