Re: Как экспериментатор экспериментатору...


Автор сообщения: Покровский
Дата и время сообщения: 02 August 2006 at 22:10:35:

В ответ на сообщение: Как экспериментатор экспериментатору...

Об отношениях и изохронах.

Маленькое эссе - главным образом для окружающих, которых Алексей подзапугал изохронами и контраминирующими аргонами.
****************************************************

Метод изохрон. У него очень простой и наглядный физический смысл.

Кристалл, оказавшись после извержения на воздухе, заражается атмосферным аргоном и, может быть аргоном с другим изотопным содержанием, скажем из газовых пузырей в лаве. Поскольку это событие происходило с поверхности, то внедренный с поверхности аргон В ОСНОВНОМ будет ближе к поверхности и будет легче извлекаться.

Если мы полностью извлечем этот поверхностно-внедренный аргон, то оставшийся будет радиогенным. Разумеется, с точностью до того количества аргона, которое было в кристалле после выхода из жерла. Но, как мы знаем, народ полагает, что такого не существует. Сейчас мы это не обсуждаем - типа уже обсудили.

Так как нам определить, удалили мы поверхностно-внедренный аргон или нет? Маркер - атмосферный изотоп аргон-36. Вот когда его количество в извлекаемом нагреванием аргоне будет равно нулю, тогда можно говорить о том, что мы избавились от всего того, что внедрилось после извержения. А когда его количество будет равно нулю? Прямо это измерить трудно. Но если мы будем сравнивать отношения 36Ar/40Ar и 39Ar/40Ar, получающиеся в разных пробах с разными количествами вышедшего аргона, то увидим, что точки ложатся на какую-то линию(в общем случае совершенно не обязательно прямую), которая при больших температурах приближается к нулю по оси 36Ar/40Ar. Экстраполяция этой линии до оси 36Ar/40Ar=0 - и указывает нам на то, сколько же в кристалле аргона, который не внедрялся с поверхности после извержения.

Если у нас установка не позволяет довести измерения до достаточно высоких температур нагрева, если у нас при этих температурах не хватает, например, точности метода(типа пик аргона-36 становится слишком слабым) - мы полагаемся на то, что тенденция к снижению выхода аргона-36 вполне объективная. И продолжение графика нам укажет то, что надо. В этом весь метод изохрон.

Почему так назвали - изохрон? Типа, например, при каждой температуре образец выдерживается одинаковое время. Если бы он выдерживался разное время, то мы бы могли иметь необъяснимые скачки.

Прочие математические надстройки - относятся к попыткам что-то распознать в сложных случаях вполне хаотичного расположения результатов измерений. Их мы не обсуждаем.

В любом случае в методе изохрон количество извлеченного нагреванием аргона в каждой порции - небольшое по сравнению с его общим содержанием. Поскольку коэффициенты диффузии малы, аргон в монокристалле доходит только из вполне близких к поверхности слоев. При сопоставимой температуре 1000 градусов углерод в стали умудряется продиффундировать в сколько-нибудь существенных количествах до глубин типа 1 мм за 10 часов. Исследованные Ренне образцы кристаллов санидина имели массу ок. 430 мг, что при плотности санидина ок. 2.6 г/куб.см дает характерный размер стороны кубического образца около 0.5 см.

При повышении температуры мы постоянно подтягиваем к поверхности дополнительные порции аргона из глубины. А вот приповерхностная область обедняется аргоном. Теряя в первую очередь аргон, с поверхности же и внедрившийся. Поскольку аргон-40 составляет львиную(96.6%) долю атмосферного, то первоначально мы имеем высокий выход внедренного с поверхности по сути атмосферного аргона, на фоне которого созданный в реакторе аргон-39 составляет малую часть. Затем, по мере удаления поступившего с поверхности аргона, мы остаемся практически только с раскиданными по всему объему кристалла радиогенным аргоном-40, нуклеогенным аргоном-39 и унаследованным из магмы аргоном-40. И , сколько бы ни говорилось, что мы меряем отношения, в конечном итоге мы просто выходим на число, пропорциональное отношению КОЛИЧЕСТВ аргона-39 и аргона-40 в глубинных областях кристалла.

Разумеется, если есть распределенный по объему кристалла унаследованный из магмы аргон-40, он входит в это отношение вместе с радиогенным - наработанным за время после извержения. И вносит ошибку при определении возраста.

А вот все упражнения с изохронами относятся к отбрасыванию из оценок аргона, приобретенного не в качестве обемной компоненты, а как внешнего внедрения диффузией через поверхность. Т.е. другого аргона. От которого, разумеется, надо избавляться. Иначе он такие возраста даст, что мало не покажется.


2378. И снова Помпеи, и снова Ar/Ar - Alexei 13:52 21.07.06 (387)
К списку тем на странице