26 9. العمر المطلق للصخور: النشاط الإشعاعي وفترة عمر النصف
يحدد العلماء العمر المطلق (الفعلي) للصخور أو الحفريات بالسنوات بالاعتماد على النشاط الإشعاعي.
- تحتوي بعض معادن الصخور على عناصر مشعة غير مستقرة مثل اليورانيوم-238 والكربون-14.
- تطلق أنوية هذه العناصر إشعاعًا لتتحول إلى عناصر أخرى أكثر استقرارًا.
- تنحل أنوية كل عنصر مشع تدريجيًا بمعدل ثابت يعتمد على نوع العنصر.
فترة عمر النصف: الفترة الزمنية التي تستغرقها نصف كمية العنصر المشع لتتحلل.
الطريقة:
- نقيس كمية العنصر المشع المتبقية في الصخر وكمية العنصر الناتج عن التحلل، ومن النسبة بينهما وفترة عمر النصف نحسب الزمن الذي مر منذ تكون الصخر.
العلاقة (للتوضيح): بعد n من فترات عمر النصف تبقى الكسر ½ⁿ من الكمية الأصلية:
الكمية المتبقية = الكمية الأصلية × ½ⁿ
10
النسبة المتبقية
- 100%
النسبة المتحللة
- 0%
21
النسبة المتبقية
- 50%
النسبة المتحللة
- 50%
32
النسبة المتبقية
- 25%
النسبة المتحللة
- 75%
43
النسبة المتبقية
- 12.5%
النسبة المتحللة
- 87.5%
54
النسبة المتبقية
- 6.25%
النسبة المتحللة
- 93.75%
✍️ أمثلة محلولة
مثال محلول (5): عينة صخر تحتوي 50% فقط من الكمية الأصلية لعنصر مشع. كم فترة عمر نصف مرت؟ الحل: فترة واحدة.
- مثال محلول (6): فترة عمر النصف لعنصر 1000 مليون سنة، وبقي في عينة 25% من الكمية الأصلية.
- ما عمر العينة؟
- الحل: 25% = ½² ← فترتان ← 2 × 1000 = 2000 مليون سنة (2 مليار سنة).
مثال محلول (7): عينة كتلتها الأصلية 80 g من عنصر مشع فترة عمر نصفه 5 سنوات. كم تبقى بعد 15 سنة؟ الحل: 15 ÷ 5 = 3 فترات ← 80 × ⅛ = 10 g.