विखंडन ट्रैक डेटिंग

एपेटाइट में 238 यूरेनियम से नक़्क़ाशीदार विखंडन ट्रैक। ट्रैक की लंबाई लगभग 17 माइक्रोन है।

विखंडन ट्रैक डेटिंग रेडियोमेट्रिक डेटिंग तकनीक है, जो कुछ यूरेनियम युक्त खनिजों और चश्मे में परमाणु विखंडन के टुकड़ों द्वारा छोड़े गए नुकसान के निशानों या पटरियों के विश्लेषण पर आधारित है। विखंडन-ट्रैक डेटिंग रेडियोमेट्रिक डेटिंग की अपेक्षाकृत सरल विधि है जिसने महाद्वीपीय क्रस्ट के थर्मल इतिहास, ज्वालामुखीय घटनाओं के समय और विभिन्न पुरातत्व कलाकृतियों के स्रोत और उम्र को समझने पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाला है। इस विधि में क्लोजर तापमान के नीचे रॉक कूलिंग के समय तक सामान्य सहायक खनिजों में यूरेनियम-238 -238 के सहज क्षय से उत्पन्न विखंडन घटनाओं की संख्या का उपयोग करना शामिल है। विखंडन ट्रैक गर्मी के प्रति संवेदनशील होते हैं, और इसलिए यह तकनीक चट्टानों और खनिजों के थर्मल विकास को जानने में उपयोगी है। विखंडन पटरियों का उपयोग करने वाले अधिकांश वर्तमान शोध का उद्देश्य है: ए) पर्वतीय बेल्ट के विकास को समझना; बी) तलछट के स्रोत या उत्पत्ति का निर्धारण; ग) बेसिन (भूविज्ञान) के तापीय विकास का अध्ययन; डी) खराब दिनांकित परत की आयु का निर्धारण; और ङ) पुरातात्विक कलाकृतियों का कालनिर्धारण और उत्पत्ति निर्धारण।

विधि

अन्य समस्थानिक डेटिंग विधियों के विपरीत, विखंडन ट्रैक डेटिंग में क्षय उत्पाद बेटी आइसोटोप के बजाय क्रिस्टल में प्रभाव है। यूरेनियम-235 -238 ज्ञात दर पर सहज विखंडन क्षय से गुजरता है, और यह क्षय दर वाला एकमात्र आइसोटोप है जो प्राकृतिक विखंडन पटरियों के महत्वपूर्ण उत्पादन के लिए प्रासंगिक है; अन्य समस्थानिकों में विखंडन क्षय दर परिणाम के लिए बहुत धीमी होती है। इस विखंडन प्रक्रिया द्वारा उत्सर्जित टुकड़े यूरेनियम युक्त खनिज की क्रिस्टल संरचना में क्षति के निशान (जीवाश्म ट्रैक या आयन ट्रैक) छोड़ दें। ट्रैक उत्पादन की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से वही है जिसके द्वारा तेज भारी आयन आयन ट्रैक उत्पन्न करते हैं। इन खनिजों की पॉलिश आंतरिक सतहों के रासायनिक नक़्क़ाशी से सहज विखंडन ट्रैक का पता चलता है, और ट्रैक घनत्व निर्धारित किया जा सकता है। क्योंकि नक़्क़ाशीदार ट्रैक अपेक्षाकृत बड़े होते हैं (1 से 15 माइक्रोमीटर की सीमा में), गिनती पेट्रोग्राफिक माइक्रोस्कोप द्वारा की जा सकती है, हालांकि अन्य इमेजिंग तकनीकों का उपयोग किया जाता है। जीवाश्म पटरियों का घनत्व नमूने की शीतलन आयु और यूरेनियम सामग्री के साथ सहसंबद्ध होता है, जिसे स्वतंत्र रूप से निर्धारित करने की आवश्यकता होती है।

यूरेनियम सामग्री का निर्धारण करने के लिए, कई विधियों का उपयोग किया गया है। विधि न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा होती है, जहां नमूने को परमाणु रिएक्टर में थर्मल न्यूट्रॉन के साथ विकिरणित किया जाता है, जिसमें बाहरी डिटेक्टर, जैसे अभ्रक, अनाज की सतह पर चिपका होता है। न्यूट्रॉन विकिरण नमूने में यूरेनियम -235 के विखंडन को प्रेरित करता है, और परिणामी प्रेरित ट्रैक का उपयोग नमूने की यूरेनियम सामग्री को निर्धारित करने के लिए किया जाता है क्योंकि ²³⁵में:²³⁸यू अनुपात अच्छी तरह से जाना जाता है और प्रकृति में स्थिर माना जाता है। हालाँकि, यह हमेशा स्थिर नहीं होता है। न्यूट्रॉन विकिरण के दौरान होने वाली प्रेरित विखंडन घटनाओं की संख्या निर्धारित करने के लिए बाहरी डिटेक्टर नमूने से जुड़ा होता है और थर्मल न्यूट्रॉन द्वारा नमूना और डिटेक्टर दोनों को साथ विकिरणित किया जाता है। बाहरी डिटेक्टर आमतौर पर कम यूरेनियम अभ्रक परत है, लेकिन सीआर-39 जैसे प्लास्टिक का भी इस्तेमाल किया गया है। नमूने में यूरेनियम-235 के परिणामस्वरूप प्रेरित विखंडन बाहरी डिटेक्टर में प्रेरित ट्रैक बनाता है, जो बाद में रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा प्रकट होते हैं। सहज से प्रेरित पटरियों का अनुपात उम्र के समानुपाती होता है।

यूरेनियम एकाग्रता का निर्धारण करने का अन्य तरीका एलए-आईसीपीएमएस के माध्यम से है, ऐसी तकनीक जहां क्रिस्टल को लेजर बीम से मारा जाता है और पृथक किया जाता है, और फिर सामग्री को मास स्पेक्ट्रोमीटर के माध्यम से पारित किया जाता है।

अनुप्रयोग

कई अन्य डेटिंग तकनीकों के विपरीत, विखंडन-ट्रैक डेटिंग बहुत व्यापक भूवैज्ञानिक सीमा (आमतौर पर 0.1 Ma से 2000 Ma) पर सामान्य सहायक खनिजों का उपयोग करके निम्न-तापमान तापीय घटनाओं के निर्धारण के लिए विशिष्ट रूप से अनुकूल है। एपेटाइट, स्फीन, जिरकोन, माइक और ज्वालामुखी ग्लास में आमतौर पर अपेक्षाकृत कम उम्र (मेसोज़ोइक और सेनोज़ोइक) के डेटिंग नमूनों में उपयोगी होने के लिए पर्याप्त यूरेनियम होता है और इस तकनीक के लिए सबसे उपयोगी सामग्री हैं। इसके अतिरिक्त कम-यूरेनियम उपसंहार ्स और गहरा लाल रंग का उपयोग बहुत पुराने नमूनों (पैलियोज़ोइक से प्रिकैम्ब्रियन ) के लिए किया जा सकता है। विखंडन-ट्रैक डेटिंग तकनीक का व्यापक रूप से ऊपरी क्रस्ट के थर्मल विकास को समझने में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से पर्वतीय बेल्ट में। विखंडन पटरियों को क्रिस्टल में संरक्षित किया जाता है जब चट्टान का परिवेश तापमान एनीलिंग तापमान से नीचे गिर जाता है। यह एनीलिंग तापमान खनिज से खनिज में भिन्न होता है और कम तापमान बनाम समय इतिहास निर्धारित करने का आधार है। जबकि क्लोजर तापमान का विवरण जटिल है, वे विशिष्ट एपेटाइट के लिए लगभग 70 से 110 डिग्री सेल्सियस हैं, सी। जिक्रोन के लिए 230 से 250 डिग्री सेल्सियस, और सी। टाइटेनाइट के लिए 300 डिग्री सेल्सियस।

क्योंकि एनीलिंग तापमान के ऊपर नमूने को गर्म करने से विखंडन क्षति ठीक हो जाती है या एनील हो जाती है, यह तकनीक नमूने के इतिहास में सबसे हालिया शीतलन घटना के लिए उपयोगी है। घड़ी की इस रीसेटिंग का उपयोग [[तलछटी बेसिन]] तलछट के थर्मल इतिहास की जांच के लिए किया जा सकता है, विवर्तनिकी और क्षरण, कम तापमान रूपांतरित चट्टान इवेंट्स, और भूतापीय गतिविधि वेन (भूविज्ञान) के गठन के कारण किलोमीटर-स्केल एक्सहुमेशन। विखंडन ट्रैक पद्धति का उपयोग पुरातात्विक स्थलों और कलाकृतियों की तिथि के लिए भी किया गया है। ओल्डुवई कण्ठ में जमा के लिए पोटेशियम-आर्गन डेटिंग|पोटेशियम-आर्गन तिथियों की पुष्टि करने के लिए इसका उपयोग किया गया था।

हानिकारक अनाजों का उदगम विश्लेषण

रेत के पत्थरों में कई प्रकार के उपयोगी खनिज सामान्य हानिकारक अनाज के रूप में पाए जाते हैं, और यदि स्तर को बहुत गहराई से दफन नहीं किया गया है, तो ये खनिज अनाज स्रोत चट्टान के बारे में जानकारी बनाए रखते हैं। इन खनिजों का विखंडन ट्रैक विश्लेषण स्रोत चट्टानों के ऊष्मीय विकास के बारे में जानकारी प्रदान करता है और इसलिए तलछट को बहाने वाले पर्वतीय क्षेत्रों के उद्भव और विकास को समझने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। डिटरिटल विश्लेषण की यह तकनीक आमतौर पर जिक्रोन पर लागू होती है क्योंकि यह तलछटी प्रणाली में बहुत आम और मजबूत है, और इसके अलावा इसमें अपेक्षाकृत उच्च एनीलिंग तापमान होता है जिससे कि कई तलछटी बेसिनों में क्रिस्टल बाद में हीटिंग से रीसेट नहीं होते हैं।

डेट्राइटल जिरकोन का विखंडन-ट्रैक डेटिंग व्यापक रूप से लागू विश्लेषणात्मक उपकरण है जिसका उपयोग स्रोत इलाकों के विवर्तनिक विकास को समझने के लिए किया जाता है जिसने आसन्न बेसिन स्तर में लंबा और निरंतर कटाव संबंधी रिकॉर्ड छोड़ा है। आरंभिक अध्ययनों ने समीपस्थ ओरोजेनिक बेल्ट (पर्वत श्रृंखला) में चट्टानों के क्षरण के समय और दर का दस्तावेजीकरण करने के लिए स्ट्रैटिग्राफिक अनुक्रमों से डिट्रिटल जिरकोन में शीतलन युगों का उपयोग करने पर ध्यान केंद्रित किया। हाल के कई अध्ययनों ने व्यक्तिगत क्रिस्टल के विशिष्ट इतिहास का दस्तावेजीकरण करने के लिए एकल क्रिस्टल पर U/Pb और/या हीलियम डेटिंग (U+Th/He) को संयोजित किया है। यह डबल-डेटिंग दृष्टिकोण अत्यंत शक्तिशाली उद्गम उपकरण है क्योंकि लगभग पूर्ण क्रिस्टल इतिहास प्राप्त किया जा सकता है, और इसलिए शोधकर्ता सापेक्ष निश्चितता के साथ विशिष्ट भूगर्भिक इतिहास वाले विशिष्ट स्रोत क्षेत्रों को इंगित कर सकते हैं। डिटरिटल जिरकोन पर विखंडन-ट्रैक की उम्र 1 Ma से लेकर 2000 Ma तक हो सकती है।

यह भी देखें

• थर्मोक्रोनोलॉजी

अग्रिम पठन

• Naeser, C. W., Fission-Track Dating and Geologic Annealing of Fission Tracks, in: Jäger, E. and J. C. Hunziker, Lectures in Isotope Geology, Springer-Verlag, 1979, ISBN 3-540-09158-0
• U. S. G. S., Fission Tracks: Technique, https://web.archive.org/web/20161208062155/http://geology.cr.usgs.gov/capabilities/gronemtrac/geochron/fission/tech.html Retrieved 27 October 2005.
• Garver, J.I., 2008, Fission-track dating. In Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments, V. Gornitz, (Ed.), Encyclopedia of Earth Science Series, Kluwer Academic Press, p. 247-249.
• Wagner, G. A., and Van den Haute, P., 1992, Fission-Track Dating; Kluwer Academic Publishers, 285 pp.
• Enkelmann, E., Garver, J.I., and Pavlis, T.L., 2008, Rapid exhumation of ice-covered rocks of the Chugach-St. Elias Orogen, Southeast Alaska. Geology, v. 36, n.12, p. 915-918.
• Garver, J.I. and Montario, M.J., 2008. Detrital fission-track ages from the Upper Cambrian Potsdam Formation, New York: implications for the low-temperature thermal history of the Grenville terrane. In: Garver, J.I., and Montario, M.J. (eds.) Proceedings from the 11th International Conference on thermochronometry, Anchorage Alaska, Sept. 2008, p. 87-89.
• Bernet, M., and Garver, J.I., 2005, Chapter 8: Fission-track analysis of Detrital zircon, In P.W. Reiners, and T. A. Ehlers, (eds.), Low-Temperature thermochronology: Techniques, Interpretations, and Applications, Reviews in Mineralogy and Geochemistry Series, v. 58, p. 205-237.