आर्गन-आर्गन डेटिंग

आर्गन-आर्गन (या⁴⁰Ar/³⁹Ar) डेटिंग एक रेडियोमेट्रिक डेटिंग विधि है जिसका आविष्कार स्पष्टतः में पोटेशियम–आर्गन (K/Ar) डेटिंग को प्रतिस्थापित करने के लिए किया गया है। पुरानी विधि में भिन्न-भिन्न पोटैशियम और आर्गन माप के लिए नमूनों को दो भागों में विभाजित करने की आवश्यकता होती है, जबकि नवीन विधि में केवल एक चट्टान के टुकड़े या खनिज अनाज की आवश्यकता होती है और आर्गन आइसोटोप के एकल माप का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार से ⁴⁰Ar/³⁹Ar डेटिंग पोटेशियम के स्थिर रूप (³⁹K) को रेडियोधर्मी ³⁹Ar में परिवर्तित करने के लिए परमाणु रिएक्टर से न्यूट्रॉन विकिरण पर निर्भर करती है। जब तक ज्ञात आयु के मानक को अज्ञात नमूनों के साथ सह-विकिरणित किया जाता है, तब तक ⁴⁰K/⁴⁰Ar* अनुपात की गणना करने के लिए आर्गन आइसोटोप के एकल माप का उपयोग करना संभव है, और इस प्रकार अज्ञात नमूने की आयु की गणना करना संभव है। इस प्रकार से ⁴⁰Ar* रेडियोजेनिक ⁴⁰Ar को संदर्भित करता है अथार्त ⁴⁰K ⁴⁰Ar* के रेडियम-धर्मी क्षय से उत्पन्न 40Ar में सतह पर सोख लिया गया या प्रसार के माध्यम से विरासत में मिला वायुमंडलीय आर्गन सम्मिलित नहीं है और इसकी गणना मूल्य ³⁶Ar को मापने से प्राप्त होता है (जिसे वायुमंडलीय उत्पत्ति माना जाता है) ) और यह मानते हुए कि वायुमंडलीय गैसों में ⁴⁰Ar ³⁶Ar के स्थिर अनुपात में पाया जाता है।

विधि

इस प्रकार से नमूने को सामान्यतः कुचल दिया जाता है और किसी खनिज के एकल क्रिस्टल या चट्टान के टुकड़े को विश्लेषण के लिए हाथ से चुना जाता है। फिर इन्हें (n-p) प्रतिक्रिया ³⁹K(n,p)³⁹Ar के माध्यम से ³⁹K से ³⁹Ar उत्पन्न करने के लिए विकिरणित किया जाता है। फिर नमूने को लेजर या प्रतिरोध भट्ठी के माध्यम से उच्च-वैक्यूम मास स्पेक्ट्रोमीटर में विघटित किया जाता है। इस प्रकार से तापन करने से खनिज (या खनिज) की क्रिस्टल संरचना व्यर्थ हो जाती है, और, जैसे ही नमूना पिघलता है, फंसी हुई गैसें निकल जाती हैं। जिससे गैस में वायुमंडलीय गैसें सम्मिलित हो सकती हैं, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड, जल, नाइट्रोजन और आर्गन, और रेडियोजेनिक गैसें, जैसे आर्गन और हीलियम, जो की भूगर्भिक समय पर नियमित रेडियोधर्मी क्षय से उत्पन्न होती हैं। और नमूने की उम्र के साथ 40Ar* की प्रचुरता बढ़ती है, चूंकि वृद्धि की दर 40K के अर्ध जीवन के साथ तीव्रता से कम हो जाती है, जो कि 1.248 अरब वर्ष है।

आयु समीकरण

इस प्रकार से एक नमूने की आयु आयु समीकरण द्वारा दी गई है:

$t={\frac {1}{\lambda }}\ln(J\times R+1)$

जहां λ ⁴⁰K रेडियोधर्मी क्षय स्थिरांक है (लगभग 5.5 x 10⁻¹⁰वर्ष⁻¹, लगभग 1.25 अरब वर्षों के अर्ध जीवन के अनुरूप), J, J-कारक (विकिरण प्रक्रिया से जुड़ा पैरामीटर) है, और R, ⁴⁰Ar*/³⁹Ar अनुपात है। इस प्रकार से J कारक विकिरण प्रक्रिया के समय न्यूट्रॉन बमबारी के प्रवाह से संबंधित है; न्यूट्रॉन कणों का सघन प्रवाह कम सघन कण की तुलना में ³⁹K के अधिक परमाणुओं को ³⁹Ar में परिवर्तित कर देगा।

केवल सापेक्ष डेटिंग

⁴⁰Ar/³⁹Ar विधि केवल सापेक्ष तिथियों को मापती है। ⁴⁰Ar/³⁹Ar तकनीक द्वारा आयु की गणना करने के लिए, J पैरामीटर को एक मानक के लिए ज्ञात आयु के नमूने के साथ अज्ञात नमूने को विकिरणित करके निर्धारित किया जाना चाहिए। क्योंकि यह (प्राथमिक) मानक अंततः ⁴⁰Ar/³⁹Ar द्वारा निर्धारित नहीं किया जा सकता है, इसे पहले किसी अन्य डेटिंग पद्धति द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए। प्राथमिक मानक की तिथि निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि पोटेशियम-आर्गन डेटिंग पारंपरिक K/Ar तकनीक है। प्रयुक्त मानक को अंशांकित करने का वैकल्पिक विधि खगोलीय ट्यूनिंग (कक्षीय ट्यूनिंग के रूप में भी जाना जाता है) है, जो थोड़ा अलग उम्र में आता है।

अनुप्रयोग

इस प्रकार से ⁴⁰Ar/³⁹Ar भू-कालक्रम का प्राथमिक उपयोग कायापलट और आग्नेय खनिजों का काल निर्धारण करना है। जो कि ⁴⁰Ar/³⁹Ar द्वारा ग्रेनाइट की प्रवेश की आयु प्रदान करने की संभावना नहीं है क्योंकि आयु सामान्यतः उस समय को दर्शाती है जब एक खनिज अपने समापन तापमान के माध्यम से ठंडा हो गया था। चूंकि, एक रूपांतरित चट्टान में जो अपने बंद होने के तापमान से अधिक नहीं हुई है, खनिज के क्रिस्टलीकरण की आयु संभावित है। ⁴⁰Ar/³⁹Ar विधि से दोष प्रणालियों पर गति की डेटिंग भी संभव है। विभिन्न खनिजों का समापन तापमान भिन्न-भिन्न होता है; बायोटाइट ~300°C है, मस्कोवाइट लगभग 400°C है और हानब्लैन्ड का समापन तापमान ~550°C है। इस प्रकार, तीनों खनिजों से युक्त ग्रेनाइट विस्थापन की तीन भिन्न-भिन्न "आयु" रिकॉर्ड करेगा क्योंकि यह इन समापन तापमानों के माध्यम से ठंडा हो जाता है। इस प्रकार, चूंकि क्रिस्टलीकरण की उम्र उपयुक्त नहीं की गई है, फिर भी जानकारी चट्टान के थर्मल इतिहास के निर्माण में उपयोगी है।

डेटिंग खनिज किसी चट्टान की उम्र की जानकारी प्रदान कर सकते हैं, किन्तु धारणाएँ अवश्य बनाई जानी चाहिए। खनिज सामान्यतः केवल अंतिम बार रिकॉर्ड करते हैं जब वे समापन तापमान से नीचे ठंडा हो गए थे, और यह उन सभी घटनाओं का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है जो चट्टान से गुज़री हैं, और प्रवेश की उम्र से मेल नहीं खा सकती हैं। इस प्रकार, आयु डेटिंग का विवेक और व्याख्या आवश्यक है। ⁴⁰Ar/³⁹अर भू-कालानुक्रम मानती है कि समापन तापमान के बाद ठंडा होने के पश्चात एक चट्टान अपने सभी ⁴⁰Ar को विद्यमान रखती है और विश्लेषण के समय इसका उचित रूप से नमूना लिया गया था।

इस प्रकार से यह तकनीक K-Ar डेटिंग में सम्मिलित त्रुटियों की जाँच करने की अनुमति देती है। आर्गन-आर्गन डेटिंग का लाभ यह है कि इसमें पोटेशियम के निर्धारण की आवश्यकता नहीं होती है। विश्लेषण के आधुनिक विधियां क्रिस्टल के भिन्न-भिन्न क्षेत्रों की जांच करने की अनुमति देते हैं। यह विधि महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विभिन्न घटनाओं के समय क्रिस्टल बनने और ठंडा होने की पहचान करने की अनुमति देती है।

पुनःअंशांकन

इस प्रकार से आर्गन-आर्गन डेटिंग के साथ एक समस्या डेटिंग के अन्य विधियो के साथ थोड़ी सी विसंगति रही है। और कुइपर एट अल द्वारा किए गए कार्य से पता चलता है कि 0.65% सुधार की आवश्यकता है। इस प्रकार क्रेटेशियस-पेलियोजीन विलुप्त होने की घटना (जब डायनासोर समाप्त हो गए) - पहले 65.0 या 65.5 मिलियन वर्ष पूर्व - अधिक स्पष्ट रूप से 66.0-66.1 Ma को दिनांकित किया गया है।

यह भी देखें

• ग्रेनविले टर्नर, तकनीक के आविष्कारक
• बर्कले जियोक्रोनोलॉजी सेंटर

बाहरी संबंध

• WiscAr Geochronology Laboratory, University of Wisconsin-Madison
• UC Berkeley press release: "Precise dating of the destruction of Pompeii proves argon-argon method can reliably date rocks as young as 2,000 years"
• New Mexico Geochronology Research Laboratory
• Argon Isotope Facility of the Scottish Universities Environmental Research Council
• Open University Ar/Ar and Noble Gas Laboratory
• Argon Laboratory / Australian National University