Ce este timpul de înjumătățire?

Poate cea mai utilizată dovadă pentru teoria evoluției prin selecția naturală este înregistrarea fosilelor. Înregistrarea fosilelor poate fi incompletă și nu poate fi completată niciodată, dar există încă multe indicii despre evoluție și cum se întâmplă în registrul fosilelor.

O modalitate care îi ajută pe oamenii de știință să plaseze fosilele în era corectă pe scala de timp geologică este folosirea datărilor radiometrice. Numită și datare absolută, oamenii de știință folosesc descompunerea elementelor radioactive din fosile sau din rocile din jurul fosilelor pentru a determina vârsta organismului care a fost păstrat. Această tehnică se bazează pe proprietatea timpului de înjumătățire.

Ce este timpul de înjumătățire?

Timpul de înjumătățire este definit ca timpul necesar pentru jumătate dintr-un element radioactiv să se descompună într-un izotop fiic. Pe măsură ce izotopii radioactivi ai elementelor se descompun, își pierd radioactivitatea și devin un element complet nou cunoscut sub numele de izotop fiică. Măsurând raportul dintre cantitatea elementului radioactiv inițial și izotopul fiic, oamenii de știință pot determina câte semivizi ale elementului a trecut și de acolo își pot da seama de vârsta absolută a eșantionului.

Timpurile de înjumătățire ale mai multor izotopi radioactivi sunt cunoscute și sunt folosite adesea pentru a da seama de vârsta fosilelor nou găsite. Diferiți izotopi au înjumătățiri diferite și, uneori, mai mult de un izotop prezent poate fi folosit pentru a obține o vârstă și mai specifică a unei fosile. Mai jos este prezentat un grafic al izotopilor radiometrici folosiți în mod obișnuit, a timpului lor de înjumătățire și a izotopilor fiici în care se descompun.

Exemplu de utilizare a timpului de înjumătățire

Să zicem că ai găsit o fosilă despre care crezi că este un schelet uman. Cel mai bun element radioactiv utilizat până la data de fosile umane este Carbon-14. Există mai multe motive pentru care, dar principalele motive sunt că Carbon-14 este un izotop care apare în mod natural în toate formele de viață, iar timpul de înjumătățire a acestuia este de aproximativ 5730 de ani, așa că suntem capabili să îl utilizăm până în prezent forme mai „recente” de viață în raport cu scara de timp geologică.

Ar trebui să aveți acces la instrumente științifice în acest moment care ar putea măsura cantitatea de radioactivitate din eșantion, deci în laboratorul pe care îl mergem! După ce pregătiți eșantionul și îl introduceți în mașină, citirea dvs. spune că aveți aproximativ 75% azot-14 și 25% carbon-14. Acum este timpul să folosim abilitățile respective de matematică.

La o perioadă de înjumătățire, aveți aproximativ 50% Carbon-14 și 50% Azot-14. Cu alte cuvinte, jumătate (50%) din Carbon-14 cu care ai început a scăzut în izotopul fiicei Nitrogen-14. Cu toate acestea, citirea din instrumentul dvs. de măsurare a radioactivității spune că aveți doar 25% carbon-14 și 75% azot-14, deci fosila dvs. a trecut prin mai mult de o jumătate de viață.

După două jumătăți de viață, o altă jumătate din restul de carbon-14 ar fi descompus în azot-14. Jumătate din 50% este 25%, deci ai avea 25% Carbon-14 și 75% Azot-14. Acest lucru a spus textul dvs., astfel încât fosilul dvs. a trecut două jumătăți de viață.

Acum, când știi câte zile de înjumătățire au trecut pentru fosila ta, trebuie să-ți înmulțești numărul de jumătăți de viață cu câți ani sunt într-o jumătate de viață. Acest lucru vă oferă o vârstă de 2 x 5730 = 11.460 ani. Fosila ta este a unui organism (poate uman) care a murit în urmă cu 11.460 de ani.

Izotopi radioactivi utilizați în mod obișnuit

Izotopul părintesc	Jumătate de viață	Fiica izotopului
Carbon-14	5730 ani.	Azot-14
Potasiu-40	1,26 miliarde de ani.	Argon-40
Toriu-230	75.000 de ani.	Radiu-226
Uraniu-235	700.000 de milioane de ani.	Plumb-207
Uraniu-238	4,5 miliarde de ani.	Lead-206