Waktu paruh dan penanggalan radioaktif

Grand Canyon, digambarkan di bawah, diukir oleh air yang mengalir dari Sungai Colorado selama jutaan tahun. Batu yang terkena di bagian bawah ngarai yang berusia hampir 2 miliar tahun.
Advertisement

Batu termuda di dekat bagian atas yang berusia sekitar 230 juta tahun. Oleh karena itu, dari atas ke bawah, bebatuan memberikan catatan terus menerus lebih dari 1,5 miliar tahun sejarah geologi di wilayah ini.
Q: Bagaimana para ilmuwan dapat menentukan usia batuan di Grand Canyon?
A: usia didasarkan pada peluruhan bertahap, atau pecahan, isotop radioaktif.

Apa itu penanggalan radioaktif?

Isotop radioaktif, atau radioisotop, dapat digunakan untuk memperkirakan usia tidak hanya dari batu, tetapi juga fosil dan artefak yang dibuat sejak lama oleh manusia. Bahkan usia bumi telah diperkirakan atas dasar radioisotop. Metode umum yang digunakan untuk memperkiranan umur suatu bahan disebut penaggalan radioaktif atau radiometrik. Untuk memahami bagaimana cara kerja penanggalan radioaktif, Anda perlu memahami radioisotop dan peluruhan radioaktif.

Radioisotop dan peluruhan Radioaktif

Sebuah radioisotop memiliki atom dengan inti yang tidak stabil. Inti tidak stabil secara alami meluruh, atau rusak. Mereka kehilangan energi dan partikel dan menjadi lebih stabil. Saat inti mengalami perluruhan, mereka mendapatkan atau kehilangan proton, sehingga atom menjadi unsur yang berbeda. Hal ini diilustrasikan pada Gambar di bawah. Inti Asli yang tidak stabil disebut inti induk. Setelah kehilangan sebuah partikel (dalam hal ini jenis partikel yang disebut partikel alpha), membentuk inti anak, dengan jumlah proton yang berbeda.

Advertisement

Inti dari radioisotop yang diberikan meluruh dengan laju yang konstan yang tidak terpengaruh oleh suhu, tekanan, atau kondisi lain di luar inti. Tingkat peluruhan disebut paruh. Waktu paruh adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari jumlah asli radioisotop untuk meluruh sampai menjadi unsur lain.

peluruhan inti

Q: Bagaimana dengan waktu paruh radioisotop yang digunakan untuk penanggalan batu?

A: Setelah bentuk batu, inti dari radioisotop dalam batu mulai meluruh. Saat mereka meluruh, jumlah yang asli, atau induk, mengalami penurunan isotop, sedangkan jumlah produk peluruhan stabil, atau isotop anak akan meningkat. Dengan mengukur jumlah relatif antara induk dan anak isotop dan mengetahui tingkat peluruhan, ilmuwan dapat menentukan berapa lama isotop induk telah meluruh. Ini memberikan perkiraan usia batu.

Isotop yang berbeda, berbeda waktu paruh

Radioisotop yang berbeda mengalami peluruhan pada tingkat yang berbeda. Anda dapat melihat beberapa contoh dalam Tabel di bawah ini. Radioisotop dengan waktu paruh yang panjang digunakan untuk penanggalan batuan yang lebih tua atau spesimen lain, dan mereka dengan lebih yang memiliki waktu paruh pendek digunakan untuk penanggalan yang lebih muda. Sebagai contoh, batuan tertua di bagian bawah Grand Canyon diukur menggunakan penanggalan kalium-40 di bebatuan. Karbon-14, sebaliknya, digunakan untuk penanggalan spesimen yang jauh lebih muda dari batuan di Grand Canyon. Anda dapat membaca lebih banyak karbon-14 di bawah ini.

Isotop induk Isotop anak Waktu paruh
potassium-40 argon-40 1,3 miliar tahun
uranium-235 Pb-270 700 juta tahun
uranium-234 thorium-230 80,000 tahun
karbon-14 nitrogen-14 5,700 tahun

Fokus pada penanggalan Karbon-14

Salah satu jenis yang paling akrab penanggalan radioaktif adalah karbon-14. Karbon-14 terbentuk secara alami di atmosfer bumi ketika sinar kosmis menumbuk atom nitrogen-14. Makhluk hidup mengambil dan menggunakan karbon-14, seperti yang mereka lakukan terhadap karbon-12. Karbon-14 dalam makhluk hidup secara bertahap meluruh menjadi nitrogen-14. Namun, karena meluruh, itu terus diganti karena makhluk hidup terus mengambil karbon-14. Akibatnya, ada rasio konstan karbon-14 dengan karbon-12 dalam organisme selama mereka masih hidup. Hal ini digambarkan di bagian atas Gambar di bawah ini.karbon-14 dan makhluk hidup

Setelah organisme mati, karbon-14 mereka terus meluruh, tetapi tidak lagi diganti (lihat bagian bawah Gambar di bawah). Oleh karena itu, karbon-14 dalam organisme mati terus menurun pada tingkat laju yang tetap sama dengan waktu paruh karbon-14. Setengah dari karbon-14 yang tersisa meluruh setiap 5.700 tahun. Jika Anda mengukur berapa banyak karbon-14 yang tersisa dalam fosil, Anda dapat menentukan berapa banyak paruh (dan berapa tahun) telah berlalu sejak organisme mati. Karbon-14 digambarkan dalam video di URL ini: http://www.youtube.com/watch?v=udkQwW6aLik.

Q: Mengapa bukan karbon-14 yang digunakan untuk penanggalan spesimen lebih tua dari 60.000 tahun?

A: Karbon-14 memiliki paruh 5700 tahun. Setelah sekitar 60.000 tahun, terlalu sedikit karbon-14 yang tersisa pada spesimen yang akan diukur.

Ringkasan

Usia batu atau spesimen lain dapat diperkirakan dari jumlah sisa dari radioisotop yang terkandung dan diketahui tingkan kerusakan radioisotop ini, atau waktu paruh. Metode penanggalan spesimen ini disebut penaggalan radioaktif. Radioisotop dengan waktu paruh panjang digunakan untuk penaggalan spesimen yang lebih tua, dan mereka dengan waktu paruh lebih pendek digunakan untuk penaggalan yang lebih muda. Karbon-14 digunakan untuk penaggalan spesimen muda sekitar 60.000 tahun. Hal ini umumnya digunakan untuk penaggalan fosil makhluk hidup dan artefak manusia.

Advertisement

Facebook Twitter

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *