Археология. В начале

ПРАКТИКА АРХЕОЛОГИИ

ПРИНЦИПЫ КАЛИЙ-АРГОНОВОГО ДАТИРОВАНИЯ

Калий является одним из самых распространенных элементов земной коры и имеется почти в каждом минерале. В своем естественном виде калий содержит небольшое количество радиоактивных атомов калия-40. Из каждых 100 распавшихся атомов калия-40 11 превращаются в аргон-40, инертный газ, который при формировании лавы и вулканических пород легко улетучивается из материала благодаря диффузии. По мере кристаллизации вулканических пород содержание аргона-40 падает практически до нуля. Но распад калия-40 будет продолжаться, и период полураспада равняется 1,3 миллиарда лет. С помощью спектрометра можно измерить концентрацию аргона-40, который аккумулировался после образования породы. Так как многие археологические памятники были заселены в тот период, когда имела место значительная вулканическая деятельность, особенно в Восточной Африке, то эти памятники можно датировать, если связать лаву с поселениями человека.

Калий-аргоновые даты были получены по многим вулканическим минералам, из которых самыми стойкими к диффузии аргона являются биотит, мусковит и санидин. Для исключения возможности загрязнения из-за рекристаллизации и других процессов образец породы необходимо подвергнуть микроскопическому исследованию. Образцы дробят для повышения концентрации, обрабатывают фтористоводородной кислотой для удаления атмосферного аргона. Затем из образца удаляются другие газы, газ аргон изолируется и подвергается масс-спектрографическому анализу. Далее, используя содержание аргона-40 и калия-40 и стандартную формулу, подсчитывается возраст образца. Полученная в результате дата имеет большое стандартное отклонение, для раннеплейстоценовых памятников оно составляет порядка четверти миллиона лет.

В последние годы альтернативой стал метод компьютерного аргонового лазерного термоядерного синтеза (computerized argon laser fusion). Посредством наведения лазерного пучка на отдельно взятое облученное зернышко вулканической лавы (полевого шпата) специалист по калий-аргоновой датировке может датировать слой ложа озера или даже небольшую россыпь инструментов или костей животных, оставшихся после гоминида. Зернышко раскаляется добела и испускает газ, который очищают, а затем заряжают электронным пучком. Мощный магнит разгоняет заряженный газ и «бросает» его на устройство, подсчитывающее атомы аргона в нем. Измеряя относительные количества двух изотопов элемента, ученые могут определить время, прошедшее с момента охлаждения лавы и образования кристаллов.