Люси

По нескольким причинам, ответил Аронсон, две из которых имеют решающее значение. Во-первых, в ископаемых костях так мало калия-40, что точные измерения были бы невозможны. Во-вторых, кости выделяли аргон в течение одного или двух миллионов лет. Поэтому нет смысла пытаться измерить то, что осталось. Для получения точной датировки нужно использовать образцы, которые не дают утечки аргона. В этом-то и состоит величайшее достоинство вулканических материалов: они практически не выделяют газа — он прочно «заперт» внутри небольших кристаллов.

Во время извержения, объяснял Аронсон, материал выбрасывается в воздух под огромным давлением и при очень высокой температуре. Он начинает остывать, как только попадает в атмосферу, и сплавляется в стекловидную массу или же образует небольшие кристаллы. Это происходит очень быстро, за несколько часов. Поэтому формирование кристаллов можно рассматривать как одномоментное событие. Они появляются на свет абсолютно чистыми, без примеси аргона, образовавшегося раньше. А так как в дальнейшем они будут сохранять в себе весь аргон, образующийся в них при распаде калия-40, ясно, почему в принципе так легко определить их возраст.

— Я просто выпариваю аргон и измеряю его количество, — продолжал Аронсон. — Зная количество калия в начале эксперимента и скорость распада, я могу вычислить возраст образцов с помощью простой арифметики.

В действительности дело обстоит несколько сложнее. На поверхности самих образцов всегда адсорбируется небольшое количество воздуха, и как бы хороши ни были насосы, его никогда не удается полностью удалить. Эту атмосферную примесь тоже надо измерить и учесть. Для этих целей используют одну особенность аргона. Подобно калию, аргон представлен различными изотопами. Изотоп, в который превращается калий-40, — это аргон-40. Именно он преобладает в атмосфере. Однако в воздухе содержится также более редкий вариант — аргон-36. Его нет в вулканических породах, и поэтому любое его количество, обнаруженное масс-спектрометром, принадлежит остаточному воздуху, который не смогли удалить вакуумные насосы. Поскольку аргон-40 и аргон-36 содержатся в атмосфере в неизменной пропорции — 295,5 атомов первого на один атом второго, Аронсон просто измеряет количество аргона-36 в образце, умножает эту величину на 295,5, а затем вычитает ее из итогового результата. Оставшаяся цифра и представляет собой количество аргона-40, образовавшегося при радиоактивном распаде внутри кристалла.

— И количество это так мало, — добавил Аронсон, — что его едва можно измерить.

— А почему?

— Да потому, что сами породы слишком молоды. Я говорил вам, что мы имеем дело с материалом, которому всего два или три миллиона лет. Этого времени просто недостаточно для образования приличного количества аргона.

— Сколько же аргона содержится в образцах вулканических пород, которым три миллиона лет?

— Очень немного. Всего лишь несколько триллионов атомов.

— Это, по-вашему, немного?

— Но ведь атомы ужасно малы, — ответил Аронсон.

Помимо специфических трудностей, связанных с анализом не очень древних пород, Аронсону досаждала еще одна проблема-получение достаточно чистых образцов.

— Они должны быть чистыми, без посторонних примесей и, кроме того, целыми, а не разрушенными, чтобы исключить утечку части аргона. Этим-то и грешили образцы базальта, присланные вами из Хадара. По их внешнему виду я заподозрил, что они подверглись эрозии и утратили какое-то количество аргона. Мне трудно было судить, сколько именно; и все же я решил использовать их, хотя воздух, адсорбированный на их поверхности, создавал дополнительные трудности.

Мне хотелось испробовать и присланную вами партию образцов вулканического пепла, — продолжал Аронсон, — но я сразу увидел, что они слишком сильно изменены, чтобы быть полезными. Обычно я предпочитаю работать с пеплом. Он, как правило, содержит кристаллы полевого шпата или слюды, богатые калием. Когда имеешь дело с такими молодыми образованиями, приходится работать буквально на грани возможностей измерительных приборов. Поэтому лучше брать для анализа материалы с относительно высоким содержанием калия. Если вы этого не сделаете, то получите так мало аргона, что все равно не сможете его измерить, тем более при большой примеси атмосферного воздуха.

— А разве всякий вулканический пепел содержит калий? — спросил я.