古生物学家玛丽·史怀哲在雷克斯霸王龙化石她的发现提出了一个显而易见的问题——这些组织是如何存活这么久的?这块骨头有6800万年的历史,关于石化的传统观点是,所有的软组织,从血来大脑,分解。只有像骨头和牙齿这样坚硬的部分才能成为化石。但对一些人来说,这一发现提出了另一个问题。科学家们怎么知道这些骨头真的有6800万年的历史?
今天关于化石时代的知识主要来自于同位素年龄测定,也被称为放射性年代测定法。放射性定年法依赖于同位素.这些化学元素,像碳或铀,除了一个关键特征——数量,都是相同的中子在他们的核心。
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原子的质子数和中子数可能相等。然而,如果中子太多或太少,原子就不稳定,它会散落粒子,直到原子核达到稳定状态。将核心视为积木的金字塔。如果您尝试向棱锥体的侧面添加额外的块,它们可能会停留一段时间,但最终会脱落。同样的道理,如果你从金字塔的一个侧面拿走一个块,使其余的不稳定。最终,一些区块会脱落,留下更小、更稳定的结构。
其结果就像一个放射性时钟,随着不稳定的同位素衰变为稳定的同位素而滴答作响。你无法预测一个特定的不稳定原子,或者父,将衰变为稳定的原子,或女儿. 但是你可以预测一大群原子衰变需要多长时间。元素的半衰期是样本中一半母原子变成子原子所需的时间。
为了读取这个放射性时钟的时间,科学家们使用了一种叫做质谱计测量父原子和子原子的数量比从父母到女儿的年龄可以告诉研究者样本的年龄。父母同位素越多,女儿同位素越少,样本就越年轻。被测同位素的半衰期决定了它在测定非常古老样本的年代方面有多有用。一旦所有父母都成为女儿,就没有更多的比较依据了n介于两种同位素之间。科学家们无法判断时钟是在几天前还是在几百万年前运行。这意味着半衰期短的同位素无法确定恐龙骨骼的年代。
在确定恐龙骨骼的年代时,短暂的半衰期只是问题的一部分——研究人员还必须找到足够的父原子和子原子来测量。继续往下读,看看如何确定化石的年代,以及火山灰与之有什么关系。
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