Naukowcy z ILE LAT MA ZIARNO CYRKONU

SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion MicroProbe http://wwwrses.anu.edu.au/gig/Probe/Ion_Probe_website.html to skonstruowana przez grupę australijskich uczonych pod kierunkiem W. Compstona i S. Clementa z ANU mikrosonda jonowa o wysokiej rozdzielczości.

Sonda pozwala określić nie tylko wiek, ale też geologiczną przeszłość ziaren cyrkonu w starych skałach krystalicznych.

Jak mówi doc. Janina Wiszniewska z PIG, najstarsze okresy historii Ziemi (sprzed więcej niż 610 mln lat) nie pozostawiły żadnych skamieniałości żywych organizmów, na podstawie których można by wnioskować o wieku skał.

\"Skały krystaliczne - magmowe i metamorficzne - zawierają jednakże pewne minerały, przede wszystkim cyrkony, ale także baddeleit, monacyt, tytan i rutyl, w których ukryty jest +kod genetyczny+ tych skał\" - wyjaśnia doc. Wiszniewska.

TRWAŁE MINERAŁY

Minerały te charakteryzują się dużą odpornością fizyczną i chemiczną, dzięki czemu były w stanie przetrwać procesy silnych i długotrwałych przeobrażeń chemicznych skał w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury.

Zawarte w minerałach izotopy uranu i toru rozpadają się na izotopy ołowiu w bardzo długim okresie czasu.

\"Proporcje izotopowe 206Pb/238U (ołów/uran), 207Pb/235U i 208Pb/232Th (ołów/tor) pozwalają na określenie wieku minerału, a pośrednio także wieku skały z dużą precyzją i dokładnością\" - zwraca uwagę doc. Wiszniewska.

Te konwencjonalne metody określania wieku skał - oparte na jednoczesnym pomiarze stosunków izotopowych w wielu ziarnach cyrkonu - uznane za wystarczająco dokładne stosowane są w wielu laboratoriach geochronologicznych na świecie do datowania skał magmowych i metamorficznych.

KU WIĘKSZEJ PRECYZJI POMIARU

Problemy pojawiają się przy datowaniu cyrkonów, które przechodziły skomplikowaną i burzliwą ewolucję geologiczną.

Zawierają one wiele inkluzji, oczek, stref przyrostu oraz pęknięć.

\"Aby móc dokładnie oznaczyć jądro ziarna cyrkonu, jego najstarszy fragment oraz wiek poszczególnych stref przyrostu, należało skonstruować przyrząd o bardzo wysokiej czułości i wysokiej rozdzielczości mas do pomiarów składów izotopowych\" - opowiada doc. Wiszniewska.

Takim przyrządem, w jej ocenie, jest SHRIMP.

CO MOŻE DAĆ WIĄZKA JONÓW

Działanie sondy jest następujące: na wybrany fragment ziarna cyrkonu kierowana jest wiązka jonów O2 - o wysokiej energii.

Jony te uderzając w badane miejsce minerału powodują niewielką erozję na jego powierzchni i wtórną jonizację odbitych atomów i cząsteczek.

Wtórne cząsteczki i atomy przechodzą przez sektor elektrostatyczny, specjalny układ soczewek i sektor magnetyczny do spektrometru mas, gdzie są zliczane zgodnie z częstotliwością ich występowania.

W ten sposób można precyzyjnie określać etapy tworzenia się różnych fragmentów cyrkonów, a w konsekwencji odtworzyć kolejne zdarzenia w ewolucji ich skał macierzystych.

***

Obecnie pracuje na świecie 11 australijskich przyrządów SHRIMP - pięć w Australii, dwa w Japonii i po jednym w Chinach, Kanadzie, Rosji i Stanach Zjednoczonych.

* Nauka w Polsce - Andrzej Markert *

6 sierpnia 2004