Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
б8Ре + 1Н -»- звС1 + 3Н + 8Не + 2*Не + 31Н + 4п.
После падения метеорит эффективно защищен от такой бомбардировки атмосферой Земли. Следовательно, измерение содержания и пропорций, обусловленных расщеплением («космо-генных») нуклидов и их дочерних продуктов, позволяет определить время падения.
1.5.2. Возраст космической экспозиции. Глубина проникновения космических лучей в вещество метеорита равна примерно 1 м. Таким образом, внутренние части родительского тела защищены от расщепления до тех пор, пока это тело не разрушится. Как было указано в разд. 1.5.1, возраст отторжения от родительского тела можно определить путем изучения стабильных и нестабильных космогенных изотопов в метеоритах, однако это требует допущения постоянства потока космических лучей во времени. Метеориты, которые отторглись от поверхности родительского тела, будут иметь аномальные значения времени отторжения. Имеются и другие неопределенности в интерпретации данных; тем не менее результаты указывают на отчетливую разницу в возрастах космической экспозиции между железными и каменными метеоритами. Для первых они варьируют от менее 200 до 1500 млн. лет, в то время как для вторых большинство значений лежит в пределах от 0 до 20 млн. лет. Это различие и тот факт, что экспозиционные возрасты метеоритов в некоторых группах близки (например, значения возрастов Н-хондри-тов группируются около 4 млн. лет), отражают разновременность главных этапов отторжения разных типов метеоритов в области их зарождения. Поскольку количество образовавшихся космогенных нуклидов уменьшается по направлению к внутренней части тела, по характеру распределения нуклидов (таких, как 3Не), внутри метеорита можно также примерно оценить его «доатмосферные» размеры.
1.5.3. Возраст удержания газа. При температурах выше 200— 300 °С некоторые газы, которые могли образоваться внутри ме
26 Часть I
теорита при распаде радиоактивных изотопов (например, образовании 40Аг из 40К), получают возможность диффундировать к поверхности и улетучиваться. Измерение концентрации таких дочерних изотопов может дать сведения о моменте прекращения потери изотопов газа. Если метеорит не испытывал нагрева после своего первого затвердевания, то его «возраст удержания газа» будет такой же, как и «возраст образования».
Возрасты удержания газа большого числа метеоритов, определенные по отношению 40К/40Аг, лежат в пределах 0,3— 4,6 млрд. лет. Такое различие в возрастах определяется термальным «метаморфизмом», который мог иметь место при ударном нагреве в разное время.
Использование новейшей техники определения возраста удержания привело к получению важной информации, которая поможет нам разобраться в процессах образования Солнечной системы и ее последующей истории. Этот метод основан на одновременном облучении потоком нейтронов кусочка метеорита и стандарта — породы с известным возрастом. Это вызывает такие ядерные реакции, при которых в метеорите некоторое количество 39К превращается в 39Аг:
звК_|_п зйДг + р.
После того как радиоактивность снизится, можно определить отношение 39Аг/40Аг, а поскольку оно непосредственно связано с отношением 40К/40Аг в метеорите, можно рассчитать возраст последнего. Однако можно получить более полную информацию, если вещество метеорита затем подвергнуть контрольному ступенчатому отжигу, в результате которого отношение 39Аг/40Аг в термически дегазируемом аргоне может быть различно для разных температур. В итоге это позволяет исследовать вариации отношения изотопа 40Аг к начальному 40К для данного метеорита. (Пример спектра фракционной дегазации показан на рис. 3.2).
Для некоторых метеоритов этот метод не показывает изменений в аргоновом отношении, и эти метеориты имеют наиболее древний возраст — около 4,5 млрд. лет. Это означает, что такие тела имели сравнительно простую и ненарушенную историю с момента формирования и остыли вскоре после образования Солнечной системы. Для других метеоритов обнаружены небольшие вариации возрастов, при этом они много меньше 4,5 млрд. лет, что свидетельствует о событиях ударного метаморфизма. Еще одна группа метеоритов обнаруживает сложные вариации аргонового отношения и поэтому различия в «возрасте». Такая ситуация может быть результатом неполной дегазации аргона во время термальных событий в истории метеорита или же следствием других, пока еще не понятых причин.
1. Метеориты 27
До сих пор этот метод применялся в основном для хондри-тов. Тем не менее для наклита возраст удержания газа оказался низким—1,3 млрд. лет, а спектр выделения аргона — простым.
1.5.4. Возраст образования. Измерение соотношений дочернего и родительского изотопов также позволяет рассчитать возраст метеорита при условии, что ни один из дочерних изотопов не был потерян (что может случиться, если дочерний изотоп является газом; см. выше). Принципы этого метода подробно обсуждаются в гл. 9 этой книги, здесь же будут рассмотрены только результаты применения метода для исследования метеоритов. Определяемый «возраст» составляет время, прошедшее с момента прекращения процессов химического фракционирования соответствующих изотопов в различных фазах остывающего метеорита.
