تحقیق کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش اماده پرینت )

تعداد : 10 صفحه

---

 قسمتی متن : 

مقدمه

هر گاه خودم احساس پیری زود رس نا بهنگام می‌کنم، سنگی که گوشه میز کارم قرار دارد،  نیم‌نگاهی می‌اندازم. سنگ خاکستری تیره، بخشی توده گرانیت مانند  "نایس- gneiss " است. من سواحل رودخانه " اکاستا- Acasta " مرزهای شمال غربی کانادا پیدا کرده ام. نظر اول مانند همه نایس است. تنها یک بقیه تفاوت دارد: قدیمی ‌ترین سنگی که کنون سطح زمین یافت شده است. سن به‌اندازه زیاد که حتی تصورش مشکل می‌نماید. زمان تولد سیاره ما، اتمهایی که سنگ تشکیل داده اند، پیوسته مانده اند، حتی زمانی که قاره جدا شدند ارایش جدید پیدا کردند. اگر  یکسال معادل 1 یارد(9144/0 متر) نخ بافته شده تصور کنید ، انگاه چنانچه 5/4 بار فاصله بین ماه- زمین نخ کشی کنید، طول نخ مصرفی، معادل سن سنگ اکاستا خواهد شد. 

چگونه ما اطلاعات به‌دست اوریم؟ طبیعت گواهی تولد صادر نمی‌کند، حتی سال تولد مانند سکه، موجوداتش مهر نمی‌نماید. دانشمندان اموخته اند سن استخوانها، سنگها، سیاره‌ها ستاره استفاده ساعتهایی که درون خودشان وجود دارد، مشخص کنند. زمان سنج ‌های طبیعی، انها قادرند نیروهایی که قاره‌ها شکل داده اند، حیات، تمدن انسانی حتی کهکشان‌ها درک کنند. دیگر تاریخ انسانی، قابل مقایسه تاریخ طبیعت نیست: اگر عمر جهان که 13 بیلیون سال است، معادل یک روز تابستانی فرض کنیم، انگاه 100000 سال گذشته _که انسان جدید پا عرصه گذاشته یعنی اغاز کشاورزی تاریخ مدون بشری_ تنها تابش کرم شبتابی درلحظه طلوع خورشید همانند است.

پاسخ دادن سوال: " چند سال... ؟" مدت‌‌ها ذهن بشر خود مشغول کرده است. مقاله برخی روش‌های تعیین سن اشنا شویم.

کربن رادیو اکتیو

*** دانشمندان حسب اینکه چه مقیاس زمانی لازم دارند، ساعتهای گوناگونی انتخاب نمایند. مثلا اندازه‌گیری زمانهای حدود 40000سال پیش، کربن 14 مناسب است. محققان اندازه گیری مقدار کربن رادیو اکتیو موجودی که قبلا زنده بوده، میتوانند زمان مرگ مشخص نمایند. عنوان مثال، باستان شناسان می‌دانند که یکی قدیمی‌ترین قسمت‌های " استون هنج- Stone Henge " انگلیس، ابراهه‌ای که سنگهای مشهور محاصره کرده است. ابراهه، بوسیله شاخ‌های گوزن حفر شده که بقایای انها کنار ابراهه یافت شده اند. اندازه گیری کربن 14 شاخ‌ها معلوم که حفاری 5000 سال پیش صورت گرفته است.

و اما کربن رادیو اکتیو کجا اید؟ همه اتمها _ چه کربن چه سایر عناصر_ شامل اجزا زیر اتمی هسته خود هستند: نوترون‌ها پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابری نوترون پروتون دارند. مثلا کربن  6 پروتون 6 نوترون دارد که کربن عدد اتمی 12 بوجود می‌اورند . وقتی همین اتم‌ها ، تعداد متفاوتی نوترون هسته خود داشته باشند،این اتمهای جدید، ایزوتوپ اتم اول نامیده می‌شوند.

کربن 12 یکی ایزوتوپ کربن است. ایزوتوپ دیگر کربن 14 باشد 8 نوترون هسته خود دارد. نوع کربن زمانی تشکیل شود ذرات فضایی  بشدت اتم نیتروزن موجود اتمسفر برخورد کنند.

   ایزوتوپ رادیواکتیو سرعت قابل پیش‌بینی پاشیده شوند. کربن 14 قاعده مستثنی نیست. اگر شما 1 پوند(453/0 کیلوگرم) کربن 14 یک شیشه قرار دهید، پس 5730 سال نصف نیتروژن 14 تبدیل شود. فیزیکدانان زمان را، زمان نیمه عمر نامند. گیاهان جانوران زنده، دی اکسید کربن هوا جذب کنند، شامل هر دو نوع کربن 12 14 است. اما محض مردنشان، کربن 14، شروع فروپاشی نیتروژن 14 نماید. مقایسه سطح کربن 14 نسبت کل مقدار کربن موجود جسم نظر، دانشمندان توانند محاسبه کنند چقدر زمان مرگ گیاه جانور گذشته است.

تابش نور تهییجی استفاده امینو اسیدها

 ***فسیل قدیمی تر 40000 سال ، میزان خیلی کمی کربن 14 دارند. بنابراین دانشمندان مجبور یافتن راههای دیگری تعیین سن انها شدند. زمین شناسی بنام "گیفورد میلر- Gifford Miller " دانشگاه کلرادو، حوالی دریاچه ویکتوریا _ استرالیای جنوبی، من نشان داد که چگونه دو روش جدید استفاده می‌کند محدودیت کربن 14 بین ببرد.

دریاچه ویکتوریا  به  قوس  بزرگی  از  تپه شنی  چسبیده   که طی دهها  هزار  سال  روی  هم  انباشته شده اند. میلر من همراه دسته‌ای پرندگان( کوکاتو- نوعی طوطی کاکلی)، ماسه‌های مواج بالا رفتیم. به‌تدریج که لایه دورتر عمیقتری تپه ماسه رسیدیم، توده پوسته‌های صدف سیاه خودنمایی می‌کرد.  احتمالا در  زمانهای   قدیم  توسط  بومیان  منطقه از  دریاچه  جمع اوری  شده  بودند.  هنوز سر نیزه بومیان کنار استخوان کانگورو شترمرغ شکار شده، چشم می‌خورد.در جستجوی اب طول زمان، عقب برگشتیم طرف یک ابراهه پایین امدیم.

میلر حالیکه لایه رسی اشاره می‌کرد گفت:" نظر من لایه منقرض شده هااست. دیرین شناسان ان، اسکلت‌ کیسه داران غول پیکر، کانگورو‌های 10 فوت بلندی شیرهای کیسه داررا پیدا کرده اند. " ( هر فوت معادل 48/30 سانتی متراست)

در علت انقراض موجودات بزرگ جثه هنوز استرالیا شک تردید وجود دارد. ایا انسانهاانها نابود کرده اند تغییرات اب هوایی؟ اولین قدم حل معما، گشودن رمز عمر فسیل است، اما میزان کربن 14 باقیمانده اسکلتها کافی نیست سن انها بدست اوریم. میلر من توضیح داد که چگونه ساعتهای دیگر استفاده کند. او حالیکه جسم کوچکی اندازه ناخنش بلند کرده بود، گفت:"بفرمایید! جنیورنیس- Genyornis" .  

 جنیورنیس پرنده غول پیکری بوده 400 پوند وزن که قادر پرواز نبوده است. انچه میلر دست داشت، تکه کوچکی پوست تخم پرنده رنگ شیری فرورفتگی کوچک سطح ان. او هزاران قطعه مشابه نقاط مختلف استرالیا جمع اوری کرده است. انها همه جا یافت شوند یکبار که فهمیدید دنبال چه گردید، راحتی می‌توانید انها ماسه جدا کنید. او گوید:" خیلی جالبه، کی فکرش رو می‌کرد که راه بری پوست تخم پرنده جمع کنی؟!"

میلر همکارانش عمر پوسته جنیورنیس دو روش تعیین کرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. یک کانی نظر بگیرید. اتم‌های رادیواکتیو درونی کانی،  ذراتی ازاد می‌کنند که انرژی انها قادر الکترونها حالت پایه  بیرون بکشد انها ازاد کند. گاهی الکترونهای ازاد شده حفره ساختمانی موجود کریستال کانی نظر( اینجا کوارتز)انباشته شوند. تله‌های کریستالی، یک سیستم زمانی منظم، بتدریج الکترونها پر می‌شوند. اگر شما بتوانید سرعت دام افتادن الکترونها محاسبه کنید سپس تعداد الکترونهای دام افتاده بشمارید، میتوانید بفهمید چه مدت زمانی که کانی نظر معرض نور خورشید، یعنی سطح زمین قرار داشته می‌گذرد. زیرا اگر نور خورشید، حتی مدت چند ثانیه کانی نظر نظر برسد، انرژی خورشید،  تمام الکترونهای تله افتاده ازاد کند محل اولیه شان گرداند. واقع ساعت دوباره صفر قرار دهد.

کار مهم میلر که پوسته درون ماسه بیرون بیاورد که لحظه دفن شدن، نور خورشید انها نتابیده است. ترتیب ماسه اطراف پوسته‌ها، حاوی کوارتزهایی خصوصیات نظر بودند. بدست اوردن چنین کریستالهایی، او یک کارشناس متخصص روش کمک گرفت: نایگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner "  فیزیکدانی  از  دانشگاه  ملی  استرالیا.  سپونر استوانه های  فولادی تو خالی ماسه که پوسته جنیورنیس احاطه کرده بودند، قرار می‌داد چکش، انها کاملا درون ماسه فرو برد. سپس سرعت استوانه بست، پلاستیک سیاه بسته بندی می‌کرد ازمایشگاهش انتقال می‌داد. ازمایشگاه، او دانه کوارتز ماشینی قرار دهد که تابش فوتونهای انرژی مشخص، الکترون‌های تله افتاده اتمهای اصلی‌شان برمی‌گردانند. برگشت هر الکترون، مقداری انرژی بصورت نور ازاد می‌شود. اندازه‌گیری نور، سپونر می‌تواند تعداد الکترونهای تله افتاده محاسبه کند تعداد انها، زمان دفن ماسه نتیجه سن پوسته تخم پرنده دریابد. منظور دقت بیشتر، تمام عملیات تاریکخانه‌ای که تنها نورهای قرمز ضعیف روشن شود، انجام پذیرد.