Co oznacza okres półtrwania dla ewolucji

Być może najczęściej używany dowód na teoria ewolucji przez naturalna selekcja jest zapis kopalny. Zapis kopalny może być niekompletny i może nigdy nie zostać w pełni ukończony, ale wciąż istnieje wiele wskazówek dotyczących ewolucji i tego, jak to się dzieje w zapisie kopalnym.

Jednym ze sposobów, który pomaga naukowcom umieścić skamieliny we właściwej epoce w geologiczna skala czasu jest za pomocą datowania radiometrycznego. Naukowcy, zwani także datowaniem bezwzględnym, wykorzystują rozpad pierwiastków promieniotwórczych w skamielinach lub skałach wokół skamielin, aby określić wiek zachowanego organizmu. Ta technika opiera się na właściwości okresu półtrwania.

Okres półtrwania definiuje się jako czas, w którym połowa pierwiastka promieniotwórczego rozpada się na izotop potomny. W miarę rozpadu radioaktywnych izotopów pierwiastków tracą one radioaktywność i stają się zupełnie nowym pierwiastkiem znanym jako izotop potomny. Mierząc stosunek ilości pierwotnego pierwiastka promieniotwórczego do izotopu pochodnego, naukowcy mogą określić, ile okresów półtrwania przeszedł ten element, i stamtąd można ustalić bezwzględny wiek próba.

Okresy półtrwania kilku izotopów promieniotwórczych są znane i są często wykorzystywane do ustalenia wieku nowo odkrytych skamielin. Różne izotopy mają różne okresy półtrwania i czasami więcej niż jeden obecny izotop może być wykorzystany do uzyskania jeszcze bardziej określonego wieku skamieliny. Poniżej znajduje się wykres powszechnie stosowanych izotopów radiometrycznych, ich okresów półtrwania i izotopów pochodnych, w które się rozkładają.

Powiedzmy, że znalazłeś skamielinę, którą uważasz za ludzki szkielet. Najlepszym pierwiastkiem radioaktywnym, jaki do tej pory stosowano w ludzkich skamielinach, jest węgiel-14. Istnieje kilka powodów, ale główne przyczyny to to, że węgiel-14 jest naturalnie występującym izotopem we wszystkich formach życia i jego okres półtrwania wynosi około 5730 lat, więc jesteśmy w stanie wykorzystać go do tej pory bardziej „ostatnich” form życia w stosunku do czasu geologicznego skala.

W tym momencie musiałbyś mieć dostęp do instrumentów naukowych, które mogłyby zmierzyć ich ilość radioaktywność w próbce, więc idźmy do laboratorium! Po przygotowaniu próbki i włożeniu jej do maszyny odczyt wskazuje, że masz około 75% azotu 14 i 25% węgla 14. Teraz nadszedł czas, aby dobrze wykorzystać te umiejętności matematyczne.

Przy jednym okresie półtrwania miałbyś około 50% węgla-14 i 50% azotu-14. Innymi słowy, połowa (50%) węgla-14, z którego zacząłeś, rozpadła się na izotop potomny Azot-14. Jednak odczyt z twojego przyrządu do pomiaru radioaktywności mówi, że masz tylko 25% węgla-14 i 75% azotu-14, więc twoja skamielina musiała mieć ponad jeden okres półtrwania.

Po dwóch okresach półtrwania kolejna połowa twojego resztkowego Węgla-14 rozpadłaby się w Azot-14. Połowa z 50% to 25%, więc masz 25% węgla-14 i 75% azotu-14. Tak powiedział twój odczyt, więc twoja skamielina przeszła dwa okresy półtrwania.

Teraz, gdy wiesz, ile minęło okresów półtrwania dla twojej skamieliny, musisz pomnożyć swoją liczbę okresów półtrwania przez liczbę lat w jednym okresie półtrwania. To daje wiek 2 x 5730 = 11460 lat. Twoja skamielina pochodzi z organizmu (może ludzkiego), który zmarł 11 460 lat temu.