كيف يحدد العلماء عمر الحفريات أو الأحافير ؟
عندما قامت عالمة الحفريات ماري شفايتزر Mary Schweitzer بإكتشاف أنسجة رخوة في حفرية ل rex Tyrannosaurus كان هناك سؤال يطرح نفسه وهو كيف تمكنت هذه الأنسجة النجاة والبقاء كل هذا الوقت؟ كان عُمر هذه العظام المُكتشفة هو 65 مليون عام وما دَرج علي معرفته عن التحجُّر هو أن جميع الخلايا الرخوة تتحلل سواء كانت من دماء أو أمخاخ. فقط الأجزاء الصلبة مثل العظام والأسنان بإمكانها أن تصير حفائر. ولكن علي الطرف الآخر أثار الإكتشاف سؤالا مختلفًا عند بعض الناس وهو كيف يعرف العلماء إن كان عمر الحفريات هو 65 مليون عام فعلًا. معرفتنا اليوم ب عمر الحفريات أو الأحافير تعتمد في الأساس على تحديد العمر إشعاعيًا radiometric dating وتعتمد هذه الوسيلة علي خصائص النظائر isotopes وهي عبارة عن عناصر كيميائية متماثلة مثل الكاربون واليورانيوم بإستثناء خاصية واحدة رئيسية وهي عدد النيترونات في كل نواة. غالبآ ما تحتوى الذرة علي عدد متساوى من البروتونات والنيوترونات، وتُصبح الذرة غير مُستقرة في حالة وجود عدد كثير أو قليل من النيوترونات وعندها تقوم الذرة بالتخلص من الجسيمات حتي تستقر النواة.
قم بالتفكير في النواة كأنها هرم من لبنات البناء فلو حاولت إضافة لبنات جديدة إلى أطراف الهرم قد يستمر لبعض الوقت ولكنه سينهار عادة، كذلك الحال عند أخذ لبنة بناء من جانب الهرم ففي هذه الحالة ستكون بقيته غير مستقرة. أخيرًا قد تسقط بعض هذه اللبنات وتترك بناء أصغر وأكثر إستقرارًا. النتيجه ستكون مثل ساعة مُشِعَّة radioactive clock تَدُق في الوقت الذي تتحول وتَنحل فيه النظائر غير المستقرة إلي أخرى مستقرة.لا يمكننا أن نتوقع متي تتحول وتَنحل ذرة غير مستقرة أم parent إلي ذرة مستقرة بنت daughter ولكن يمكننا استقراء كم سيستغرق من الوقت لكي تنحل وتضمحل مجموعة كبيرة من الذرات.
ويعد نصف عمر تَحلُّل العناصر life-half element’s هو مقدار الوقت الذي تستغرقه نصف الذرة الأم parent لكي تتحول إلى بنت daughter. لقراءة الوقت علي هذه الساعة المُشِعَّة يقوم العلماء بإستخدام جهاز يُدعى مطياف الكتله mass spectrometer لقياس عدد الذرات الأم parent والبنت daughter، حيث تُحَدِد النسبة بينهم عُمر العينة فكلما كانت النظائر الأم parent كثيرة والبنت erdaught قليلة كانت العينه أحدث في العمر.
قياس نصف عُمر تَحلُّل النظير يُعتبر عامل مهم جدًا عند تحديد مدى فعالية تحديد عمر العينات القديمة جدًا. وقتما تتحول كل الذرات الأم arentp إلي بنت daughter يكون من الصعب وجود قواعد للمقارنة بين النظيرين. لا يتمكن العلماء تحديد ما إذا كانت الساعه عملت لمدة ساعات قليلة أو ملايين السنين وهذا يعني أن النظائر ذات نصف العمر القصير لا نستطيع استخدامها لتحديد عُمر عظام الديناصورات.يُعتبر نصف عُمر التَحلُّل القصير مجرد جزء من المشكلة عند تحديد عمر عظام الديناصورات، يجب كذلك علي العلماء إيجاد ما يكفى من الذرات الأم parent والبنت daughter للقيام بعملية القياس. وبإستكمال القراءة سنتعرف علي ما يلزم لتحديد عمر حفرية وما علاقة الرماد البركاني بهذا.
المراجع
ibelieveinsci.com
التصانيف
حقائق علمية العلوم البحتة التاريخ العلوم التطبيقية