الجديد

ما هو نصف الحياة؟

ما هو نصف الحياة؟

ولعل الدليل الأكثر استخدامًا لنظرية التطور من خلال الانتقاء الطبيعي هو السجل الأحفوري. قد يكون السجل الأحفوري غير مكتمل وقد لا يكتمل تمامًا ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الأدلة على التطور وكيف يحدث داخل السجل الأحفوري.

إحدى الطرق التي تساعد العلماء على وضع الحفريات في الحقبة الصحيحة على مقياس الزمن الجيولوجي هي استخدام التعرّف الإشعاعي. يطلق أيضًا على التعارف المطلق ، ويستخدم العلماء تحلل العناصر المشعة داخل الحفريات أو الصخور المحيطة بالحفريات لتحديد عمر الكائن الذي تم حفظه. هذه التقنية تعتمد على خاصية نصف العمر.

ما هو نصف الحياة؟

يتم تعريف نصف العمر بأنه الوقت الذي يستغرقه نصف العنصر المشع لتتحلل إلى نظير ابنة. نظرًا لتناقص النظائر المشعة للعناصر ، فإنها تفقد نشاطها الإشعاعي وتصبح عنصرًا جديدًا يعرف باسم نظير الابنة. من خلال قياس نسبة كمية العنصر المشع الأصلي إلى نظير الابنة ، يمكن للعلماء تحديد عدد فترات نصف العمر التي خضع لها العنصر ومن هناك يمكن معرفة العمر المطلق للعينة.

تُعرف فترات نصف عمر العديد من النظائر المشعة وتستخدم في كثير من الأحيان لمعرفة عمر الحفريات التي تم العثور عليها حديثًا. النظائر المختلفة لها عمر نصف مختلف وأحيانًا يمكن استخدام أكثر من نظير حاضر للحصول على عمر أكثر تحديداً من الأحفوري. يوجد أدناه مخطط للنظائر الإشعاعية الشائعة الاستخدام ، وعمرها النصفي ، ونظائر الابنة التي تتحلل إليها.

مثال على كيفية استخدام نصف الحياة

دعنا نقول أنك عثرت على حفرية تعتقد أنها هيكل عظمي بشري. أفضل عنصر مشع يستخدم حتى الآن في الحفريات البشرية هو الكربون 14. هناك عدة أسباب لذلك ، ولكن الأسباب الرئيسية هي أن Carbon-14 هو نظير يحدث بشكل طبيعي في جميع أشكال الحياة وأن عمر النصف يبلغ حوالي 5730 عامًا ، لذلك نحن قادرون على استخدامه لتاريخ أشكال أكثر حداثة من الحياة بالنسبة إلى مقياس الزمن الجيولوجي.

قد تحتاج إلى الوصول إلى الأدوات العلمية في هذه المرحلة والتي يمكن أن تقيس كمية النشاط الإشعاعي في العينة ، لذلك نذهب إلى المختبر! بعد إعداد العينة ووضعها في الجهاز ، تقول قراءاتك إن لديك حوالي 75٪ من النيتروجين -14 و 25٪ من الكربون -14. الآن حان الوقت لاستخدام مهارات الرياضيات هذه بشكل جيد.

في نصف عمر واحد ، سيكون لديك حوالي 50٪ كربون -14 و 50٪ نيتروجين -14. وبعبارة أخرى ، فإن نصف الكربون (50٪) الذي بدأت به قد تلاشى إلى نظير الابنة النيتروجين 14. ومع ذلك ، فإن قراءاتك من أداة قياس النشاط الإشعاعي تقول إن لديك فقط 25 ٪ من الكربون 14 و 75 ٪ من النيتروجين - 14 ، لذلك يجب أن تكون الحفرية قد مرت بأكثر من نصف عمر.

بعد نصفين من العمر ، كان نصف آخر من بقائك الكربوني -14 قد تلاشى إلى النيتروجين -14. نصف 50 ٪ هو 25 ٪ ، لذلك سيكون لديك 25 ٪ من الكربون 14 و 75 ٪ من النيتروجين 14. هذا ما قالته قراءاتك ، لذلك مرت حفرياتك بنصفين من العمر.

الآن بعد أن عرفت عدد سنوات العمر التي انقضت من أجل الحفرية ، فأنت بحاجة إلى مضاعفة عدد فترات نصف العمر بعدد سنوات العمر النصفي. يمنحك هذا العمر 2 × 5730 = 11،460 سنة. الحفرية هي كائن حي (ربما بشري) مات منذ 11460 سنة.

النظائر المشعة شائعة الاستخدام

النظير الرئيسينصف الحياةابنة النظير
الكربون 145730 سنةالنيتروجين-14
البوتاسيوم 401.26 مليار سنةالأرغون 40
الثوريوم 23075000 سنةالراديوم-226
اليورانيوم 235700000 مليون سنةتؤدي-207
اليورانيوم 2384.5 مليار سنةتؤدي-206