カリウム-アルゴン法

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カリウム-アルゴン法は、放射年代測定法の一種。

概要[編集]

1955年に登場[1]した手法で、マグマに含まれている放射性元素カリウム40」(40K)は、約13億年の半減期放射性崩壊して「カルシウム40」(40Ca)と「アルゴン40」(40Ar)という別の元素に変わる。

カリウム40の崩壊
  • {}^{40}\mathrm{K} +\mathrm{e}^- \rightarrow {}^{40}\mathrm{Ar}+\gamma (1,505\,\text{MeV})
λε = 0,581.10-10 an-1
  • {}^{40}\mathrm{K}\rightarrow {}^{40}\mathrm{Ca}+\beta^{-} (1,311\,\text{MeV})
λβ = 4,962.10-10 an-1

こうした変化はマグマの中で常に起きているが、ガスである「アルゴン40」はマグマから抜け出してしまう。しかし火山噴火などによって地表に出たマグマは冷えて固まる。そうすると「アルゴン40」は岩石の中に閉じ込められ、時間とともにその量を増していく。放射壊変による「カリウム40」の減少のしかた(あるいは「アルゴン40」の増加のしかた)は方程式であらわされている。

  • 方程式

 t = \frac{t_\frac{1}{2}}{\ln(2)} \ln\left(\frac{K_f + \frac{Ar_f}{0.109}}{K_f}\right)

この方程式を積分することによって、マグマが結晶化した時点から現在までの時間にどれだけ「アルゴン40」が増えたかが予測される。これと観測された「アルゴン40」の量とを比べれば、マグマが固化してから現在までの経過時間がわかる。

誤差[編集]

大気中アルゴンの混入[2]や試料の変質により、実年代と見かけ上の年代に誤差が生じる。例えば試料が長石類の場合、炭酸塩化、絹雲母化、粘土化などの弱い熱水変質を受けるとカリウムが減少し、実際の年代より古い年代が導き出されることがある[3]

参考文献[編集]

脚注[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]