放射年代測定

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放射年代測定(ほうしゃねんだいそくてい、: radiometric dating)とは、原子核崩壊による核種変化、または放射線による損傷を利用して、岩石化石の年代(形成以降の経過年数)を測定することである。

昔は測定された年代を絶対年代と言っていたこともあったが、現在は放射年代と言う。これは、年代測定の方法や試料の性質により、測定された年代の意味が異なることにより、絶対的な年代ではないことによる。従って、その解釈は慎重に行なう必要がある。

概要[編集]

放射年代測定には、大きく分けて2種類の方法がある。それが、特定の放射性核種の崩壊を利用する方法と、自然放射線による固体物質内の損傷を利用する方法である。

特定の放射性核種の崩壊を利用する方法[編集]

上記の方法では、対象とする核種が移動しなくなった時点が年代の出発点となる。たとえば、炭素14法では、生物が死んで外界と物質交換を行わなくなった時点である。それ以外の多くの方法では、鉱物結晶化した時点である。ただし、火成岩変成岩がゆっくり冷えた場合などは、結晶化後も拡散等による元素移動があるので、ある程度冷却が進んだ時点に相当する。ある温度で元素移動がなくなったとみなすことができる場合、その温度を閉鎖温度という。

一般に、N0 : 出発時点での放射性元素の個数、N : 出発時点から時間 t 後の核の残数、T : 半減期 としたとき、

自然放射線による固体物質内の損傷を利用する方法[編集]

放射線による損傷は、によって回復することが知られている。したがって、これらの方法における年代の出発点は、特定の温度(リセット温度という)よりも冷えた時点、または固体化・結晶化した時点となる。

比較[編集]

年代測定法
年代測定法 測定する核種 半減期 適用可能な年代 測定試料 備考
熱ルミネセンス 数十万年以下 土器、焼石などの考古学試料、火山灰などの火山噴出物、深海性堆積物など 格子欠陥をもつ結晶の加熱発光を利用する年代測定法[3]
電子スピン共鳴吸収(ESR)法 107〜106 骨などのリン酸塩試料、鍾乳石貝殻などの炭酸塩試料、火山岩、火山灰などの火山噴出物、断層粘土鉱物など 格子欠陥をもつ結晶のESR(電子スピン共鳴)信号を利用[3]
フィッショントラック法 238U 0.82〜1.01×1016 108〜104 火山ガラス黒曜石などのガラス質物質、ジルコン雲母燐灰石スフェーンなどの鉱物 238Uの自発破砕反応の際に生じる飛跡を利用
ルビジウム - ストロンチウム法 87Rb-87Sr 4.88×1010 1012〜108 火成岩変成岩隕石月の岩石など[3]
カリウム - アルゴン法 40K-40Ar 1.25×109 109〜105 火山岩黒曜石テクタイト隕石など[3]
アルゴン - アルゴン法 40Ar-39Ar K-Ar法の補完的役割。試料に中性子照射して生成する39Arを40Kの代わりに測定[3]
ランタン-セリウム法 138La-138Ce 3.1×1011 109〜108 火成岩、変成岩[3]
ランタン-バリウム法 138La-138Ba 1.6×1011 109〜108 褐簾石モナザイト緑簾石など[3]
ルテチウム-ハフニウム法 176Lu-176Hf 3.57×1010 109 火成岩、変成岩、隕石、月の岩石など[3]
ウラン-トリウム-鉛法 238U-206Pb
235U-207Pb
232Th-208Pb
4.47×109
7.04×108
1.40×1010
1011〜107
1011〜107
1011〜107
火成岩、石灰岩などの堆積岩方鉛鉱瀝青ウラン鉱、隕石、月の岩石など[3]
鉛-鉛法 207Pb-206Pb 109〜5×108 207Pbと206Pbの存在比で決定[3]
サマリウム-ネオジム法 147Sm-143Nd 1.06×1011 109〜108 火成岩(超塩基性岩、塩基性岩)、変成岩、鉱床生成物、隕石、月の岩石など[3]
ヨウ素-キセノン法 129Ⅰ-129Xe 1.6×107 1010〜109 隕石 隕石の生成年代の決定に利用[3]
炭素14法 14C 5.73×103 数万年以下 生物の遺骸、文化財、地下水・海水などに溶存する有機物など
ベリリウム10法 10Be 1.6×106 106〜103 堆積物の堆積年代、アルミニウムやベリリウムの含有量の少ない岩石や鉱物など
トリチウム法 3H 12.33年 数十年以下 地下水など
プロトアクチニウム-トリウム法 231Paと230Th 3.25×104 106〜104 海底堆積物[3]
ウラン-ウラン法 234U 2.47×105 106〜104 海底堆積物、サンゴ、雪、地下水など[3]
鉛210法 210Pb 22.3年 数百年以下 雪氷
ヨウ素129法 129Iと127I 1.57×107 ヨウ素129とヨウ素127の存在度比を利用

脚注[編集]

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  1. ^ 松本哲一 (2004年3月16日). “高精度岩石放射年代測定”. 災害と緊急調査. 産業技術総合研究所地質調査総合センター. 2012年4月13日閲覧。
  2. ^ (株)蒜山地質年代学研究所. “業務-年代測定 Ar-Ar”. 業務案内. 2012年4月13日閲覧。
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n 年代測定法のいろいろ

参考文献[編集]

関連項目[編集]