Hvordan bestemmer forskere alderen på dinosaurbein?

Da paleontolog Mary Schweitzer fandt blødt væv i en Tyrannosaurus rex fossil, hendes opdagelse rejste et indlysende spørgsmål - hvordan vævet kunne have overlevet så længe? Knoglen var 68 millioner år gammel, og konventionel visdom om fossilisering er, at alt blødt væv, fra blod til hjerner, nedbrydes. Kun hårde dele, som knogler og tænder, kan blive til fossiler. Men for nogle mennesker, opdagelsen rejste et andet spørgsmål. Hvordan ved forskere, at knoglerne virkelig er 68 millioner år gamle?

Dagens viden om fossile tidsalder stammer primært fra radiometrisk dating , også kendt som radioaktiv dating. Radiometrisk dating er afhængig af egenskaberne af isotoper . Det er kemiske elementer, som kulstof eller uran, der er identiske bortset fra en nøglefunktion - antallet af neutroner i deres kerne.

Atomer kan have lige mange protoner og neutroner. Hvis, imidlertid, der er for mange eller for få neutroner, atomet er ustabilt, og den fælder partikler, indtil dens kerne når en stabil tilstand. Tænk på kernen som en pyramide af byggesten. Hvis du prøver at tilføje ekstra blokke til sidepyramiden, de kan blive siddende et stykke tid, men de falder til sidst væk. Det samme gælder, hvis du tager en blok væk fra en af ​​pyramidens sider, gør resten ustabil. Til sidst, nogle af blokkene kan falde væk, efterlader en mindre, mere stabil struktur.

Resultatet er som et radioaktivt ur, der tikker væk, da ustabile isotoper henfalder til stabile. Du kan ikke forudsige, hvornår et bestemt ustabilt atom, eller forælder , vil forfalde til et stabilt atom, eller datter . Men du kan forudsige, hvor lang tid det vil tage en stor gruppe atomer at forfalde. Elementet halvt liv er den tid, det tager for halvdelen af ​​forælderatomerne i en prøve at blive døtre.

For at aflæse klokkeslættet på dette radioaktive ur, forskere bruger en enhed kaldet a massespektrometer at måle antallet af forældre- og datteratomer. Det forhold af forældre til døtre kan fortælle forskeren, hvor gammel prøven er. Jo flere forældreisotoper der er - og jo færre datterisotoper - jo yngre er prøven. Halveringstiden for den isotop, der måles, bestemmer, hvor nyttig den er ved datering af meget gamle prøver. Når alle forældre er blevet døtre, der er ikke mere grundlag for sammenligning mellem de to isotoper. Forskere kan ikke se, om uret gik ned for et par dage eller millioner af år siden. Det betyder, at isotoper med en kort halveringstid ikke vil fungere til dato for dinosaurben.

Den korte halveringstid er kun en del af problemet, når man daterer dinosaurben-forskere skal også finde nok af forælder- og datteratomer til at måle. Læs videre for at se, hvad det kræver at datere et fossil, og hvad vulkansk aske har at gøre med det.

Dating sedimentær sten

Den mest kendte form for radiometrisk datering er carbon-14 dating. Dette er, hvad arkæologer bruger til at bestemme alderen på menneskeskabte artefakter. Men carbon-14 dating virker ikke på dinosaurben. Halveringstiden for carbon-14 er kun 5, 730 år, så carbon-14-dating er kun effektiv på prøver, der er mindre end 50, 000 år gammel. Dinosaur knogler, på den anden side, er millioner af år gamle - nogle fossiler er milliarder af år gamle. For at bestemme alderen på disse prøver, forskere har brug for en isotop med en meget lang halveringstid. Nogle af de isotoper, der bruges til dette formål, er uran-238, uran-235 og kalium-40 , som hver har en halveringstid på mere end en million år.

Desværre, disse elementer findes ikke i dinosaurfossiler selv. Hver af dem eksisterer typisk i stødende klippe, eller sten lavet af afkølet magma. Fossiler, imidlertid, form i sedimentært sten - sediment dækker hurtigt en dinosaurs krop, og sedimentet og knoglerne bliver gradvist til sten. Men dette sediment inkluderer typisk ikke de nødvendige isotoper i målbare mængder. Der kan ikke dannes fossiler i den vulkanske sten, der normalt indeholder isotoper. De ekstreme temperaturer i magma ville bare ødelægge knoglerne.

Så for at bestemme alderen på sedimentære stenlag, forskere skal først finde tilstødende lag af jorden, der omfatter magmatisk sten, såsom vulkansk aske. Disse lag er som bogstøtter - de giver en begyndelse og en slutning til den periode, hvor sedimentær klippe blev dannet. Ved at bruge radiometrisk datering til at bestemme alder for stivelse beslag , forskere kan præcist bestemme alderen på sedimentlagene mellem dem.

Brug af de grundlæggende ideer om bracketing og radiometrisk dating, forskere har bestemt alderen på stenlag over hele verden. Disse oplysninger har også hjulpet med at bestemme alderen på jorden selv. Mens de ældste kendte klipper på Jorden er omkring 3,5 milliarder år gamle, forskere har fundet zirkonkrystaller, der er 4,3 milliarder år gamle [kilde:USGS]. Baseret på analysen af ​​disse prøver, forskere vurderer, at Jorden selv er omkring 4,5 milliarder år gammel. Ud over, de ældste kendte månesten er 4,5 milliarder år gamle. Da månen og jorden sandsynligvis dannede sig på samme tid, dette understøtter den nuværende idé om Jordens alder.

Du kan lære mere om fossiler, dinosaurer, radiometrisk dating og relaterede emner ved at læse gennem nedenstående links.

Radiometrisk dating er ikke den eneste metode til bestemmelse af steners alder. Andre teknikker omfatter analyse af aminosyrer og måling af ændringer i et objekts magnetfelt. Forskere har også foretaget forbedringer af de standard radiometriske målinger. For eksempel, ved hjælp af en laser, forskere kan måle forældre- og datteratomer i ekstremt små mængder stof, gør det muligt at bestemme alderen på meget små prøver [kilde:New Scientist].

Oprindeligt udgivet:15. jan. 2008

Ofte stillede spørgsmål om Dinosaur Bones

Hvor blev de ældste fossiler fundet?

Er dinosaurer millioner af år gamle?

Hvordan beregnes fossil alder?

Er der overhovedet fundet blødt væv i dinosaurben?

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer dinosaurer
• Sådan fungerer fossiler
• Sådan fungerer Carbon-14 Dating
• Sådan fungerer atomstråling
• Sådan fungerer atomerne
• Sådan fungerer Jorden
• Sådan fungerer vulkaner
• Hvad er en fossil?

Flere store links

• USGS:Geologisk tid

Kilder

• Lewin, Roger. "Rock of Ages - Kløvet af Laser." Ny videnskabsmand. 28.9.1991. (1/2/2008) http://space.newscientist.com/article/mg13117884.900-rock-of-ages--cleft-by-laser-if-you-want-to-date-a-rockget- en-laser-det-meddelelsen-til-geologer-interesseret-i-den-præcise alder af-alt-fra-månen-klipper-til-hominid-fossiler-.html
• Museum Victoria. "Bestemmelse af sten og fossils alder." (1/2/2008) http://museumvictoria.com.au/prehistoric/what/fossilage.html#absolute
• University of California i Berkeley. "Forståelse af evolution for lærere:Radiometrisk dating." (1/2/2008) http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIE1aAtomicclocks.shtml
• USGS. "Geologisk tid." Version 1.2 (1/2/2008) http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/
• USGS. "Hvordan daterer geologer sten? Radiometrisk dating!" (1/2/2008) http://wrgis.wr.usgs.gov/docs/parks/gtime/radiom.html
• USGS. "Jordens alder." (1/2/2008) http://wrgis.wr.usgs.gov/parks/gtime/ageofearth.html