第1章 年代区分
第1項 放射性同位体による年代測定について
放射性同位体というものがあります。放射能を出す元素のことです。放射能というと原子力発電所のメルトダウンや
原子爆弾の事を想像されることと思います。ちなみに広島型原爆はウラン爆弾、長崎型はプルトニウム爆弾で種類
が違います。また、水素爆弾は核融合エネルギーによって爆発する(一時的に人工太陽を作り出す!)のですが
高温高圧を作りだし、核融合させる為に原子爆弾を内蔵して、その爆圧で核融合を起こさせる仕組みになっています。
閑話休題。この世にある殆どの元素はほおって置くと崩壊してより安定性の高い元素へ変化します。その時放射能を
放出します。これを放射性元素と呼ぶのです。また脱線ですが、原子番号26番を中心にして、その番号よりも大きくても
小さくても安定性が減少します。そして、距離が大きいほど崩壊する可能性も大きくなります。原子番号の大きいほうは
分裂によってより小さい元素になって安定しようとします。このことを核分裂反応といい、これを強制的に起して、その
エネルギーを使って電気を作るのが原子力発電です。同様に小さい元素は融合してより大きな元素になります。これを
核融合反応といい、太陽など殆どの恒星でこれがおこなわれています。ですから、恒星は原子番号26以上の重元素を
核融合反応によって作り出すことができません。そのため26番の原子(言い忘れていましたが鉄(Fe)のことです)が
中心に集まってくるとその重さで収縮し、爆発をおこしてしまいます。(太陽くらいの質量だと爆発しないでしょう)
このときの高温高圧下でFeより重い元素が作られるのです。話がそれすぎましたね。
その元素の崩壊速度は元素ごとに固有の値を取ります。従って、岩石などに残留している放射性同位体の量を調べる
ことによってその岩石の形成された年代を推測するという方法が「放射性同位体による年代測定法」というわけです。
このとき、放射性同位体がもとの量の半分になる期間のことを「半減期」と呼びます。年代測定ではこの半減期をもとに
年代を推測します。ですから元素の量はもとの量の1/2・1/4・1/8…といういように減少していく過程で判断する
ことになります。それでは実際にどんな元素を使用するか表にしてみましょう。
表1−1 年代測定に使用される元素一覧
使用元素 | 元素の変化 | 半減期 | |
ウラン−鉛法 | 238U→207Pb・4He | 4.5×109年 | |
235U→208Pb・4He | 7.1×108年 | ||
トリウム−鉛法 | 232Th→208Pb・4He | 1.4×1010年 | |
カリウム−アルゴン法 | 40K→40Ca・40Ar・e− | ||
炭素法 | 14C→14N | 5.73×103年 |