DIE OUDERDOM
VAN GESTEENTES
EN FOSSIELE
W ANN EER aan m useum besoekers vertel w ord d at ’n b epaalde gesteente o f ’n fossiele dier ’n m iljoen o f m eer jare o u d is, is hulle som s van m ening d at hierdie syfers u it die lug gegryp is. A ndere is w eer verw onderd o o r die sekerheid w aarm ee sodanige o u d erd o m m e verstrek w ord. In hierdie, sowel as artikels w at in volgende uitgaw es van die N u u sb r ie f sal verskyn, gaan op ’n eenvoudige m anier verduidelik w o rd hoe hierdie tip e van ouderdom sbepalings gedoen w ord.
A. M etodes van R elatiew e D atering
M et relatiew e datering w o rd b edoel d at die o u d erd o m nie in jare aangegee w ord nie, m aar relatief to t die o u d e rd o m (m e) van an- d er lae o f voorw erpe. D aar is ’n hele aantal m etodes w at h iero n d er val, m aar o ns noem slegs tw ee.
1. H oe n ad er ’n laag aan die grondopper- vlak le des te jonger is d it. V ir lae w at jon g er as een m iljoen jaar is, kan hierdie reel m eestal d irek toegepas w ord. In o u er lae is d it dikw els nodig om sekere aan- passings te m aak.
j o n g s t e l a a g
2
.
n e u tro n in die k em te verander n a *n p ro to n en *n ele k tro n . Indien d it wel gebeur, w ord daar *n stik sto fk em gevorm m et 7 p ro to n e en 7 n eu tro n e (alle stik sto fiso to p e h e t w eer 7 p ro to n e). K O O L S T O F - 1 4 i p ro to n e 8 n e u tro n e O • 0 • - • o ’ •. •o « o S T IK S T O F -1 4 7 p ro to n e 7 n e u tr o n e 0 * 0 • • o • • o o O p ro to n • n e u tr o n
D aar is tw ee an d er aspekte w at in gedagte gehou m o et w ord. D eu r die inw erking van die kosm iese strale van die son w ord daar vo o rtd u ren d nuw e iso to p e van die verskil- lende elem ente gevorm en daar is dus in w erklikheid ’n o n u itp u tlik e b ro n van by- voorbeeld koolstof-14 in die atm osfeer. D ie tw eede belangrike feit behels die soge- naam de h a lfle e fty d van ’n radioaktiew e k em . D it is die ty d p e rk w aartydens die helfte van enige gegewe m o n ster van so ’n radio-isotoop sal verander n a ’n an d er (m eer stabiele) iso to o p . In die geval van koolstof- 14 is die halfleeftyd (ty,) 5 570 jaar. Veron- d erstel o ns begin m et n m o n ster van een gram koolstof-14, dan sal die om vorm ing na stikstof-14 soos volg verloop. L et op d at die hoeveelheid stikstof-14 to en eem in dieselfde m ate as w at die hoeveelheid koolstof-14 afneem :
~ ■ K O O L S T O F -M
D
S T IK S T O F - Mj b u d s t e . . ' ■ l a a g ' ' ' ^
Ind ien tw ee lae, al is hulle ver van m ekaar gelee, dieselfde fossiele bevat, m o et hulle m in o f m eer ewe oud wees. In die p ra k ty k w ord selde n et een fossiel vir hierdie doel gebruik — d it is verkieslik o m ’n faunistiese sam estelling (d.i. ’n h e le aan tal organism es) te gebruik.
N A 5 5 7 0 J A A R
□
0 , 5 gN A 11 140 J A A R
□
0 ,2 5 g0 , l 2 5 g
B. M etodes van A bsolute D atering
H ieronder val ouderdom sbepalings m et be- h u lp van die jaarringe van bom e, paleomag- n etism e en ra d io ak tiw iteit (radiom etriese datering). O ns sal hier slegs laasgenoem de bespreek.
R adiom etriese d aterin g berus op die feit dat alle elem ente in verskillende vorms o f iso to pe in die n a tu u r voorkom . D aar is gew oonlik ’n “ n o rm ale” iso to o p w a t die volopste is, en d an ’n paar ab n o rm ale iso to p e w a t m eestal “ ra d io a k tie f” is. V ir radiom etriese datering is veral tw ee elem ente van belang, n aam lik k o o lsto f en kalium .
In die kern van die “ n o rm ale” koolstof- iso to o p (koolstof-12) is daar 6 p ro to n e
I
positiefgelaaide deeltjies) en 6 n e u tro n e n e u tra le deeltjies), B uite-om die k e m is daar ’n w o lk van ele k tro n e (negatiefgelaaide deeltjies). Vir ons doeleindes kan ’n n e u tro n b eskou w o rd as ’n skeibare sam estelling van ’n p ro to n en ’n e le k tro n . D eu r die inw erking van v errl die kosm iese strale van die son kan ’n n e u tro n verander w o rd n a ’n p ro to n en e lek tro n , o f andersom .In die k e m van die koolsto f-1 4 -iso to o p is daar 6 p ro to n e (let o p d a t A L L E koolstof- k em e 6 p ro to n e m o et he) en 8 n e u tro n e (6 + 8 = 14, vandaar die benam ing koolstof- 14). Hierdie k e m is o nstabiel (“ rad io a k tie f” ) en die neiging bestaan om die
N A 16 710 J A A R i
N A 22 2 8 0 J A A R O H 0 , 0 6 2 5 g
A
en s .
H ierdie proses kan o o k op ’n grafiek voorge- stel w o rd :
S kriftelike aansoeke o m eksem plare van hierdie ses-m aandelikse n uusbrief m o et gerig w o rd aan die D irek teu r, Nasionale M useum , Posbus 266, B loem fontein. E- nige inligting sowel as f o to ’s kan oorge- neem w o rd m et erkenning van die b ro n .
H ieruit b ly k d it d at ’n m onster koolstof-14 n o o it geheel-en-al verander n a stikstof-14 nie, m aar die hoeveelheid koolstof-14 kan later (na 10 x tya) so klein wees d a t d it nie m eer b etro u b aar gemeet kan w ord nie. K oolstof-14-daterings w o rd dan gew oonlik o o k n et gebruik om die ouderdom m e van voorw erpe jonger as 6 000 jaar te bepaal. In die lew ende plant o f dier w ord koolstof (in verbindings) as b o u sto f gebruik. Hierdie k o o lsto f is afkom stig (direk o f indirek) van die atm osfeer, w aar daar hoofsaaklik kool stof-12 is, m aar o o k ’n klein persentasie k oolstof-14. Hierdie koolstof-14 w ord saam m et die ander isotope van koolstof as b o u sto f gebruik en die persentasie koolstof- 14 in die plant o f dier sal dieselfde wees as in die atm osfeer, solank die organisme lewe. W anneer die plan t o f dier doodgaan, w ord die hoeveelheid k o o lsto f in die liggaam nie m eer aangevul n ie; terselfd erty d gaan die proses van radioaktiew e verval v oort. Met verloop van ty d sal die persentasie koolstof- 14 in die liggaam dus afneem . D ie verskil tussen die gem ete persentasie koolstof-14 in die m o n ster en die norm ale persentasie koolstof-14 in die atm osfeer gee die ou d er dom van die m onster.
N adat die persentasie koolstof-14 in ’n m onster van die plant- o f dierliggaam bepaal is, kan die ou d erd o m van ’n grafiek afgelees w o rd :
T Y D S D U U R I N J A R E
Die ander radio-isotoop w at in radiom etriese daterings gebruik w ord, is kalium 40. Ka lium h et 19 p ro to n e en hierdie isotoop daarvan het 21 n e u tro n e (19 + 21 = 4 0 ). D it verander to t kalsium-40 en argon-40, m aar vir p raktiese doeleindes is die kalium -argon ■ om vorm ing m eer b e tro u b a ar.D ie halfleeftyci van hierdie iso to o p is 1 360 000 jaar en aangesien die beraam de ou d erd o m van die aarde 4 600 000 000 jaar is, is hierdie iso to o p ideaal om die o u d erd o m van die ouer gesteentes te bepaal. D it is o n b e tro u b a ar vir gesteentes jonger as sow at 60 000 000 iaar. Soos b y die koolstof-14 m eto d e, w ord die persentasie kalium -40 in die m o n ster bepaal, m aar o o k die persentasie argon-40, w at ir. hierdie geval as ’n baie goeie k o n tro le dien. Weens die lang halfleeftyd w ord die o uder dom gew oonlik aangegee to t die naaste 5 m iljoen jaar. (Maar w at is 5 m iljoen jaar n o u in vergelyking m et 4 600 m iljoen jaar? )
W ritten requests fo r copies o f this bi annual n ew sletter should b e addressed to : T h e D irecto r, N ational M useum , P.O. B ox 2 6 6 , B loem fontein. A ny inform a tio n as w ell as p h o tographs m ay be re p rin ted w ith acknow ledgem ent o f the source.
