Cos’è la datazione radioattiva?

La datazione radioattiva è un metodo per calcolare l’età delle rocce e dei fossili attraverso le concentrazioni di alcuni elementi radioattivi in prossimità di tali oggetti o come parte della loro struttura chimica. Ci sono vari metodi di datazione radioattiva utilizzati a seconda che ciò che viene analizzato sia organico o inorganico, e ogni processo è costruito su ipotesi sullo stato originale del materiale da datare e su scale temporali geologiche accettate. Mentre la natura del decadimento radioattivo si basa su principi scientifici consolidati per gli elementi radioattivi che sono ben collaudati, le ipotesi utilizzate per calcolare l’età effettiva di un oggetto a partire da questi principi sono soggette a qualche dibattito e controversia.

La datazione al carbonio radioattivo è il metodo più comune utilizzato per datare i fossili di origine umana o i manufatti di antiche civiltà umane. L’isotopo del carbonio 14 (14C) è usato, in quanto ha un’efficace breve emivita di decadimento di 5.725 anni in cui decade all’azoto 14 (14N), e si trova in concentrazioni minime in quasi tutti i composti organici della Terra. Il carbonio 14 è presente in concentrazioni note nell’atmosfera e in tutte le piante e gli animali coinvolti nello scambio di gas CO2 attraverso processi di respirazione. Dopo che una pianta o un animale è morto e viene sigillato da un’ulteriore esposizione all’aria, la quantità di carbonio-14 diminuisce lentamente nei resti, così come nel terreno circostante. Questa variazione può essere confrontata con le concentrazioni atmosferiche per determinare un’età approssimativa per quando la creatura è morta, o quando un artefatto inorganico è stato sepolto nel terreno vicino a resti organici.

I metodi di datazione radioattiva per periodi di tempo più antichi o per fossili ritenuti vecchi di milioni di anni comportano l’uso di elementi con tassi di decadimento molto più lenti rispetto al carbonio 14. Comunemente si usa l’uranio 238 (238U), in quanto decade lentamente in una forma stabile di piombo (206Pb) nel corso di 4.500.000.000.000 di anni. Un altro isotopo con un lungo tasso di decadimento che viene utilizzato per datare le formazioni geologiche è il potassio 40 (40K), che decade ad argon 40 (40Ar) in 1.250.000.000.000 di anni. Mentre gli elementi radioattivi come gli isotopi di carbonio o di uranio decadono, essi rimangono inalterati da altri processi in corso intorno a loro, come i cambiamenti di calore, pressione e reazioni chimiche. Questo li rende prevedibili in termini di tasso di cambiamento, e i loro tassi di decadimento sono il presupposto fondamentale su cui si basa la scienza della datazione radioattiva.

L’argomento principale riguardante l’accuratezza della datazione radioattiva è incentrato sull’età geologica che la scienza ipotizza per la Terra, a partire dal 2011. Poiché è impossibile per l’uomo conoscere lo stato esatto di una roccia o di un deposito fossile quando è stato originariamente creato migliaia o milioni di anni fa, è possibile che gli elementi del deposito di cui si è tenuto conto nel tempo presente non fossero un sottoprodotto del decadimento di altri elementi del campione. Gli elementi che sembrano essere sottoprodotti del decadimento possono essere stati depositati nel campione nel corso del tempo attraverso altri metodi, o sempre presenti in concentrazioni superiori al previsto insieme agli elementi in decadimento, gettando via i calcoli sulla vera età di un oggetto. I test sull’età dei campioni di roccia recentemente formatisi a seguito di eruzioni vulcaniche, effettuati da diversi laboratori indipendenti, hanno anche prodotto età molto variabili di diversi milioni di anni, quando le rocce stesse si sono formate attraverso processi che si sono verificati meno di 100 anni fa, gettando qualche dubbio sulla metodologia utilizzata nelle pratiche di datazione convenzionali.

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