Lo scheletro di Tyrannosaurus rex di 67 milioni di anni noto come Sue è in mostra alla Union Station il 7 giugno, 2000, a Washington, D.C. Mark Wilson/Newsmakers/Getty Images Quando la paleontologa Mary Schweitzer trovò dei tessuti molli in un tirannosauro Rex fossile, la sua scoperta ha sollevato una domanda ovvia:come ha potuto il tessuto sopravvivere così a lungo? L'osso aveva 68 milioni di anni, e la saggezza convenzionale sulla fossilizzazione è che tutti i tessuti molli, dal sangue al cervello, si decompone. Solo parti dure, come ossa e denti, possono diventare fossili. Ma per alcune persone, la scoperta ha sollevato una questione diversa. Come fanno gli scienziati a sapere che le ossa hanno davvero 68 milioni di anni?
La conoscenza odierna delle età fossili deriva principalmente da datazione radiometrica , noto anche come datazione radioattiva. La datazione radiometrica si basa sulle proprietà di isotopi . Questi sono elementi chimici, come il carbonio o l'uranio, che sono identici tranne per una caratteristica fondamentale:il numero di neutroni nel loro nucleo.
Gli atomi possono avere un numero uguale di protoni e neutroni. Se, però, ci sono troppi o troppo pochi neutroni, l'atomo è instabile, e rilascia particelle fino a quando il suo nucleo raggiunge uno stato stabile. Pensa al nucleo come a una piramide di mattoni. Se provi ad aggiungere blocchi extra alla piramide dei lati, possono restare fermi per un po', ma alla fine cadranno. Lo stesso vale se togli un isolato da uno dei lati della piramide, rendendo il resto instabile. Infine, alcuni dei blocchi possono cadere, lasciando un più piccolo, struttura più stabile.
Il risultato è come un orologio radioattivo che ticchetta mentre gli isotopi instabili decadono in quelli stabili. Non puoi prevedere quando uno specifico atomo instabile, o genitore , decadrà in un atomo stabile, o figlia . Ma puoi prevedere quanto tempo impiegherà un grande gruppo di atomi a decadere. Gli elementi metà vita è la quantità di tempo impiegata dalla metà degli atomi genitori in un campione per diventare figlie.
Per leggere l'ora su questo orologio radioattivo, gli scienziati usano un dispositivo chiamato a spettrometro di massa per misurare il numero di atomi genitori e figli. Il rapporto dei genitori alle figlie può dire al ricercatore quanti anni ha il campione. Più isotopi genitori ci sono - e meno isotopi figli - più giovane è il campione. L'emivita dell'isotopo misurato determina quanto sia utile datare campioni molto antichi. Una volta che tutti i genitori sono diventati figlie, non ci sono più basi per il confronto tra i due isotopi. Gli scienziati non sono in grado di dire se l'orologio si è esaurito pochi giorni o milioni di anni fa. Ciò significa che gli isotopi con una breve emivita non funzioneranno per datare le ossa di dinosauro.
La breve emivita è solo una parte del problema quando si datano ossa di dinosauro:i ricercatori devono anche trovare abbastanza atomi genitori e figli da misurare. Continua a leggere per vedere cosa serve per datare un fossile e cosa ha a che fare con la cenere vulcanica.
Un'aquila sorvola il Grand Canyon in Arizona, 5 aprile 2007. Puoi vedere gli strati di roccia sedimentaria GABRIEL BOUYS/AFP/Getty Images La forma più conosciuta di datazione radiometrica è la datazione al carbonio-14. Questo è ciò che gli archeologi usano per determinare l'età dei manufatti umani. Ma la datazione al carbonio-14 non funzionerà sulle ossa di dinosauro. L'emivita del carbonio-14 è solo 5, 730 anni, quindi la datazione al carbonio-14 è efficace solo su campioni inferiori a 50, 000 anni. ossa di dinosauro, d'altra parte, hanno milioni di anni -- alcuni fossili hanno miliardi di anni. Per determinare l'età di questi esemplari, gli scienziati hanno bisogno di un isotopo con un'emivita molto lunga. Alcuni degli isotopi utilizzati per questo scopo sono uranio-238, uranio-235 e potassio-40 , ognuno dei quali ha un'emivita di oltre un milione di anni.
Sfortunatamente, questi elementi non esistono nei fossili di dinosauro stessi. Ognuno di loro esiste tipicamente in igneo musica rock, o roccia fatta di magma raffreddato. fossili, però, forma in sedimentario roccia:il sedimento copre rapidamente il corpo di un dinosauro, e il sedimento e le ossa si trasformano gradualmente in roccia. Ma questo sedimento in genere non include gli isotopi necessari in quantità misurabili. I fossili non possono formarsi nella roccia ignea che di solito contiene gli isotopi. Le temperature estreme del magma distruggerebbero solo le ossa.
Quindi, per determinare l'età degli strati di roccia sedimentaria, i ricercatori devono prima trovare strati vicini della Terra che includono roccia ignea, come cenere vulcanica. Questi strati sono come fermalibri:danno un inizio e una fine al periodo di tempo in cui si è formata la roccia sedimentaria. Utilizzando la datazione radiometrica per determinare l'età dell'igneo parentesi , i ricercatori possono determinare con precisione l'età degli strati sedimentari tra di loro.
Utilizzando le idee di base del bracketing e della datazione radiometrica, i ricercatori hanno determinato l'età degli strati rocciosi in tutto il mondo. Queste informazioni hanno anche aiutato a determinare l'età della Terra stessa. Mentre le rocce più antiche conosciute sulla Terra hanno circa 3,5 miliardi di anni, i ricercatori hanno trovato cristalli di zircone che hanno 4,3 miliardi di anni [fonte:USGS]. Sulla base dell'analisi di questi campioni, gli scienziati stimano che la Terra stessa abbia circa 4,5 miliardi di anni. Inoltre, le più antiche rocce lunari conosciute hanno 4,5 miliardi di anni. Poiché la luna e la Terra probabilmente si sono formate nello stesso momento, questo supporta l'idea attuale dell'età della Terra.
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Altri metodi di incontriLa datazione radiometrica non è l'unico metodo per determinare l'età delle rocce. Altre tecniche includono l'analisi degli amminoacidi e la misurazione dei cambiamenti nel campo magnetico di un oggetto. Gli scienziati hanno anche apportato miglioramenti alle misurazioni radiometriche standard. Per esempio, utilizzando un laser, i ricercatori possono misurare gli atomi genitori e figli in quantità estremamente piccole di materia, rendendo possibile determinare l'età di campioni molto piccoli [fonte:New Scientist].
Pubblicato originariamente:15 gennaio 2008
