Izotopy

Naturalne izotopy można podzielić na trzy grupy:

• długotrwałe izotopy macierzyste
• wtórne izotopy radiogeniczne
• izotopy kosmogeniczne

Zmniejszanie się z czasem liczby jąder izotopu, wskutek ich rozpadów promieniotwórczych można opisać funkcją wykładniczą.

gdzie:
- liczba jąder danegoizotopu w chwili początkowej (t=0),
- liczba jąder tego izotopu po upływie czasu t,
- stała rozpadu tego izotopu
Stała rozpadu związana jest z czsem połowicznego rozpadu zależnocią

W wyniku rozpadania się jąder izotopu promieniotwórczego tworzą się jądra końcowe okrelonego izotopu trwałego. Liczbę końcowych jąder radiogenicznych utworzonych w ciągu czasu t można opisać wzorem

Stosunek liczby jąder końcowych do liczby jąder macierzystych jest rosnącą funkcją czasu. Można więc określić czas przebywania izotopu macierzystego w danej próbce. Muszą być spełnione pewne warunki:

• znana jest stała rozpadu izotopu pierwotnego
• minerał w momencie powstania jest wieżo wykrystalizowany to znaczy =0
• układ jest zamkinuęty, to znaczy nie zachodzi wymiana składników minerału z otoczeniem

Wskutek działania różnych czynników zewnętrznych takich jak wietrzenie i erozja skał lub wymianie z otoczeniem niektórych składników minerału trzecie założenie może być nie spełnione. Ze względu na drugi warunek mało przydatne są minerały metamorficzne które ulegając przeobrażeniu zachowały pewną częć składników pierwotnych.

Izotopy wykorzystywane do datowania muszą spełniać następujące warunki:

• stężenie izotopu pierwotnego musi być odpowiednio duże a czas połowicznego rozpadu dostatecznie krótki aby zawartoć izotopu końcowego w danej próbce była większa od granicy oznaczalnośći
• właściwości geochemiczne pierwiastka pierwotnego i końcowego muszą różnić się na tyle, aby można było wykluczyć możliwoć ich współwystępowania w czasie krystalizacji
• schematy rozpadów i stałe rozpadów wykorzystywanych izotopów muszą być znane możliwie dokładnie