קביעת גיל המים באוקיינוס בעזרת פחמן 14

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

השיטה הנפוצה לתיארוך מסות מים באוקינוס, ועל ידי כך ביצוע מעקבים על התקדמות המסות, עושה שימוש בתכונות הרדיואקטיביות של האיזוטופ פחמן 14.

פחמן 14 נוצר על ידי ריאקציות של קרינה קוסמית עם האטמוספרה בקצב קבוע, ומתפרק באופן פרופורציוני לריכוזו, לפי זמן מחצית חיים של 5730 שנים. באופן זה נשמר באטמוספרה ריכוז קבוע של פחמן 14 ביחס לאיזוטופ הנפוץ של הפחמן- פחמן 12. הפחמן האטמוספרי נקלט על ידי מי האוקיאנוס העליונים כפחמן דו חמצני מומס ומקובע על ידי פיטופלנקטון. באופן זה נשמר יחס ריכוז פחמן 14 לריכוז פחמן 12 קבוע, גם במי האוקיאנוס העליונים. כאשר המים יורדים אל האוקיאנוס העמוק, נפסקת לחלוטין קליטת הפחמן הרדיואקטיבי, אך ההתפרקות של האיזוטופ ממשיכה.

ולכן, על ידי מדידת יחס פחמן 14 לפחמן 12 הממוצע באוקיאנוס העמוק, ושימוש ביחס האיזוטופים הידוע מפני האוקינוס, ניתן לחשב את זמן השהות הממוצע של מים באוקיאנוס העמוק, זמן שהוא בקירוב טוב כ-1000 שנים.

תוכן עניינים

כיול המדידה

ריכוז הפחמן הרדיואקטיבי קבוע בקירוב רב באטמוספירה, אך הסטייה בשל הקירוב יכולה לגרום לטעויות משמעותיות בתיארוך הנסמך על התכונות הרדיואקטיביות של הפחמן 14. ריכוזו של האיזוטופ הרדיואקטיבי משתנה מאזור גיאוגרפי אחד למשנהו ואף באזור אחד לאורך הזמן בסטיות קטנות. בעיה זו ניתנת לפיתרון על ידי כיול המדידה באמצעות שימוש בעקומת כיול המתארת את הסטיות בריכוזי האיזוטופ הרדיואקטיבי אחורה בזמן, עבור אזור גיאוגרפי ספציפי.


גורמים המשפיעים על המדידה

אפקט סוס

מאז המהפכה התעשייתית, עקב שריפת דלקים פוסילים שוחררה לאטמוספרה כמות גדולה של פחמן עתיק. רוב הפחמן הרדיואקטיבי שהיה קיים בדלקים כבר התפרק ולכן מאז המהפכה התעשייתית, יש באופן יחסי, פחות פחמן רדיואקטיבי באטמוספירה. אפקט זה גורם לשינוי יחסי האיזוטופים באטמוספרה ויש להתחשב בהשפעתו בתיארוך של מסות מים צעירות.

ניסויי הגרעין

עקב חתימה של מדינות רבות על אמנה האוסרת עריכת ניסויים גרעינים באטמוספרה, שנכנסה לתוקף בתחילת שנות השישים, הוצאו לפועל במהלך שנות החמישים מספר רב של ניסויים גרעיניים על ידי מדינות רבות. הניסויים הגרעיניים הכניסו לאטמוספרה כמות גדולה של חלקיקים רדיואקטיביים שהעלו מאוד את הריכוז היחסי של הפחמן הרדיואקטיבי.

הריכוזים הללו מהווים סטייה מהריכוז הקבוע יחסית של הפחמן הרדיואקטיבי באטמוספירה, אך למעשה נעשה בהם שימוש למעקב אחרי מסות מים צעירות, מכיוון שסטייה זו מהותית וקלה לזיהוי ולמעשה  מהווה מעיין סיגנל שניתן לעקוב אחריו. כך ניתן לבצע מעקב מדויק אחרי מים ששקעו מפני האוקיאנוס בשנות החמישים ולסמן את התקדמותם.

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים