Τι Half Life σημαίνει για την εξέλιξη

Ίσως οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες αποδείξεις για το θεωρία της εξέλιξης διά μέσου ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ είναι το αρχείο απολιθωμάτων. Το αρχείο απολιθωμάτων μπορεί να είναι ατελές και δεν μπορεί ποτέ να ολοκληρωθεί πλήρως, αλλά υπάρχουν ακόμα πολλές ενδείξεις για την εξέλιξη και το πώς συμβαίνει μέσα στα απολιθώματα.

Ένας τρόπος που βοηθά τους επιστήμονες να τοποθετούν απολιθώματα στη σωστή εποχή γεωλογική χρονική κλίμακα είναι με χρήση ραδιομετρικής χρονολόγησης. Ονομάζεται επίσης απόλυτη χρονολόγηση, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων μέσα στα απολιθώματα ή στα βράχια γύρω από τα απολιθώματα για να καθορίσουν την ηλικία του οργανισμού που διατηρήθηκε. Αυτή η τεχνική βασίζεται στην ιδιότητα του χρόνου ημιζωής.

Ο χρόνος ημιζωής ορίζεται ως ο χρόνος που χρειάζεται για να εξασθενήσει το ένα μισό του ραδιενεργού στοιχείου σε ένα ισότοπο κόρης. Καθώς τα ραδιενεργά ισότοπα των στοιχείων αποσυντίθενται, χάνουν τη ραδιενέργεια τους και γίνονται ένα ολοκαίνουργιο στοιχείο γνωστό ως ισότοπο κόρης. Μετρώντας την αναλογία της ποσότητας του αρχικού ραδιενεργού στοιχείου στο ισότοπο της κόρης, οι επιστήμονες μπορούν καθορίστε πόσες ημιζωές έχει υποστεί το στοιχείο και από εκεί μπορείτε να υπολογίσετε την απόλυτη ηλικία του δείγμα.

Οι χρόνοι ημιζωής αρκετών ραδιενεργών ισότοπων είναι γνωστοί και χρησιμοποιούνται συχνά για να καταλάβουν την ηλικία των απολιθωμένων απολιθωμάτων. Τα διαφορετικά ισότοπα έχουν διαφορετικούς χρόνους ημίσειας ζωής και μερικές φορές μπορεί να χρησιμοποιηθεί περισσότερο από ένα υπάρχον ισότοπο για να αποκτηθεί μια ακόμη πιο συγκεκριμένη ηλικία ενός απολιθώματος. Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα των κοινώς χρησιμοποιούμενων ραδιομετρικών ισοτόπων, η ημίσεια ζωή τους, και τα κόρη ισότοπα που αποσυντίθενται.

Ας πούμε ότι βρήκατε ένα απολίθωμα που νομίζετε ότι είναι ανθρώπινο σκελετό. Το καλύτερο ραδιενεργό στοιχείο που χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα για ανθρώπινα απολιθώματα είναι το Carbon-14. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους, αλλά οι κύριοι λόγοι είναι ότι το Carbon-14 είναι ένα φυσικό ισότοπο σε όλες τις μορφές ζωής και ο χρόνος ημίσειας ζωής του είναι περίπου 5730 χρόνια, οπότε μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε μέχρι σήμερα για περισσότερες "πρόσφατες" μορφές ζωής σε σχέση με τον γεωλογικό χρόνο κλίμακα.

Θα χρειαστεί να έχετε πρόσβαση σε επιστημονικά μέσα σε αυτό το σημείο που θα μπορούσαν να μετρήσουν το ποσό των ραδιοενέργεια στο δείγμα, τόσο στο εργαστήριο πηγαίνουμε! Αφού προετοιμάσετε το δείγμα σας και το βάλετε στο μηχάνημα, η ανάγνωση σας λέει ότι έχετε περίπου 75% Αζώτου-14 και 25% Ανθρακα-14. Τώρα είναι καιρός να χρησιμοποιήσουμε τις μαθηματικές δεξιότητες.

Σε ένα χρόνο ημίσειας ζωής, θα έχετε περίπου 50% άνθρακα-14 και 50% άζωτο-14. Με άλλα λόγια, το ήμισυ (50%) του Carbon-14 με το οποίο ξεκινήσατε έχει κατακρημνιστεί στο ισοζύγιο κόρης Αζώτου-14. Ωστόσο, η ανάγνωσή σας από το όργανο μέτρησης ραδιενέργειας σας λέει ότι έχετε μόνο 25% άνθρακα 14 και 75% άζωτο-14, επομένως τα απολιθώματα σας πρέπει να έχουν περάσει περισσότερο από έναν χρόνο ημιζωής.

Μετά από δύο ημιζωές, ένα άλλο μισό από το υπόλοιπο Carbon-14 θα είχε αποσυντεθεί σε Αζώτου-14. Το ήμισυ του 50% είναι 25%, έτσι θα έχετε 25% άνθρακα-14 και 75% άζωτο-14. Αυτός είναι ο λόγος της ανάγνωσής σας, έτσι ώστε τα απολιθώματα σας να έχουν υποστεί δύο ημίσεια ζωή.

Τώρα που ξέρετε πόσες ημιπερίεργες έχουν περάσει για τα απολιθώματα σας, θα πρέπει να πολλαπλασιάσετε τον αριθμό των ημιζωών σας κατά πόσους χρόνους είναι σε ένα χρόνο ημιζωής. Αυτό σας δίνει ηλικία 2 x 5730 = 11.460 έτη. Το απολίθωμα σας είναι ενός οργανισμού (ίσως ανθρώπινου) που πέθανε πριν από 11.460 χρόνια.