Článek
V kterém období sestoupily ledovce na úpatí hor a jak rychle posléze ustupovaly do vyšších poloh? Kdy vznikl obrovský sesuv, který přehradil údolí? Jak často došlo k pohyby na zlomu? Otázka času je ve výzkumu vývoje krajiny důležitá. A potřebujeme se dostat do dob, kdy nám kroniky nestačí.
Země je neustále bombardována kosmickým zářením. Velká část kosmického záření pochází ze Slunce, část je ale i ze vzdálenějších koutů Vesmíru. Jak toto kosmické záření prochází zemskou atmosférou, interaguje s celou řadou atomů – kyslíku, dusíku, uhlíku. Díky těmto interakcím vzniká například známý radionuklid uhlíku 14C, který se používá pro datování organického materiálu.
Vynález datování pomocí uhlíku znamenal revoluci v archeologii, ale i geologii a geomorfologii. Ale stále to nebylo úplně ono. Radiokarbonem můžeme datovat maximálně 50 000 let staré vzorky organického materiálu. Avšak díky rozvoji měřících technologií vyplynula nová možnost určení věku tvarů zemského reliéfu, tzv. expoziční datování.
Část kosmického záření proniká atmosféru a dopadá na zemský povrch. Díky tomu vznikají v minerálech zasažených kosmickým zářením atomy prvků, které tam původně nebyly. Takže když vznikne nový povrch (např. původní povrch překryje láva, nebo se odhalí nová plocha díky sesuvu), začne běžet časomíra – postupně narůstá koncentrace těchto nových prvků. A jelikož to zpravidla nejsou stabilní atomy, dochází k jejich rozpadu a přeměně na stabilní prvky, tak se jedná o tzv. radionuklidy. Například se hojně používá radionuklid beryllia – beryllium-10. Ten se rozpadá na stabilní bór
Jednotlivé atomy kosmogenních radionuklidů jsou jako zrnka písku v přesýpacích hodinách. Čím víc zrnek spadne, tím delší časový úsek proběhl. Stejně tak to je se vznikajícími atomy v horninách. Čím starší je povrch, tím více atomů beryllia-10 (10Be) napočítáme v odebraném vzorku horniny.
Díky celé řadě výzkumů víme, jak rychle beryllium-10 v horninách vzniká. Tudíž dokážeme počet atomů přepočítat na věk.
Pro zjišťování stáří povrchů se používá několik různých radionuklidů, nejčastěji 10Be, 26Al, 36Cl. Na rozdíl od uhlíku se pomocí těchto radionuklidů můžeme dostat až několik miliónů let do minulosti.
Jak toto datování probíhá?
Zkusím vám to představit na datování sesuvu. Nejdříve musíme vzít vzorek horniny z povrchu, který chceme datovat. To je například skalnatá plocha, od které se masa sesuvu utrhla. Sesunutím skalnaté masy došlo k vystavení této plochy kosmickému záření a spustila se pomyslná časomíra.
Pro odebrání vzorků se používají velice sofistikované nástroje – majzlík a kladivo. Mnohdy přijde vhod i úhlová bruska s diamantovým kotoučem. Odsekneme kousek skály, do 3 cm tlustý. Většinou stačí 300–400 g. Ne vždy můžeme být při odběru nohama pevně na zemi. Někdy se ke vzorkům musíme spustit na laně.
Kromě odebrání vzorků musíme v terénu naměřit i různé parametry, které následně vstupují do výpočtů. Musíme zjistit, jak je plocha, ze které jsme odebírali vzorek, zastíněná okolním terénem. Zastínění je třeba mít podchycené, protože to ovlivňuje množství dopadajícího kosmického záření. Dále potřebujeme vědět tloušťku odebraných vzorků, přesné polohu a nadmořskou výšku. Samozřejmě si píšeme i další poznámky a děláme fotografie.
Odebrané vzorky pak musíme nachystat v laboratoři. Nejdřív je pomeleme. To, aby se nám lépe rozpouštěly v kyselinách. Používá se například kyselina chlorovodíková, dusičná a hexafluorosilikátová. Pro úplné rozpuštění pak kyselina fluorovodíková. To je taková potvora, která rozežírá i sklo (a tedy i křemen). Po rozpuštění vzorků je musíme ještě dále vyčistit, a nakonec vysrážíme sloučeninu, která obsahuje i náš kýžený radionuklid. Pak můžeme přistoupit na samotné měření. To se provádí na urychlovačovém hmotnostním spektrometru (anglická zkratka AMS – accelerator mass spectrometry).
Když je naměřeno, tak je skoro hotovo. Zbývá jen přepočítat počet atomů na věk. Následně sepsat článek a publikovat ho v prestižním časopise (a pak třeba i zde). To je ale už jiný příběh.
Použitá literatura a něco ke čtení:
Walker, M.J.C., 2005. Quaternary dating methods. J. Wiley, Chichester, West Sussex, England.
