Hvad halveringstid betyder for evolution

Det måske den mest anvendte bevis for evolutionsteori igennem naturlig selektion er fossil rekord. Den fossile registrering er muligvis ufuldstændig og måske aldrig fuldstændig afsluttet, men der er stadig mange ledetråde til evolution, og hvordan det sker inden for fossilrekorden.

En måde, der hjælper forskere med at placere fossiler i den rigtige æra på geologisk tidsskala er ved hjælp af radiometrisk datering. Også kaldet absolut datering, bruger forskere forfaldet af radioaktive elementer i fossilerne eller klipperne omkring fossilerne til at bestemme alderen på den organisme, der blev bevaret. Denne teknik er afhængig af halveringstidens egenskab.

Halveringstid defineres som den tid det tager for halvdelen af ​​et radioaktivt element at henfalde til en datterisotop. Når radioaktive isotoper af elementer forfalder, mister de deres radioaktivitet og bliver et helt nyt element kendt som en datterisotop. Ved at måle forholdet mellem mængden af ​​det originale radioaktive element og datterens isotop, kan forskere bestemme, hvor mange halveringstider elementet har gennemgået, og derfra kan finde ud af den absolutte alder på prøve.

Halveringstiden for adskillige radioaktive isotoper er kendt og bruges ofte til at finde ud af alder på nyligt fundne fossiler. Forskellige isotoper har forskellige halveringstider, og nogle gange kan mere end en nuværende isotop anvendes til at få en endnu mere specifik alder for en fossil. Nedenfor er et diagram over almindeligt anvendte radiometriske isotoper, deres halveringstid og datterens isotoper, de forfalder til.

Lad os sige, at du har fundet et fossil, du synes er et menneskeligt skelet. Det bedste radioaktive element, der er anvendt til dags dato, er carbon-14. Der er flere grunde til, men hovedårsagerne er, at Carbon-14 er en naturligt forekommende isotop i alle livsformer og dens halveringstid er ca. 5730 år, så vi er i stand til at bruge den til at datere mere "nyere" livsformer i forhold til den geologiske tid vægt.

Du bliver nødt til at have adgang til videnskabelige instrumenter på dette tidspunkt, der kan måle mængden af radioaktivitet i prøven, så vi går videre til laboratoriet! Når du har forberedt din prøve og lagt den i maskinen, siger din aflæsning, at du har cirka 75% nitrogen-14 og 25% carbon-14. Nu er det på tide at bruge disse matematikfærdigheder til god brug.

Ved en halveringstid ville du have ca. 50% carbon-14 og 50% nitrogen-14. Med andre ord har halvdelen (50%) af Carbon-14, du startede med, henfaldet til datterens isotop Nitrogen-14. Imidlertid siger din aflæsning fra dit måleinstrument for radioaktivitet, at du kun har 25% kulstof-14 og 75% kvælstof-14, så dit fossil skal have været i mere end en halveringstid.

Efter to halveringstider ville en anden halvdel af din rest Carbon-14 være henfaldet til nitrogen-14. Halvdelen af ​​50% er 25%, så du ville have 25% carbon-14 og 75% nitrogen-14. Dette er, hvad din aflæsning sagde, så din fossil har gennemgået to halveringstider.

Nu hvor du ved, hvor mange halveringstider der er gået for din fossil, skal du multiplicere dit antal halveringstider med hvor mange år der er i en halveringstid. Dette giver dig en alder på 2 x 5730 = 11.460 år. Din fossil er af en organisme (måske menneskelig), der døde for 11.460 år siden.