Datação lutécio-háfnio

A datação lutécio-háfnio é um método de datação radiométrica baseado na radioatividade β - o isótopo 176 Lu a 176 Hf . A meia-vida de 176 Lu é 3,86 × 10 9 anos (a constante de decaimento associada é λ = 1,80 × 10 −9 a −1 ); o método pode, portanto, ser usado para determinar idades da ordem de um bilhão de anos. No entanto, seu uso apresenta dificuldades técnicas.

Princípio

A desintegração de 176 Lu em 176 Hf fornece um cronômetro para obter a idade de uma amostra.

Método isócrono

Em uma determinada idade e para diferentes amostras com a mesma origem geológica, temos a relação: $t$

{\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t} = (e ^ {\ lambda t} -1) \, \ left ({\ frac {{} ^ {176} \ mathrm {Lu}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t} + \ left ({\ frac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {0}}

onde , e denotam respectivamente a proporção medida experimentalmente de 176 Hf em relação a 177 Hf (cuja quantidade permanece estável ao longo do tempo), a de 176 Lu e a proporção inicial de 176 Hf; reconhecemos aí a equação de uma linha reta cujo coeficiente diretor a é igual e a interceptação y de b é igual (geralmente chamada de "proporção inicial"). ${\ displaystyle y = \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle x = \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Lu}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle b = \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {0}}$ $y = ax + b$ ${\ displaystyle e ^ {\ lambda t} -1}$ ${\ displaystyle \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {0}}$

Consequentemente se conseguirmos medir e em diferentes amostras que se formaram ao mesmo tempo com o mesmo valor inicial da razão inicial, por exemplo diferentes minerais da mesma rocha, podemos, graças a uma regressão linear, obter uma equação da reta chamado de isócrono, com coeficiente diretor a e intercepto y b . A idade procurada é então: ${\ displaystyle \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Lu}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$ $t$

{\ displaystyle t = {\ frac {\ log (1 + a)} {\ lambda}}}

O relatório inicial também é útil, para discutir a origem da rocha estudada (sua petrogênese ). ${\ displaystyle \ left ({\ tfrac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {0} = b}$

Desvantagens do método

A concentração de lutécio na maioria das rochas é baixa, geralmente inferior a 1 ppm , o que torna as medições difíceis;
A proporção varia pouco de acordo com as diferentes amostras, o que torna a regressão linear pouco precisa; ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {176} \ mathrm {Lu}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$
A espectrometria de massa do háfnio é difícil, o que torna a medição de . ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {176} \ mathrm {Hf}} {{} ^ {177} \ mathrm {Hf}}} \ right) _ {t}}$

O método lutécio-háfnio, portanto, requer mais meios tecnológicos do que outras técnicas, como a datação por rubídio-estrôncio .

Formulários

A idade dos gnaisses de Amitsoq (sv) foi estimada em 3,55 bilhões de anos através da datação lutécio-háfnio, este resultado é consistente com os obtidos nessas mesmas rochas pelos métodos urânio-chumbo e rubídio-estrôncio .

Bibliografia

Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ) Et al. ( pref. Jean Coulomb ), Métodos de datação por fenômenos nucleares naturais , Paris, Éditions Masson , col. "Coleção CEA ",1985, 631 p. ( ISBN 2-225-80674-8 ).
Philippe Vidal ( pref. Jean Aubouin), Geoquímica , Dunod , col. "Sup Sciences",1998( 1 st ed. 1994), 190 p. , cap. 4 ("isótopos radiogênicos")

Notas e referências

Notas

Uma pequena parte (cerca de 3 % ) dos 176 átomos de Lu decaem em 176 Yb por captura eletrônica , veja o trabalho do CEA citado na bibliografia.

Referências

Etienne Roth ( eds. ), Bernard Poty ( eds. ), Ted Rees et al. ( pref. Jean Coulomb ), Métodos de datação por fenômenos nucleares naturais , Paris, Éditions Masson , col. "Coleção CEA ",1985, 631 p. ( ISBN 2-225-80674-8 ) , cap. 5 ("Método Lutetium hafnium").
(in) Vinciane Debaille, James Van Orman, Qing-Zhu Yin e Yuri Amelin, " O papel dos fosfatos para a cronologia Lu-Hf dos meteoritos " , Earth and Planetary Science Letters , vol. 473,1 r setembro 2017, p. 52-61 ( DOI 10.1016 / j.epsl.2017.05.039 ).