Datação de samário-neodímio

A datação samário-neodímio é um método de datação radiométrica baseado na desintegração α do isótopo 147 Sm a 143 Nd . A meia-vida de 147 Sm é 1,06 × 10 11 anos.
A constante de decaimento associada λ é 6,54 × 10-12 anos -1 , este valor baixo torna o método adequado para medir idades superiores a um bilhão de anos.

Interesse

As terras raras são resistentes à lixiviação .
O par Sm-Nd não é muito sensível às variações térmicas.

Aplicação a métodos de namoro

Cálculo direto

Notamos a proporção de 143 Nd em comparação com 144 Nd na amostra durante sua formação (supomos que conheçamos sua ordem de magnitude). Na idade notamos e as respectivas proporções de 143 Nd e 147 Sm, em comparação com 144 Nd, estas proporções sendo directamente mensurável. A quantidade de 144 Nd sendo a priori constante. Podemos então calcular usando a seguinte fórmula: ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$ $t$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ $t$

{\ displaystyle t = {\ frac {1} {\ lambda}} \ ln \ left (1 + {\ frac {\ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t} - \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}} } \ right) _ {\ mathrm {0}}} {\ left ({\ frac {{{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right ) _ {t}}} \ certo)}

No entanto, este método está sujeito a incertezas, de modo que, na prática, o método isócrono é o preferido .

Método isócrono

A fórmula vista anteriormente pode ser reescrita ; reconhece-se aí a equação de uma reta cujo coeficiente de direcionamento é igual , que permite calcular a idade da rocha. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t} = \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}} + (e ^ {\ lambda \ cdot t} - 1) \ cdot \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle e ^ {\ lambda \ cdot t} -1}$ $t$

Portanto, se conseguirmos medir e para diferentes amostras que se formaram ao mesmo tempo com o mesmo valor inicial da razão , por exemplo, diferentes minerais da mesma rocha, podemos, graças a uma regressão linear, obter uma equação à direita chamado de isócrono do coeficiente diretor . A idade procurada é então . ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$ ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$ $\alfa$ $t$ ${\ displaystyle t = {\ frac {\ ln (\ alpha +1)} {\ lambda}}}$

Este método tem a vantagem de poder geralmente voltar à diferenciação magmática, pois o sistema Sm-Nd não é muito sensível à temperatura. Por outro lado, esses dois elementos têm comportamentos químicos muito semelhantes e, portanto, as relações variam pouco de acordo com as várias amostras, o que torna a regressão linear menos precisa. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {147} \ mathrm {Sm}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {t}}$

Método de idade do modelo

O método consiste em extrapolar o valor inicial da quantidade escolhendo aquele obtido para meteoritos. Este método assume que o neodímio presente na Terra inicialmente tinha a mesma distribuição isotópica que nos condritos . Uma comparação com a razão obtida para a amostra a ser datada dá então sua idade. ${\ displaystyle \ left ({\ frac {{} ^ {143} \ mathrm {Nd}} {{} ^ {144} \ mathrm {Nd}}} \ right) _ {\ mathrm {0}}}$

Formulários

De basalto trazido da Missão Lunar , a Apollo 17 foi datada usando o sistema samário-neodímio usando o método isócrono.

Referências

Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ), Jean Bernard-Griffiths, Gérard Gruau 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. 2 ("O método de samário-neodímio").

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")