歷史地質/其他等時線方法

在本文中，我將指出一些其他測年方法，這些方法的工作原理與Rb-Sr 方法相同。沒有閱讀過關於 Rb-Sr 方法的文章的讀者會發現本文幾乎完全無法理解，應該回去閱讀它。

等時線方法概述

我在銣和鍶的背景下介紹了等時線方法。但是，這兩種元素有什麼特別之處嗎？沒有。為了使等時線方法起作用，我們需要三個具有以下特性的同位素。

(1) 一個不穩定的同位素。如果它要用於測定岩石的年代，它應該具有相當長的半衰期，但不能太長，否則它幾乎不會發生任何衰變。以十億年為單位的數字是理想的。在 Rb-Sr 方法中，我們使用的是 ⁸⁷Rb。

(2) 穩定的子同位素 (1) 同位素。在 Rb-Sr 方法中，我們使用的是 ⁸⁷Sr。

(3) 一個與同位素 (2) 相同的元素的同位素，既不是不穩定的，也不是放射性的，因此在一個封閉的系統中，它的數量保持不變。在 Rb-Sr 方法中，我們使用的是 ⁸⁶Sr。

給定一組三個這樣的同位素，我們可以應用與 ⁸⁷Rb、⁸⁷Sr 和 ⁸⁶Sr 完全相同的推理，並且它同樣有效。

同位素

下表顯示了一些可以像銣和鍶一樣用於測年的三同位素組；該表還顯示了母體的半衰期及其衰變模式。數字 (1) (2) 和 (3) 與上面部分中的相同。

方法	(1)	半衰期	衰變模式	(2)	(3)
Rb-Sr	87Rb	48×109 年	負貝塔	87Sr	86Sr
Sm-Nd	147Sm	106×109 年	α衰變	143Nd	144Nd
Lu-Hf	176Lu	36×109 年	負貝塔	176Hf	177Hf
Re-Os	187Re	43×109 年	負貝塔	187Os	186Os
La-Ba	138La	105×109 年	電子俘獲	138Ba	137Ba
La-Ce	138La	105×109 年	負貝塔	138Ce	142Ce
K-Ca	40K	1.2×109 年	負貝塔	40Ca	42Ca
U-Pb	238U	4.5×109 年	衰變鏈	206Pb	204Pb
U-Pb	235U	0.7×109 年	衰變鏈	207Pb	204Pb

註釋

• 我說過同位素 (3) 應該穩定。¹⁸⁶Os 事實上並非穩定，但由於它的半衰期為兩千萬億年，它可能和穩定的一樣。

• 在 Lu-Hf 方法中，同樣，¹⁴⁴Nd 是不穩定的，但它有比¹⁸⁶Os 更長的半衰期。

• 類似地，在 La-Ce 方法中，兩個用於鈰的同位素嚴格來說並非穩定，但它們的半衰期非常長，在所有實際目的中，它們可以被視為穩定的。

• 在使用 K-Ca 方法時，我們必須進行一些微小的數學調整，以考慮我們在 K-Ar 方法文章中提到的這樣一個事實，即⁴⁰K 衰變為⁴⁰Ar 以及⁴⁰Ca。

• 類似地，¹³⁸La 可以透過兩種方式衰變，衰變為¹³⁸Ce 或¹³⁸Ba。從表中可以看出，兩者都容易受到等時線方法的影響。

• 我們在關於放射性衰變的文章中注意到了¹⁸⁷Re 半衰期的特殊性。由於我們只需要考慮它在岩石中的行為，而不是在物理實驗室的複雜裝置中，我們可以將其半衰期視為表中給出的 430 億年。

• U-Pb 有兩項條目，因為我們可以使用兩種母體同位素，²³⁸U 和²³⁵U。每個衰變都透過一個複雜的衰變鏈衰變為（不同的）最終穩定的鉛元素。

• 在實踐中，U-Pb 衰變鏈通常透過等時線測年以外的方法利用，原因將在下一篇文章中解釋。