Mida pool elu tähendab evolutsiooniks

Võibolla kõige laialdasemalt kasutatud tõendid evolutsiooniteooria läbi looduslik valik on fossiilide register. Fossiilide register võib olla puudulik ja ei pruugi kunagi täielikult valmis olla, kuid fossiilide registris on evolutsioonile ja sellele, kuidas see juhtub, veel palju vihjeid.

Üks viis, mis aitab teadlastel fossiile õigesse ajastusse paigutada geoloogiline ajakava kasutatakse radiomeetrilist kohtingut. Seda nimetatakse ka absoluutseks tutvumiseks. Teadlased kasutavad säilinud organismi vanuse määramiseks fossiilide või fossiilide ümber olevate kivimite radioaktiivsete elementide lagunemist. See tehnika põhineb poolestusajal.

Poolväärtusaeg on aeg, mille jooksul pooltel radioaktiivsetel elementidel laguneb tütarisotoopideks. Elementide radioaktiivsete isotoopide lagunemisel kaotavad nad radioaktiivsuse ja muutuvad täiesti uueks elemendiks, mida tuntakse tütarisotoobina. Mõõtes originaalse radioaktiivse elemendi hulga suhet tütarisotoobiga, saavad teadlased seda teha määrake, kui palju poolväärtusaegu element on läbi elanud, ja sealt saate välja uurida absoluutse vanuse proov.

Mitmete radioaktiivsete isotoopide poolestusajad on teada ja neid kasutatakse sageli äsja leitud fossiilide vanuse arvutamiseks. Erinevatel isotoopidel on erinev poolestusaeg ja mõnikord võib fossiili veelgi täpsema vanuse saamiseks kasutada mitut olemasolevat isotoopi. Allpool on toodud diagramm sagedamini kasutatavatest radiomeetrilistest isotoopidest, nende poolestusajast ja tütre isotoopidest, milleks nad lagunevad.

Oletame, et leidsite fossiili, mis teie arvates on inimese luustik. Parim radioaktiivne element, mida tänapäeval kasutatakse inimese fossiilide kasutamisel, on süsinik-14. Põhjuseid on mitu, kuid peamised põhjused on see, et süsinik-14 on looduslikult esinev isotoop kõigis eluvormides ja selle poolestusaeg on umbes 5730 aastat, nii et me saame seda kasutada geoloogilise ajaga võrreldes praeguse aja kohta uuemate eluvormide osas kaal.

Sel hetkel peaks teil olema juurdepääs teadusinstrumentidele, millega saaks mõõta radioaktiivsus proovis, nii et laborisse läheme! Pärast proovi ettevalmistamist ja masinasse panemist on teie näidu järgi umbes 75% lämmastikku 14 ja 25% süsinikku 14. Nüüd on aeg need matemaatikaoskused hästi ära kasutada.

Ühel poolestusajal oleks teil umbes 50% süsinik-14 ja 50% lämmastik-14. Teisisõnu, pool (50%) süsinik-14-st, millega alustasite, on lagunenud tütarisotoobiks Lämmastik-14. Kuid teie radioaktiivsuse mõõtevahendi näit ütleb, et teil on ainult 25% süsinikku 14 ja 75% lämmastikku-14, seega peab teie fossiil olema läbi elanud rohkem kui ühe poolestusaja.

Pärast kahte poolestusaega oleks veel üks teie järelejäänud süsinik-14 lagunenud lämmastik-14-ks. Pool 50% -st on 25%, seega oleks teil 25% süsinik-14 ja 75% lämmastik-14. Seda ütles teie näit, nii et teie fossiil on läbinud kaks poolväärtusaega.

Nüüd, kui teate, mitu poolväärtusaega on teie fossiilile möödunud, peate oma poolväärtusaegade arvu korrutama mitu aastat ühe poolväärtusajaga. See annab teile vanuse 2 x 5730 = 11 460 aastat. Teie fossiil on organismist (võib-olla inimesest), kes suri 11 460 aastat tagasi.