4 Geokronologi
Geokronologi är vetenskapen om åldersdatering av bergarter, mineraler, stenar, fossiler och sediment med breda tillämpningar inom geovetenskaperna, inklusive mätningar av isotopförhållandet med hjälp av noggranna och exakta masspektrometriska tekniker (Becker, 2007; De Laeter, 2001; Platzner, 1997). De fysikaliska metoderna för geokronologi bygger på det radioaktiva sönderfallet av instabila isotoper (moderisotoper) till stabila isotoper (dotterisotoper) såsom 87Rb till 87Sr, 238U till 206Pb, 232Th till 208Pb, 235U till 207Pb, 147Sm till 143Nd, 187Re till 187Os, 176Lu till 176Hf eller 40K till 40Ar. Det finns ett stort antal artiklar om geologisk vetenskap, inklusive elementbestämning, isotopanalys (Böhlke et al., 2005; De Laeter, 2001; Faure, 2005; Jackson et al, 2004; Nelson och McCulloch, 1989; Platzner, 1997; Tiepolo, 2003) och åldersdatering med hjälp av oorganisk masspektrometri; därför kommer endast några relevanta arbeten att diskuteras för att karakterisera det aktuella forskningsläget.
U-Pb-, Th-Pb- och Pb-Pb-metoder för åldersdatering
Åldersdatering med hjälp av U-, Th- och Pb-metoderna bygger på det radioaktiva sönderfallet av 238U, 235U, och 232Th-isotoper (som moderisotoper i en kedja av radioaktiva döttrar som slutar med stabila isotoper av radiogent bly) respektive 206Pb, 207Pb och 208Pb via de välkända uran- och toriumförfallslederna. Dessa dateringsmetoder är de mest kända, mångsidiga och värdefulla geokronologiska metoderna. Till exempel ger sönderfallet av 238U med en halveringstid på t1/2 ~ 4,5 × 109 a upphov till uran-serien (uran-radium-sönderfallslinjen) via åtta α (4He)-sönderfall och sex β–sönderfall, som inkluderar 234U som en intermediär dotterisotop och slutar i stabilt 206Pb. U:s och Pb:s nukleosyntetiska egenskaper, tillsammans med sammankopplingen mellan dessa grundämnen genom två radioaktiva sönderfallskedjor, är den grund på vilken U/Pb-systemet kunde ge ett unikt bidrag till isotopvetenskapen (De Laeter, 2011):
där Q representerar summan av sönderfallsenergierna (Q = 47,4 MeV/atom) (Faure, 1986).
Sönderfallet av den radioaktiva nukliden 238U till den stabila isotopen 206Pb i ett slutet system beskrivs av följande ekvation:
med 206Pb/204Pb = förhållandet mellan blyisotoperna vid den aktuella tidpunkten t; (206Pb/204Pb)0 = det initiala isotopförhållandet som införlivades i systemet vid tidpunkten för dess bildning för t år sedan, dvs.dvs. (t = 0), (238U/204Pb) = förhållandet mellan moderisotopen 238U och dotterisotopen 204Pb vid den aktuella tidpunkten t
λ = sönderfallskonstanten för 238U (1.55 × 10-10 a-1),
t = den tid som förflutit sedan systemet stängdes för U och Pb.
Samma ekvationer beskriver sönderfallet av 235U till radiogen 207Pb och 232Th till 208Pb.
Sönderfallet av 235U (t1/2 ~ 0,72-109 a) ger upphov till aktiniumserien, som slutar i den stabila isotopen 207Pb efter emission av sju α-sönderfall och fyra β–sönderfall:
med Q = 45,2 MeV/atom.
Upptäckten av kärnklyvningen av 235U ledde till utveckling av kärnreaktorer och isotopundersökningar av Oklo naturliga reaktorer. Masspektrometern är isotopvetenskapens moderna Rosettasten, som har gjort det möjligt att dechiffrera de isotopiska hieroglyferna i U/Pb-systemet för att avslöja nya horisonter i vår förståelse av naturen (De Laeter, 2011).
Sönderfallet av 232Th (t1/2 ~ 1.41 × 1010 a) via thoriums sönderfallslinje resulterar i emission av sex alfa- och fyra betapartiklar som leder till bildandet av den stabila och vanligaste blyisotopen 208Pb:
med Q = 39.8 MeV/atom.
Varje sönderfallskedja av 238U, 235U och 232Th leder alltid till bildandet av en specifik stabil blyisotop med olika massa, nämligen 206Pb, 207Pb respektive 208Pb. Dessa sönderfall ger tre olika oberoende geokronometrar. De resulterande åldrarna 207Pb/235U, 206Pb/238U och 208Pb/232Th bestämdes inte bara på gamla uranrika och toriumrika mineraler, utan även åldern 207Pb/206Pb kan bestämmas, eftersom detta isotopförhållande förändras systematiskt med tiden på grund av de olika sönderfallshastigheterna hos de två moderisotoperna av uran. Det banbrytande arbetet med 207Pb/206Pb-åldersbestämning utfördes av Nier et al. (1941). Författarna fastställde 207Pb/206Pb-åldern till 2,57 ± 0,07 109 från monazitrika prover (från Huron-distriktet i Kanada). Man fann att 207Pb/206Pb-åldern var mer tillförlitlig än andra åldrar eftersom 207Pb/206Pb-systemet är mindre allvarligt påverkat av den senaste radiogena Pb-förlusten. Pb-Pb-åldern för en bergart uppskattas sedan från den isokrona som konstrueras i diagrammet över isotopsammansättningen av 207Pb/204 Pb jämfört med 206Pb/204Pb för olika mineral av samma ålder.
TIMS användes under många decennier som standardanalytisk teknik för de flesta geokronologiska ändamål. Idag har förutom TIMS även SIMS och LA-ICP-MS använts i allt större utsträckning, till exempel för geokronologiska undersökningar in situ av mycket gamla zirkon- och monazitkristaller eftersom båda mineralerna är rika på uran (Hirata och Nesbitt, 1995). Avbildning av radiogena isotoper och grundämnen genom SIMS eller LA-ICP-MS och särskilt genom katodoluminescens på polerade zirkoner gör det möjligt att karakterisera tillväxtzoner och därmed vägleda efterföljande in situ-analyser (inklusive geokronologi av zirkon i 20-30 μm-området). Jeffries et al. (2006) samlade in zirkoner från tefra (fragment av vulkaniska bergarter) från två separata geografiska platser men från samma stratigrafiska horisont. 207Pb/206Pb-isotopförhållandena plottades i Tera-Wasserburgs concordia-diagram mot 238U/206Pb-isotopförhållandet från två geologiska prover som mättes med LA-ICP-MS, vilket resulterade i U-Pb-åldrarna 14,35 ± 0,27 Ma och 14,15 ± 0,14 Ma (Ma – miljoner år) (Jeffries et al., 2006). Generellt sett inkorporerar zirkon inte överdrivet mycket vanligt Pb i sitt gitter under kristallisationen. Därför utför många laboratorier inte en gemensam Pb-korrigering av sina U-Pb-data på grund av problem med isobariska interferenser (t.ex. av den stabila 204Pb-isotopen med 204Hg-isotopen). Jeffries et al. (2006) minskade denna föroreningskälla genom att införliva en guldfälla i bärgasledningen och absorberade Hg-spår från bärgasen. Den 238U/206Pb-ålder som bestäms med hjälp av detta tillvägagångssätt i LA-ICP-MS kan visas vara exakt.
En ny analysmetod för bestämning av U-Pb-åldrar och Hf-isotopsammansättningar på zirkonreferensstandarder (t.ex, CZ3 är ett enskilt zirkonkorn med ädelstenskvalitet från Sri Lanka) och ett naturligt zirkonprov beskrevs med hjälp av MC-ICP-MS (Nu Plasma, Nu Instruments) kopplat till ett excimer 193 nm laserablationssystem (Xia et al., 2011). Denna LA-ICP-MS-teknik möjliggör en kvasi-simultan mätning av zirkons U-Pb- och Hf-isotopsammansättningar på samma enda punkt (vid 40 μm i diameter).
Blygeokronologin in situ av LA-ICP-MS med hjälp av en ICP-SFMS med dubbelfokuserat sektorfält (Finnigan Element) med en Nd-YAG-laser vid en våglängd på 213 nm för tre zirkonkristaller med olika åldrar (150, 294 och 577 Ma) och följaktligen olika halter av radiogent bly på 0,7, 10 respektive 40 μg g-1, beskrevs av Tiepolo (2003). Med en laserstrålens fläckstorlek på 40 μm var det möjligt att utföra in situ Pb-geokronologi med en intern precision på 1,1 % (Pb-koncentrationen var cirka 40 μg g-1). En rumslig upplösning på 20 μm kan antas för relativt Pb-rika zirkoner även om den interna precisionen är cirka 1,5 gånger lägre än med en laserfläcksstorlek på 40 nm (Tiepolo, 2003).
Bortsett från studier av zirkonsammansättning (Becker och Dietze, 1986) och åldersdatering (Li m.fl., 2001) är mikrolokala analyser den metod som föredras för att dechiffrera det geologiska materialet. Till exempel stämmer 206Pb/238U-åldern för enskilda zirkonkorn (1 846 ± 0,072 Ma) uppmätt med kvadrupolbaserad LA-ICP-MS överens med TIMS-värdet (1 884 ± 0,005 Ma). På ett enskilt zirkonkorn, med en diameter på mindre än 100 μm, kan mineralets ålder bestämmas med U-Pb- och/eller Pb-Pb-åldersdateringstekniker, t.ex. med hjälp av TIMS efter kemisk separation av analyter eller direkt med LA-ICP-MS om eventuella isobariska interferenser beaktas noggrant (Becker et al. 2007b; Wetzel et al., 1983). De U-Pb-åldrar som uppmätts in situ med en känslig jonmikrosond med hög massupplösning (SHRIMP) av flera zoner i en zirkonkristall (med en diameter på 200 μm) från en leukokratisk gnejs från Narryer Gneiss-terranen i västra Australien registrerar flera höggradiga termiska händelser mellan 3,94 och 4,19 Ma, vilket konstaterades av Nelson et al. (2000). Flera tillämpningar av SHRIMP för geokronologiska studier, särskilt för åldersdatering av zirkoner (inklusive zirkoner från månen), monazit, apatit, perovskit, retil och andra mineraler beskrivs av olika arbetsgrupper (Cocheri et al, 2005; Compston, 1996; Compston et al., 1983; Ireland och Wlotzka, 1992; Nelson et al., 2000; Zeitler et al., 1989).
SIMS och LA-ICP-MS gör det möjligt att karakterisera inte bara U-rika mineraler utan även Th-rika mineraler in situ för att erhålla exakta U/Th-Pb-åldrar. Ett viktigt krav för att få fram en exakt ålder är en noggrann bestämning av 207Pb/206Pb- och 206Pb/238U-förhållandena. Potentialen för U-Pb-datering av mineralet perovskit med förhöjd U- och Th-halt, vilket gör det till en potentiellt användbar geokronometer, studerades av Cox och Wilton (2006). På grund av bristen på en lämplig perovskitstandard för åldersdatering användes zirkonstandardreferensmaterial för kalibrering av isotopförhållandemätningar. Cox och Wilton fann att den viktade medelåldern 206Pb/238U från Oka-karbonatiten, Quebec, Kanada, på 131 ± 7 Ma stämmer överens med publicerade geokronologiska data från regionen. Författarna föreslog att LA-ICP-MS-datering av perovskit skulle kunna vara en användbar analysteknik. Den låga kostnaden och den relativa snabbhet med vilken denna typ av åldersbestämning kan utföras bör göra LA-ICP-MS till ett attraktivt alternativ till ID-TIMS och SHRIMP (Cox och Wilton, 2006).
Ionmikrosondernas U-Pb-datering i zirkon, monazit och av en dinosaurietand med en rumslig upplösning på 5-15 μm med hjälp av NanoSIMS beskrevs av Sano och medarbetare (Sano et al, 2006a, 2006b; Takahata et al., 2006).
Rb-Sr-metoden för åldersdatering
Den geokronologiska Rb-Sr-metoden bygger på det radioaktiva β-fallet av 87Rb till isobar 87Sr (den radioaktiva 87Rb-isotopen har en naturlig isotophalt på 27,85 % och en halveringstid på 4,88. 1010 år). Tillväxten av radiogen 87Sr i ett Rb-rikt mineral och förändringen av strontiumisotopförhållandet kan härledas från den allmänna ekvationen för radioaktivt sönderfall som beskrivs i (Becker, 2007; De Laeter, 2001)
med
87Sr0 är antalet 87Sr-atomer som finns vid t = 0 och
87Sr/86Sr = förhållandet mellan dessa strontiumisotoper vid den aktuella tidpunkten t
(87Sr/86Sr)0 = det ursprungliga förhållandet mellan dessa strontiumisotoper vid den tidpunkt (t = 0) då systemet stängdes för Rb och Sr
(87Rb/86Sr) = förhållandet mellan dessa isotoper vid den aktuella tidpunkten t
λ = sönderfallskonstanten för 87Rb (1.42 × 10-11 a-1),
t = den tid som förflutit sedan systemet stängdes för Rb och Sr.
Då förekomsten av 87Sr i rubidiumrika bergarter förändras med tiden på grund av det radioaktiva β-sönderfallet av 87Rb som en funktion av den primordiala rubidiumkoncentrationen och mineralets ålder är förekomsten av den stabila 86Sr-isotopen, och följaktligen förhållandet 86Sr/88Sr, konstant i naturen. Därför används ofta det konstanta 86Sr/88Sr-isotopförhållandet för en intern standardisering (korrigering av massbias) vid mätningar av strontiumisotopförhållandet av 87Sr/88Sr. I rubidium-strontiumåldersdateringsmetoden mättes isotopförhållandena 87Sr/86Sr och 87Rb/86Sr masspektrometriskt (huvudsakligen med TIMS eller ICP-MS) och det primordiala strontiumförhållandet (87Sr/86Sr)0 vid t = 0 och stenens ålder t kan härledas från isokronen . Mineralernas ålder kommer att bestämmas utifrån isokronens lutning (e-λt-1). Rb-Sr-åldersdatering är idag en etablerad geokronologisk teknik med hjälp av masspektrometri (TIMS och ICP-MS efter analysseparation) för Rb-haltiga bergarter och mineraler (t.ex. granit, biotit, fältspat, glimmer, sediment m.m.).
Dubbelfokuserande sektorfält-ICP-MS tillämpades för åldersdatering av geologiska prover från Egypten via strontiumisotopkvotsmätningar efter uppslutning och separation av Rb och Sr genom extraktionskromatografi via kroneter. Rb-Sr-åldern för geologiska prover från olika arkeologiska platser i Egyptens östra öken bestämdes med hjälp av en Rb/Sr-isokron till 455 ± 34 Ma (Zoriy et al., 2003). Nebel och Mezger rapporterade om omvärderingen av standard K-fältspat NBS SRM 607, som i stor utsträckning används som referensmaterial för högprecisions-, Rb/Sr- och Sr-isotopkvotsmätningar med MC-ICP-MS och TIMS (Nebel och Mezger, 2006). Standardernas Rb-Sr-förhållanden erhölls genom isotoputspädningsteknik. Rubidiummätningarna utfördes på en MC-ICP-MS (Micromass Isoprobe); strontiumisotopförhållandena bestämdes med MC-TIMS (Triton, Thermo Fisher Scientific).
Biotit är vanligen ett primärt magmatiskt mineral i granitoider och används i stor utsträckning för åldersdatering av Rb-Sr (men även för K-Ar). Vid vittring av biotit frigörs oorganiska näringsämnen som är viktiga för växttillväxt och Sr-isotoper som är användbara för att spåra regionala och globala hydrologiska cykler (Erel et al., 2004). Under omvandlingen till oxiderad biotit frigjordes 87Sr och 40Ar företrädesvis i förhållande till Rb respektive K via diffusion i fast tillstånd genom biotitgitteret, vilket resulterade i en drastisk minskning av den ursprungliga isotopåldern. Sr-isotopförhållanden under komplexa vittringsprocesser studerades till exempel med MC-TIMS (VG 54-30, utrustad med 9 Faradaykoppar) (Joeng et al., 2006).
Sm-Nd-metoder för åldersdatering
Samarium och neodym är sällsynta jordartsmetaller (REEs) där den stabila 147Nd-isotopen bildas från moderisotopen 147Sm (t1/2 = 1,06 × 1011 a) genom alfadesfall. Sm-Nd-åldersdatering har tillämpats i stor utsträckning i geokemiska och geokronologiska studier (Faure, 2005; Li et al., 2011). Den långa halveringstiden för 147Sm gör det möjligt att åldersdatera extremt gamla geologiska prover. För denna uppgift krävs Nd-isotopmätningar med hög precision som är bättre än (0,005 %). Båda de sällsynta jordartsmetallerna är vitt spridda i mineraler och bergarter med koncentrationer i det låga μg g-1-området och lägre. Den ursprungliga tillämpningen av Sm-Nd-metoden fokuserade på kosmokemiskt arbete för att karakterisera meteoriter och månprover. Den geokronologiska tekniken gör det möjligt att datera magmatiska bergarter, achondriter och chondriter meteoriter upp till prekambrisk ålder. Den isotopiska utvecklingen av Nd i jorden beskrivs genom sönderfallet av 147Sm i en ”chondritisk enhetlig reservoar”, så kallad CHUR (Faure, 2005).
Multiple-collector (MC) TIMS och MC-ICP-MS används för närvarande för exakt mätning av isotopförhållandena för neodym, med en intern och extern noggrannhet på ca 0,002 % respektive ca 0,005 %. Nyligen beskrev Li och medarbetare en MC-TIMS-metod med Triton-instrumentet för direkt bestämning av 143Nd/144Nd-isotopförhållandena i REE-fraktionen för geologiska prover utan separation av Sm-Nd (Li et al., 2011). Denna metod hade tidigare utvecklats för exakt isotopanalys med MC-ICP-MS (Yang et al., 2010).
Lu-Hf-metoder för datering
Det har erkänts att Lu-Hf-isotopsystemet i zirkon är ett kraftfullt verktyg för att tyda jordens utveckling av jordskorpan och manteln (Hakesworth och Kemp, 2006; Harrison et al., 2005; Kinny och Maas, 2003). Zirkon innehåller normalt 0,5-2 viktprocent Hf, vilket resulterar i ett extremt lågt Lu/Hf-förhållande (176Lu/177Hf <0,002) och följaktligen en försumbar radiogen tillväxt av 176Hf på grund av β- sönderfall av 176Lu. Därför kan 176Hf/177Hf-förhållandet hos zirkon betraktas som det ursprungliga värdet när den kristalliserade. LA-ICP-MS med användning av ett instrument med flera jonkollektorer har använts för att studera den isotopiska sammansättningen av hafnium i zirkon och baddeleyitstandarder i U-Pb-geokronologi (Wu et al, 2006).
Re-Os-metoden för datering
Re-Os-metoden är av särskilt intresse för datering av mycket gamla Re-rika malmer, mineraler eller meteoriter, där 187Os bildas genom β- sönderfallet av den långlivade 187Re-isotopen med en halveringstid på 4,23 × 1010. År 1937 utförde Nier en isotopanalys av osmium med hjälp av OsO4 (Nier, 1937). Hintenberger et al. (1954) hittade det första beviset på starkt anrikat 187Os (~99,5 %) i molybdenit. Sedan dess har 187Os använts som en kraftfull geokemisk spårare som mäts via den känsliga och exakta isotopanalysen av Os (Meisel et al., 2001; Völkening et al., 1991). Höganrikat 187Os (som bildas på grund av radioaktivt sönderfall av 187Re) kan framställas från prekambriska Re-rich malmer med låg ursprunglig osmiumhalt (Boulyga et al., 2002a). Herr et al. (Herr och Merz, 1955; Herr et al, 1961) visade att Re-Os-metoden kan användas för att datera järnmeteoriter och jordiska prover som molybdenit.
Åldern på ett mineral kan beräknas via isokrontekniken med hjälp av
med
187Os/186Os = förhållandet mellan dessa osmiuimisotoper vid den aktuella tidpunkten
(187Os/186Os)0 = ursprungligt förhållande. av dessa osmiumisotoper vid den tidpunkt då systemet stängdes för Re och Os (t = 0)
(187Re/186Os) = förhållandet mellan dessa isotoper vid nuvarande tidpunkt
λ = sönderfallskonstant för 187Re (1.5 × 10-11 a-1),
t = den tid som förflutit sedan systemet stängdes för Re och Os.
Ett högt anrikat naturligt 187Os-prov med en isotophalt på 99,44 % (Becker och Dietze, 1995) (IUPAC-tabellvärde: 1,96 % (1999)) karakteriserades med ICP-QMS i flera europeiska laboratorier i jämförelse med SIMS, SNMS och GDMS med god överensstämmelse. Den bästa precisionen för en isotophaltsmätning av 187Os erhölls 1995 med SIMS med en enda jonkollektor (CAMECA 4f IMS; 187Os = 99,46 ± 0,01%). Boulyga et al. (2002a) undersökte 187Os-berikade naturliga Os-prover som mättes med ICP-MS med dubbelfokuserande sektorfält med enkeljon- och flerjonkollektorsystem i författarens laboratorium och liknande arbete utfördes också av Halicz vid Geological Survey Israel. De 187Os-förekomster, t.ex. 98,93 %, som erhållits med olika instrumentering visade sig stämma väl överens. Denna anrikning av 187Os i båda proverna är resultatet av β-avklingningen av 187Re i gamla mineraler. Precisionen för mätningar av 188Os/192Os isotopförhållandet på det metalliska osmiumprovet var 0,09 % för ICP-MS med dubbelfokuserande sektorfält med en enda jonkollektor, 0,08 % för quadrupol-ICP-MS med en hexapolkollisionscell (ICP-CC-QMS) och 0,003 % med hjälp av MC-ICP-MS från Nu Instruments (Boulyga et al., 2002a). In situ Os isotopförhållandeanalys av iridosminer med en precision för mikrolokal isotopförhållandemätning på 0,05 % utfördes av Hirata och medarbetare med LA-MC-ICP-MS med hjälp av VG Plasma 54 (Hirata et al., 1998). Pearson et al. (2002) rapporterade om in situ-mätningar av Re-Os-isotoper i mantelsulfider med LA-MC-ICP-MS (Nu Instrument) och i molybdenit i jämförelse med NTIMS av Selby och Creaser (2004).
Kalium-argon/kalciumsystemet
Kalium-argonåldersdateringstekniken som skapades av Aldrich och Nier (1948) är en av de tidigaste geokronologiska metoderna där man använder sig av gaskällans masspektrometri för att bestämma det radiogena 40Ar i kaliumrika mineraler. 40K är en radioaktiv nuklid med en halveringstid på t1/2 = 1,26 × 109 a, varav 11,2 % sönderfaller till 40K genom elektroninfångning och 88,8 % till 40Ca. Båda sönderfallen kan användas för geokronologiska studier.
En statisk massspektrometer med gaskälla kombinerades med argonextraktion online (Dalrymple och Lanphere, 1969). Uppenbarligen är moderradionukliden 40K mindre riklig (0,017 %). K förekommer rikligt i de flesta mineral och argon är en sällsynt ädelgas i mineral. Därför är K-Ar-geokronometern en mycket användbar teknik som idag används på K-haltiga mineraler och på bergarter som behåller radiogen argon kvantitativt. K-Ar-geokronologi tillämpas för datering av biotiter, muskoviter och hornblände från plutoniska magmatiska metamorfa bergarter och fältspat från vulkaniska bergarter av yngre material upp till prekambrisk ålder (Faure, 2005).
Svårigheter vid K-Ar-åldersdatering uppstår på grund av Ar-förlusten från olika mineralfaser, t.ex. fältspat eller biotit, som är högre än i hornblände, vilket resulterar i en felaktig datering av bergarter (Hart, 1964).
Om 40Ca är den vanligaste naturligt förekommande Ca-isotopen med en isotophalt på 96,93 % och Ca är ett rikligt förekommande grundämne i jordskorpan, medan modernukliden 40K (0.017 %) är en kaliumisotop med låg förekomst, är anrikningen av 40Ca på grund av radioaktivt sönderfall av 40K i geologiska prover mycket liten och följaktligen är det ytterst svårt att upptäcka radiogent 40Ca i närvaro av ”vanligt” Ca. Dessutom kan det finnas fraktioneringseffekter av Ca-isotoper i material från jorden och andra kroppar i solsystemet (Russell et al., 1978) och fraktioneringseffekter under provberedning och masspektrometriska mätningar (instrumentell isotopfraktionering), så att K-Ca-systemet är mindre robust och svårare att använda för geokronologi, utom för speciella tillämpningar. Problemen med att använda K-Ca-geokronometern för petrogena studier och arkeiska micor på liknande sätt som Rb-Sr-systemet med hjälp av MC-TIMS undersöktes av Nelson och McCulloch (1989a) och Fletcher et al. (1997a,b). Det är osannolikt att K-Ca-metoden kommer att ersätta K-Ar- och Rb-Sr-teknikerna för datering av kristallina magmatiska bergarter eftersom den är svårare att tillämpa och att uppnå jämförbar precision (Faure, 2005).
14C-datering
14C med en halveringstid på 5730 a produceras av växelverkan mellan neutroner från kosmiska strålar via en (n,p)-reaktion med 14N och utsätts för β- sönderfall för att bilda den stabila 14N-isotopen. 14C är den viktigaste kosmogena radionukliden för åldersdatering av kolhaltigt material. För att karakterisera nyare prover är koldioxiddatering via 14C med hjälp av acceleratormasspektrometri (AMS) den metod som används för att mäta 14C i prover som producerats av nedfall från kärnvapenexplosioner (t.ex. inom rättsmedicinen) (Kutschera, 2005). Denna teknik gör det möjligt att studera 14C-variationer före och efter bomben i moderna torvprofiler (upp till en ålder av 400 a) för att bygga upp åldersdjupmodeller (Goslar et al., 2005). Åldersdatering av moderna prover är möjlig genom exakta kolmätningar med hjälp av AMS på grund av den stora kärnbomstoppen i den atmosfäriska 14C-koncentrationen, integrerad över ett visst tidsintervall med den längd som är specifik för torvsektionen. I de torvlager som täcks av bombtoppen kan kalenderåldern för enskilda torvprover bestämmas nästan med en noggrannhet på 2-3 år (Goslar et al., 2005). Radiokoldatering användes till exempel för att bestämma åldern på den berömda ismannen ”Ötzi” genom att analysera små bitar av vävnad och ben. 14C/12C-mätningar med AMS visade att Ötzi levde för 5100-5350 år sedan (Kutschera 2005). Förutom koldioxiddatering används 14C i klimatstudier, biomedicinska tillämpningar och många andra områden. (Hellborg och Skog, 2008)