Загальна біологія. Збірник задач

Задачі на визначення геологічного віку палеонтологічних залишків

Примітка. Радіоактивні ізотопи Карбону (¹⁴С) утворюються у верхніх шарах атмосфери з атомів Нітрогену (¹⁴N), з’єднаних в молекули азоту, під впливом космічних променів. Потім ¹⁴С окиснюється і в складі вуглекислого газу в процесі фотосинтезу засвоюється рослинами, а через них — тваринами. У тканинах будь-якого живого організму співвідношення стабільного і радіоактивного Карбону (концентрація його) завжди залишається незмінною, хоча відбувається безперервне його оновлення (організм в процесі асиміляції поглинає з їжею стільки ж ¹⁴С, скільки його виділяє з вуглекислим газом, що утворюється в процесі дисиміляції). Отже, Карбон усіх живих організмів містить також постійну частку ¹⁴С, як і Карбон атмосферного вуглекислого газу (1 тонна Карбону в живих організмах містить у вигляді домішок 0,000 015 г ¹⁴С). Ця кількість ¹⁴С постійна протягом останніх 50 000 років.

Але з моменту смерті організму концентрація ¹⁴С у його тканинах починає зменшуватись. У результаті радіоактивного розпаду ¹⁴С випромінює β-частники і перетворюється на стабільний Нітроген ¹⁴N, тоді як поповнення ¹⁴С внаслідок припинення обміну речовин у тканинах не відбувається. Період напіврозпаду ¹⁴С становить 5360 років. Щоб визначити геологічний вік палеонтологічного матеріалу за Карбоновим годинником, визначають вміст ¹⁴С у ньому і порівнюють його з вмістом ¹⁴С у тканинах сучасних живих організмів. За допомогою цього методу можна обчислити геологічний вік організмів, які жили не більше 40 000 років тому.

136. У знайдених під час земляних робіт кістках мамонта міститься 4,125% радіоактивного Карбону (¹⁴С) від його початкового вмісту в живих тканинах. Визначте геологічний вік знахідки.

Розв’язання

137. Вміст радіоактивного Карбону (¹⁴С) у палеонтологічних залишках коня становить 6%. Визначте його геологічний вік.

Розв’язання

138. Вміст радіоактивного Карбону (¹⁴С) у палеонтологічних рештках оленя становить 12%. Визначте його геологічний вік.

Розв’язання

Примітка. Радіоактивні ізотопи Калію (⁴⁰К) під час радіоактивного розпаду перетворюються на атоми Аргону (⁴⁰Аr). У кожній тонні чистого Калію, що міститься в гірських породах, домішка ⁴⁰К складає 122 г. Виходячи з цього, можна вирахувати геологічний вік породи, у якій виявлено палеонтологічний матеріал. Для цього визначають в породі загальну кількість Калію, ⁴⁰Аr і ⁴⁰К. Велика тривалість періоду напіврозпаду ⁴⁰К (300 млн років) дає змогу обчислити геологічний вік кембрійських і докембрійських відкладів.

139. У палеонтологічних рештках стегоцефала міститься 48% початкової кількості радіоактивного ⁴⁰К. Визначте геологічний вік знахідки, якщо період напіврозпаду ⁴⁰К дорівнює 300 млн років.

Розв’язання

140. У палеонтологічних рештках археоптерикса міститься 75% ⁴⁰K від початкової кількості. Визначте вік викопних решток археоптерикса.

Розв’язання

141. У палеонтологічних рештках парапітека міститься 95% ⁴⁰К від початкової кількості. Визначте вік викопної форми.

Розв’язання

142. У знайдених в Причорномор’ї палеонтологічних рештках гіппаріона виявлено 97,5% радіоактивного ⁴⁰К від його початкового вмісту. Визначте геологічний вік викопної форми.

Розв’язання