Техника - молодёжи 1954-04, страница 26
(УГЛЕРОДНЫЕ ЧАСЫ» Под действием нейтронов космических лучей из атмосферного азота непрерывно образуется радиоактивный изотоп углерода С14. Он окисляется в углекислый газ С09. Отношение количества радиоактивного углерода С14 в атмосфере к стабиль-чф«/ Си зависит только от интенсивности kocjmmhcckwx лучей. Это отношение можно считать постоянным. Растения быстро усваивают атмосферный углекислый газ, поэтому соотношение радиоактивного и стабильного углерода в них такое же, как в атмосфере. Если, срубив дерево, мы лиши*t его возможности усваивать углерод из атмосферы, то относительное количество радиоактивного углерода начнет уменьшаться вследствие его распада. Каждые 5 700 лет количество С14 уменьшается вдвое. Таким обра-зом, остаток радиоактивного углерода Си указывает, сколько времени прошло, например, с момента, когда срубили дерево. 1. Дерево поглощает углекислый газ из атмосферы, содержащей радиоактивный углерод. 2. Лервобмтныс люди срубили дерево и сделали из него лодку. Теперь Лре-©есина уже не пополняется углекислым газом* Содержание радиоактивного углерода в древесине начинает уменьшаться. «Углеродные часы» пущены в ход, 5. -Лодке яагонулд через 200 лет после постройки. На «часах» аго еле заметно. Радиоактивного углерода еще много. */срез гмсяч лет современные археологи обнаружили лодку и определили проиентное содержание в ней радиоактивного углерода сравнительно с древесиной только что срубленного дереза. Содержание радиоактивного углерода прямо ука-зывает на волрасг лодки. периодами полураспада, с помощью которых мы измерим геологическое время разных эпох Земли. Значение этого для познания истории Земли и жизни на ней не требует поясне* ния. В измерениях прошедшего геологического времени с помощью радиоактивных изотопов главнейшая роль принадлежит физике. Однако и геохимия необходима для понимания закономерностей распределения и истории тех же изотопов» Успехи геохимии важны еще и для нахождения «вымерших» элементов и изотопов, почти полностью распавшихся в ранние времена формирования планеты. Эти элементы и изотопы могут рассказать нам о древних этапах прошлого Земли, Из этих элементов особенно интересно семейство нептуния, ныне известное по искусственно созданным сверхтяжелым «заурановым» элементам — нептунию» плутонию, кюрию и т. п. По всем данным, элементы нептуниевого ряда играли большую роль в тепловом балансе Земли в древнейшие геологические эпохи. Нахождение еще не распавшихся элементов этого типа — ключ к точному измерению времени отдаленнейших периодов существования Земли. Не только время может быть измерено при помощи радиоактивных изотопов. Изотопический состав какого-либо элемента, иными словами, процентное соотношение разных его изотопов в каком-либо минеральном образовании — руде, горной породе и т. п., может многое сказать нам об условиях, в которых образовывался минерал. ! Можно, например, по содержанию изотопа кислорода в ископаемых раковинах моллюсков, некогда обитавших в древнем море, установить его температуру. Нет сомнения, что физические методы определения времени и физических условий прошлого — температуры, освещенности, давления и т. д., будут сильно усовершенствованы. Тогда отложения горных пород и окаменелые палеонтологические остатки заговорят для нас совершенно иным языком — не косвенных сопоставлений и удачных догадок, а прямыми указаниями на период времени и общие физические условия, при которых они формировались. Такова роль физики радиоактивных веществ и вообще физико-химии изотопов в будущем для геологии. Но не только этот раздел физики приоб ретает важное значение для познания нашей планеты. Кроме еще малоизученных радиоволн и космического излучения, свет является единственной возможностью изучения нашей солнечной системы и исполинских просторов звездной вселенной. Великолепная догадливость человеческого ума и соединенные усилия ученых многих поколений привели к тому, что только с помощью света мы узнали очень многое о строении вселенной, измерили температуру отдаленных светил, взвесили их, определили состав, узнали возраст и историю туманностей, звезд и целых галактик. В изучении глубин Земли подобную роль могут сыграть волновые колебания иного рода, например сейсмические волны, когда мы в мельчайших деталях поймем их волновую механику — законы распространения, преломления и интерференции в разных физических средах. Для поверхностных слоев земной коры все большее значение приобретает ультразвуковое и радиозондирование, часто заменяющее исследовательское бурение. Но для познания внутреннего строения Земли необходимо изучение преломления и отражения поперечных сейсмических волн. Эти колебания земной массы возникают в результате землетрясений и, пронизывая всю толщу Земли, ведут себя по-разному на разных глубинах. По характеру прохождения волн можно судить о физическом состоянии и строении вещества, залегающего в недоступных недрах планеты, на глубинах в тысячи километров. Можно производить искусственные сильные сотрясения, получать поперечные сейсмические волны путем взрывов. Менее глубокие зоны земной коры изучаются другими способами. Наблюдения над качанием очень чувствительных маятников, тщательно изолированных от всех внешних воздействий, позволяют установить изменения силы тяжести, вернее ускорения силы тяжести в различных участках земной коры, поэтому мы можем судить о различной плотности и других свойствах пород, слагающих Темную кору на глубинах до 150 километров. Такие же и еще большие глубины достижимы для электрических зондирований земной коры постоянным током. Методы электрического и маятникового исследования еще несовершенны. К физическим исследованиям Земли как планеты, небесного тела, прн- &700 А#Т Ш 00 A IT tffOOAftT 24 |
