science >> Wetenschap > >> Natuur

Hoe bepalen wetenschappers de leeftijd van dinosaurusbotten?

Het 67 miljoen jaar oude Tyrannosaurus rex-skelet, bekend als Sue, wordt op 7 juni tentoongesteld in Union Station, 2000, in Washington, DC Mark Wilson/Nieuwsmakers/Getty Images

Toen paleontoloog Mary Schweitzer zacht weefsel vond in een Tyrannosaurus rex fossiel, haar ontdekking riep een voor de hand liggende vraag op - hoe het weefsel zo lang heeft kunnen overleven? Het bot was 68 miljoen jaar oud, en conventionele wijsheid over fossilisatie is dat al het zachte weefsel, van bloed naar hersenen, ontleedt. Alleen harde delen, zoals botten en tanden, fossielen kunnen worden. Maar voor sommige mensen de ontdekking riep een andere vraag op. Hoe weten wetenschappers dat de botten echt 68 miljoen jaar oud zijn?

De huidige kennis van fossiele tijdperken komt voornamelijk van radiometrische datering , ook bekend als radioactieve dating. Radiometrische datering is gebaseerd op de eigenschappen van isotopen . Dit zijn chemische elementen, zoals koolstof of uranium, die identiek zijn, behalve één belangrijk kenmerk -- het aantal neutronen in hun kern.

Atomen kunnen evenveel protonen als neutronen hebben. Indien, echter, er zijn te veel of te weinig neutronen, het atoom is onstabiel, en het werpt deeltjes af totdat zijn kern een stabiele toestand bereikt. Zie de kern als een piramide van bouwstenen. Als je extra blokken aan de piramide aan de zijkanten probeert toe te voegen, ze kunnen een tijdje blijven zitten, maar uiteindelijk vallen ze weg. Hetzelfde geldt als je een blok verwijderd van een van de zijden van de piramide, waardoor de rest onstabiel wordt. Eventueel, sommige blokken kunnen wegvallen, laat een kleinere, stabielere structuur.

Het resultaat is als een radioactieve klok die wegtikt terwijl onstabiele isotopen vervallen tot stabiele. Je kunt niet voorspellen wanneer een bepaald onstabiel atoom, of ouder , zal vervallen tot een stabiel atoom, of dochter . Maar je kunt wel voorspellen hoe lang het duurt voordat een grote groep atomen vervalt. De elementen halveringstijd is de hoeveelheid tijd die nodig is voor de helft van de ouderatomen in een monster om dochters te worden.

Om de tijd op deze radioactieve klok af te lezen, wetenschappers gebruiken een apparaat genaamd a massaspectrometer om het aantal ouder- en dochteratomen te meten. De verhouding van ouders aan dochters kunnen de onderzoeker vertellen hoe oud het exemplaar is. Hoe meer ouderisotopen er zijn - en hoe minder dochterisotopen - hoe jonger het monster. De halfwaardetijd van de isotoop die wordt gemeten, bepaalt hoe nuttig het is om zeer oude monsters te dateren. Als alle ouders dochters zijn geworden, er is geen basis meer voor vergelijking tussen de twee isotopen. Wetenschappers kunnen niet zeggen of de klok een paar dagen of miljoenen jaren geleden is afgelopen. Dit betekent dat isotopen met een korte halfwaardetijd niet werken tot op heden dinosaurusbotten.

De korte halfwaardetijd is slechts een deel van het probleem bij het dateren van dinosaurusbotten - onderzoekers moeten ook genoeg van de ouder- en dochteratomen vinden om te meten. Lees verder om te zien wat er nodig is om een fossiel te dateren en wat vulkanische as ermee te maken heeft.