1
00:00:00,000 --> 00:00:00,500


2
00:00:00,500 --> 00:00:02,440
Знаем, че всеки химичен елемент
се определя

3
00:00:02,440 --> 00:00:04,350
от броя на протоните в ядрото си.

4
00:00:04,350 --> 00:00:05,401
Да вземем за пример калия.

5
00:00:05,401 --> 00:00:07,150
Поглеждаме Менделеевата таблица.

6
00:00:07,150 --> 00:00:09,700
Тук можеш да я видиш частично.

7
00:00:09,700 --> 00:00:12,920
Забележи, че 
калият има 19 протона.

8
00:00:12,920 --> 00:00:14,360
Можем да го запишем 
и по следния начин.

9
00:00:14,360 --> 00:00:15,818
Информацията се повтаря.

10
00:00:15,818 --> 00:00:18,280
Знаем, че калият 
е атом с 19 протона.

11
00:00:18,280 --> 00:00:20,720
Знаем и, че ако даден атом 
има 19 протона,

12
00:00:20,720 --> 00:00:23,260
то той е калий.

13
00:00:23,260 --> 00:00:28,920
Известно ни е, че не всички 
атоми на даден елемент

14
00:00:28,920 --> 00:00:31,260
имат същия брой неутрони.

15
00:00:31,260 --> 00:00:33,340
Когато говорим 
за един и същи елемент

16
00:00:33,340 --> 00:00:35,070
с различен брой неутрони,

17
00:00:35,070 --> 00:00:37,640
наричаме тези негови 
варианти изотопи.

18
00:00:37,640 --> 00:00:40,930
Калият например може 
да съществува

19
00:00:40,930 --> 00:00:43,980
под формата на атом 
с 20 неутрона.

20
00:00:43,980 --> 00:00:47,960
Нарича се калий-39.

21
00:00:48,180 --> 00:00:50,760
39 е масовото число на този атом
и представлява

22
00:00:50,760 --> 00:00:56,710
сборът на 19 протона 
и 20 неутрона.

23
00:00:56,710 --> 00:00:59,780
Това е най-разпространеният 
изотоп на калия,

24
00:00:59,780 --> 00:01:03,360
като приблизително 
93,3% от калия,

25
00:01:03,360 --> 00:01:08,760
съществуващ на Земята,
е калий-39.

26
00:01:08,760 --> 00:01:12,040
Сега ще разгледаме някои 
от другите изотопи на калия.

27
00:01:12,040 --> 00:01:14,240
Както вече споменах,

28
00:01:14,240 --> 00:01:16,490
няма смисъл 
да се пише и K, и 19.

29
00:01:16,490 --> 00:01:18,530
Друг изотоп на калия 
е калий-41,

30
00:01:18,530 --> 00:01:20,460
който съдържа 22 неутрона.

31
00:01:20,460 --> 00:01:22,580
22 плюс 19 е равно на 41.

32
00:01:22,580 --> 00:01:28,180
Този изотоп представлява около 
6,7% от калия на планетата.

33
00:01:28,180 --> 00:01:30,550
Третият изотоп на калия 
е изключително рядък

34
00:01:30,550 --> 00:01:33,890
и се нарича калий-40.

35
00:01:33,890 --> 00:01:38,030
Очевидно съдържа 21 неутрона.

36
00:01:38,030 --> 00:01:40,380
Изключително рядък изотоп.

37
00:01:40,380 --> 00:01:46,010
Представлява само 0,0117% 
от калия на Земята.

38
00:01:46,010 --> 00:01:48,590
Тъкмо този изотоп 
на калия обаче

39
00:01:48,590 --> 00:01:51,350
е интересен от гледна точка

40
00:01:51,350 --> 00:01:56,490
на датирането на праисторически 
скали, особено магмени скали.

41
00:01:56,490 --> 00:01:59,680
Както ще видим след малко, 
датирането на древни магмени скали

42
00:01:59,680 --> 00:02:01,530
позволява да бъдат датирани 
други типове скали

43
00:02:01,530 --> 00:02:03,810
или вкаменелости, които 
може да са разположени

44
00:02:03,810 --> 00:02:06,900
между магмените скали.

45
00:02:06,900 --> 00:02:10,570
Периодът на полуразпад 
на калий-40

46
00:02:10,570 --> 00:02:15,192
трае 1,25 милиарда години.

47
00:02:15,192 --> 00:02:17,400
В сравнение с други методи 
за датиране

48
00:02:17,400 --> 00:02:19,950
като например въглерод-14, 
датирането по калий-40

49
00:02:19,950 --> 00:02:21,520
може да се приложи на находки, датиращи 
отпреди стотици хиляди, стотици милиони години.

50
00:02:21,520 --> 00:02:27,160
На всеки 1,25 милиарда години,

51
00:02:27,160 --> 00:02:32,660
което е периодът на полуразпад,

52
00:02:32,660 --> 00:02:36,460
50% от наличния калий 
ще се е разпаднал.

53
00:02:36,460 --> 00:02:45,740
11% от калия ще се е разпаднал 
на аргон-40.

54
00:02:45,880 --> 00:02:47,530
Аргонът е ето тук.

55
00:02:47,530 --> 00:02:49,690
Има 18 протона.

56
00:02:49,690 --> 00:02:51,960
Ако калий-40 се разпада 
на аргон-40,

57
00:02:51,960 --> 00:02:54,050
това означава, че е изгубил 
един протон,

58
00:02:54,050 --> 00:02:56,060
но притежава същото 
масово число.

59
00:02:56,060 --> 00:02:59,640
Един от протоните трябва някак 
да се е превърнал в неутрон

60
00:02:59,640 --> 00:03:02,240
и хваща един от вътрешните 
електрони,

61
00:03:02,240 --> 00:03:03,827
след което освобождава 
разни частици...е,

62
00:03:03,827 --> 00:03:05,660
няма да се задълбочавам
в квантовата физика зад този процес,

63
00:03:05,660 --> 00:03:07,380
но резултатът е, че 11% от калия 
се превръща в аргон-40,

64
00:03:07,380 --> 00:03:12,686
докато 89% от него 
се превръща в калций-40.

65
00:03:12,686 --> 00:03:15,060
Ето тук се намира 
в периодичната система.

66
00:03:15,060 --> 00:03:16,480
Калцият има 20 протона.

67
00:03:16,480 --> 00:03:18,760
В първата ситуация 
един от неутроните

68
00:03:18,760 --> 00:03:20,287
се превръща в протон.

69
00:03:20,287 --> 00:03:22,120
Във втората ситуация 
един от протоните

70
00:03:22,120 --> 00:03:23,710
се превръща в неутрон.

71
00:03:23,710 --> 00:03:29,520
Нас ни интересува 
ето тази част.

72
00:03:29,520 --> 00:03:32,170
От плейлиста с уроци по химия 
сигурно си спомняш,

73
00:03:32,170 --> 00:03:36,150
че аргонът е благороден газ, 
тоест е инертен.

74
00:03:36,150 --> 00:03:39,230
Когато бъде поставен 
във вещество

75
00:03:39,230 --> 00:03:42,310
в течно състояние,
той просто ще "изкипи".

76
00:03:42,310 --> 00:03:46,160
Не се свързва с нищо, така че 
просто ще излети

77
00:03:46,160 --> 00:03:48,950
в атмосферата.

78
00:03:48,950 --> 00:03:50,990
Можеш да си представиш 
какво би се случило

79
00:03:50,990 --> 00:03:54,950
по време на изригване на вулкан.

80
00:03:54,950 --> 00:03:57,410
Ето тук ще нарисувам 
един вулкан.

81
00:03:57,410 --> 00:04:00,670
Да кажем, че това е 
нашият вулкан.

82
00:04:00,670 --> 00:04:04,160
Той изригва в някакъв 
отминал момент.

83
00:04:04,160 --> 00:04:12,460
При изригването му потича 
огромно количество лава.

84
00:04:12,720 --> 00:04:16,060
Тя ще съдържа калий-40,

85
00:04:16,060 --> 00:04:22,300
но също и аргон-40.

86
00:04:22,560 --> 00:04:24,400
Интересното при аргон-40 е, че

87
00:04:24,410 --> 00:04:27,600
докато лавата е течна...

88
00:04:27,600 --> 00:04:30,400
представи си я ето тук...

89
00:04:30,400 --> 00:04:33,890
всичко това ето тук...

90
00:04:33,890 --> 00:04:36,900
и тя съдържа...

91
00:04:37,080 --> 00:04:41,600
Ще направя калий-4
в различен цвят.

92
00:04:41,600 --> 00:04:44,010
Калий-40 ще бъде в пурпурно.

93
00:04:44,010 --> 00:04:48,090
И така, в лавата 
ще се съдържа калий-40.

94
00:04:48,090 --> 00:04:49,090
Може би се престаравам
с количеството.

95
00:04:49,090 --> 00:04:50,940
Това е много рядък изотоп.

96
00:04:50,940 --> 00:04:53,040
Но при всички положения 
ще съдържа калий-40.

97
00:04:53,040 --> 00:05:01,280
Може вече да съдържа 
аргон-40,

98
00:05:01,280 --> 00:05:03,187
но както казахме, 
аргонът е благороден газ

99
00:05:03,187 --> 00:05:04,520
и няма да се свърже
с нито един елемент.

100
00:05:04,520 --> 00:05:06,980
Докато лавата 
е в течно състояние,

101
00:05:06,980 --> 00:05:10,090
аргонът ще може да излети

102
00:05:10,090 --> 00:05:11,420
на мехурчета.

103
00:05:11,420 --> 00:05:14,687
Тъй като няма образувани връзки, 
просто ще се изпари.

104
00:05:14,687 --> 00:05:15,770
"Изпари" не е точен термин.

105
00:05:15,770 --> 00:05:17,720
Ще се образуват мехурчета
и ще се освободи в атмосферата,

106
00:05:17,720 --> 00:05:19,460
тъй като нищо не го задържа 
в лавата.

107
00:05:19,460 --> 00:05:24,990
Ще се възползва от течното ѝ 
състояние и ще излезе навън.

108
00:05:24,990 --> 00:05:26,820
Любопитен факт.

109
00:05:26,820 --> 00:05:28,778
При вулканичните изригвания

110
00:05:28,778 --> 00:05:32,900
аргонът напуска лавата, докато

111
00:05:32,900 --> 00:05:38,490
тя се втвърдява и се превръща 
в магмена скала.

112
00:05:38,490 --> 00:05:42,230
Магмената скала е 
в различен цвят.

113
00:05:42,230 --> 00:05:45,910
Когато лавата се втвърди,

114
00:05:45,910 --> 00:05:49,360
целият аргон-40 ще е изчезнал.

115
00:05:49,360 --> 00:05:50,960
Това е интересно, защото

116
00:05:50,960 --> 00:05:53,680
скалата е преминала 
в течно състояние

117
00:05:53,680 --> 00:05:55,800
и по този начин

118
00:05:55,800 --> 00:05:58,600
количеството на аргон-40 
става равно на нула,

119
00:05:58,600 --> 00:06:04,180
като в крайна сметка 
остава калий-40.

120
00:06:04,280 --> 00:06:06,280
Затова обръщаме 
по-голямо внимание на аргон-40.

121
00:06:06,280 --> 00:06:09,317
Не е задължително калций-40 
да е изтекъл с лавата,

122
00:06:09,317 --> 00:06:11,400
а може и скалата преди това 
да е съдържала калций-40.

123
00:06:11,400 --> 00:06:12,775
Калций-40 може и да остане,

124
00:06:12,775 --> 00:06:15,010
но аргон-40 задължително 
ще се освободи.

125
00:06:15,010 --> 00:06:16,560
И така в резултат 
на вулканичното изригване

126
00:06:16,560 --> 00:06:21,680
количеството на аргон-40 
става равно на нула.

127
00:06:21,860 --> 00:06:23,240
Когато лавата се втвърди,

128
00:06:23,240 --> 00:06:27,580
не би следвало да има 
абсолютно никакъв аргон-40

129
00:06:27,580 --> 00:06:28,980
вътре в нея.

130
00:06:28,980 --> 00:06:32,850
Да отскочим няколко милиона години 
след вулканичното изригване.

131
00:06:32,850 --> 00:06:35,840
Ако анализираме съдържанието 
на къс скала...

132
00:06:35,840 --> 00:06:40,580
ще копирам и ще го поставя...

133
00:06:44,980 --> 00:06:51,540
и установим, че съдържа аргон-40,

134
00:06:51,542 --> 00:06:54,350
знаем, че това е магмена скала,

135
00:06:54,350 --> 00:06:57,450
образувана в следствие 
на изригване на вулкан.

136
00:06:57,450 --> 00:07:08,040
Освен това знаем, че наличният аргон-40 
е образуван в резултат на разпада на калий-40.

137
00:07:08,220 --> 00:07:12,180
Калий-40 се е разпаднал 
на аргон-40 след изригването,

138
00:07:12,190 --> 00:07:14,709
защото няма как аргонът 
да се е появил в скалата по друг начин.

139
00:07:14,709 --> 00:07:17,250
Единственият начин, по който аргон-40 
остава "заклещен" в скалата,

140
00:07:17,250 --> 00:07:19,760
тъй като аргонът се е отделил, 
когато лавата е течна,

141
00:07:19,760 --> 00:07:22,670
но после се е образувал вътре в нея, 
когато лавата е вече втвърдена.

142
00:07:22,670 --> 00:07:25,560
Тоест единственото обяснение за 
наличието на аргон-40 в магмена скала

143
00:07:25,560 --> 00:07:28,920
е разпадът на калий-40.

144
00:07:28,920 --> 00:07:30,720
Можеш да изчислиш съотношението –

145
00:07:30,720 --> 00:07:36,170
Тъй като само едва 11% калий-40 
се разпада на аргон-40,

146
00:07:36,170 --> 00:07:40,580
за всеки атом аргон-40

147
00:07:40,580 --> 00:07:43,650
би трябвало

148
00:07:43,650 --> 00:07:49,150
да има около 9 атома калций-40, 
които също са се разпаднали.

149
00:07:49,150 --> 00:07:52,940
За всеки атом аргон-40

150
00:07:52,940 --> 00:07:56,425
трябва да е имало общо 
10 атома калий-40.

151
00:07:56,425 --> 00:07:57,800
Въз основа на

152
00:07:57,800 --> 00:08:00,840
съотношението между настоящия 
брой атоми на калий-40

153
00:08:00,840 --> 00:08:03,330
и първоначалния брой атоми

154
00:08:03,330 --> 00:08:05,902
можем да определим възрастта
на магмената скала.

155
00:08:05,902 --> 00:08:07,360
В следващото видео

156
00:08:07,360 --> 00:08:09,140
ще разгледаме
математическата формула,

157
00:08:09,140 --> 00:08:11,111
необходима за този процес.

158
00:08:11,111 --> 00:08:12,610
Датирането по калий-аргон-40

159
00:08:12,610 --> 00:08:15,110
е важно, защото позволява 
да сравним съотношенията.

160
00:08:15,110 --> 00:08:18,179
Не всеки ден изригват
вулкани в наши дни,

161
00:08:18,179 --> 00:08:20,720
но в рамките на милиони години

162
00:08:20,720 --> 00:08:22,220
вулканите всъщност изригват

163
00:08:22,220 --> 00:08:25,520
сравнително често.

164
00:08:25,520 --> 00:08:27,040
Ако започнем да копаем,

165
00:08:27,040 --> 00:08:29,450
да кажем, ето тук,

166
00:08:29,450 --> 00:08:33,600
и копаем достатъчно надълбоко, 
за да стигнем до пласт

167
00:08:33,600 --> 00:08:37,115
магмена скала,

168
00:08:37,115 --> 00:08:38,240
след което продължим 
да копаем,

169
00:08:38,240 --> 00:08:42,440
докато не стигнем до втори пласт 
магмена скала.

170
00:08:42,440 --> 00:08:47,480
Ето тук има друг пласт
вулканична скала.

171
00:08:47,820 --> 00:08:51,680
Всяка от тях ще съдържа
определено количество калий-40.

172
00:08:51,900 --> 00:08:55,420
Ето тук имаме определено 
количество калий-40,

173
00:08:55,420 --> 00:08:59,060
Тази скала съдържа 
повече аргон-40,

174
00:08:59,060 --> 00:09:00,411
а тази – малко по-малко.

175
00:09:00,411 --> 00:09:02,910
Благодарение на формулата, която 
ще разгледаме в следващото видео,

176
00:09:02,910 --> 00:09:04,790
на периода на разпад и на 
съотношението на наличния аргон-40

177
00:09:04,790 --> 00:09:07,820
или на наличния калий-40 спрямо 
първоначалното количество аргон или калий

178
00:09:07,820 --> 00:09:12,190
успяваме да изчислим,

179
00:09:12,190 --> 00:09:16,200
че лавата трябва 
да се е втвърдила

180
00:09:16,200 --> 00:09:20,600
преди 100 милиона години,

181
00:09:20,600 --> 00:09:23,090
100 милиона години
преди скалата да бъде открита.

182
00:09:23,090 --> 00:09:25,909
Вторият пласт магмена скала пък

183
00:09:25,909 --> 00:09:27,700
се е образувал

184
00:09:27,700 --> 00:09:30,220
преди около 150 милиона години.

185
00:09:30,220 --> 00:09:32,870
Можем да бъдем сравнително
сигурни, че почвата между тях

186
00:09:32,870 --> 00:09:34,810
не е била разкопавана

187
00:09:34,810 --> 00:09:36,810
или размествана преди това,

188
00:09:36,810 --> 00:09:39,570
когато анализираме 
отделни проби от нея.

189
00:09:39,570 --> 00:09:45,040
Да кажем, че сме открили вкаменелости 
в почвата между двата пласта магмени скали.

190
00:09:45,040 --> 00:09:49,070
Датирането по въглерод-14
не би ни свършило работа,

191
00:09:49,070 --> 00:09:51,410
тъй като позволява датирането на вкаменелости 
на не повече от 50 000 години,

192
00:09:51,410 --> 00:09:55,170
Но тъй като вкаменелостите, които сме открили, 
са разположени между два пласта магмени скали,

193
00:09:55,170 --> 00:09:56,670
ако предположим, че почвата 
не е била размествана,

194
00:09:56,670 --> 00:09:59,910
можем да определим, 
че въпросните вкаменелости

195
00:09:59,910 --> 00:10:03,710
датират от преди 
100-150 милиона години.

196
00:10:03,710 --> 00:10:04,680


197
00:10:04,680 --> 00:10:06,120
Първо изригва този вулкан и се образува магмената скала,

198
00:10:06,120 --> 00:10:08,730
след което някои животни умират

199
00:10:08,730 --> 00:10:12,049
и техните останки се запазват в почвата под формата на вкаменелости.

200
00:10:12,049 --> 00:10:13,840
След това изригва и вторият вулкан.

201
00:10:13,840 --> 00:10:17,690
По този начин, въпреки че датираме пряко

202
00:10:17,690 --> 00:10:19,650
само двата пласта магмени скали,

203
00:10:19,650 --> 00:10:22,430
можем косвено да определим възрастта на вкаменелости,

204
00:10:22,430 --> 00:10:24,000
намиращи се между тези пластове.

205
00:10:24,000 --> 00:10:26,140
С други думи датирането по калий-аргон-40 не само ни позволява да датираме магмени скали,

206
00:10:26,140 --> 00:10:29,590
но и вкаменелости от преди милиони години,

207
00:10:29,590 --> 00:10:34,530
чиято възраст не бихме могли да определим посредством радиовъглеродното датиране.