1
00:00:00,500 --> 00:00:02,440
Tudjuk, hogy az elemeket

2
00:00:02,440 --> 00:00:04,350
a protonszámuk határozza meg.

3
00:00:04,350 --> 00:00:05,291
Vegyük például a káliumot.

4
00:00:05,291 --> 00:00:07,150
Itt látható a periódusos rendszer,

5
00:00:07,150 --> 00:00:09,700
a kép nem mutatja teljes egészében,

6
00:00:09,700 --> 00:00:10,720
csak egy részét.

7
00:00:10,720 --> 00:00:12,920
A kálium atomjában 19 proton van,

8
00:00:12,920 --> 00:00:14,360
amit így jelölhetünk.

9
00:00:14,360 --> 00:00:15,276
Ez kissé túlmagyarázza a lényeget.

10
00:00:15,276 --> 00:00:18,280
Tudjuk, hogy ha ez egy káliumatom,
akkor 19 protonja van.

11
00:00:18,280 --> 00:00:20,720
És tudjuk, hogy
ha egy atomban 19 proton van,

12
00:00:20,720 --> 00:00:23,060
akkor az egy káliumatom.

13
00:00:23,060 --> 00:00:28,920
Azt is tudjuk, hogy egy adott elemnek

14
00:00:28,920 --> 00:00:31,089
nem minden atomjában ugyanannyi
a neutronok száma.

15
00:00:31,089 --> 00:00:33,270
Amikor egy adott elem atomjairól beszélünk,

16
00:00:33,270 --> 00:00:35,070
de ezekben a neutronok száma eltérő,

17
00:00:35,070 --> 00:00:37,396
akkor ezeket az atomokat
az adott elem izotópjainak nevezzük.

18
00:00:37,396 --> 00:00:40,310
A káliumatomnnak például

19
00:00:40,310 --> 00:00:43,980
létezik olyan változata,
amelyikben pontosan 20 neutron van.

20
00:00:43,980 --> 00:00:48,020
Ennek a neve kálium-39.

21
00:00:48,020 --> 00:00:50,260
A 39 a tömegszáma,

22
00:00:50,260 --> 00:00:56,430
amely a 19 proton és a 20 neutron
számának az összege.

23
00:00:56,430 --> 00:00:59,780
Ez a kálium leggyakoribb izotópja.

24
00:00:59,780 --> 00:01:03,196
Némi kerekítéssel ez teszi ki

25
00:01:03,196 --> 00:01:09,190
a Földön található összes kálium 93,3%-át.

26
00:01:09,190 --> 00:01:11,850
Lássuk a kálium néhány további izotópját.

27
00:01:11,850 --> 00:01:14,416
Itt van például – ismétlem, a K vegyjellel

28
00:01:14,416 --> 00:01:16,490
és a 19-es számmal együtt
kissé túlmagyarázzuk a dolgot –,

29
00:01:16,490 --> 00:01:18,530
a kálium-41 is.

30
00:01:18,530 --> 00:01:20,460
Ebben 22 neutron van.

31
00:01:20,460 --> 00:01:22,580
22 meg 19 az 41.

32
00:01:22,580 --> 00:01:27,980
Ez teszi ki a bolygónkon található kálium 6,7%-át.

33
00:01:27,980 --> 00:01:31,519
Ezek mellett létezik
egy nagyon ritka káliumizotóp is,

34
00:01:31,519 --> 00:01:33,890
amelyet kálium-40-nek nevezünk.

35
00:01:33,890 --> 00:01:38,030
A kálium-40 neutronszáma ugyebár 21.

36
00:01:38,030 --> 00:01:40,380
Ez az izotóp nagyon-nagyon ritka.

37
00:01:40,380 --> 00:01:45,740
Az összes káliumnak
csupán 0,00117%-át képezi.

38
00:01:45,740 --> 00:01:48,590
De egyben ez az a káliumizotóp,

39
00:01:48,590 --> 00:01:51,234
amely érdekes a számunkra,
mert felhasználható

40
00:01:51,234 --> 00:01:56,330
az idős, elsősorban vulkanikus
kőzetek kormeghatározására.

41
00:01:56,330 --> 00:01:59,680
Látni fogjuk, hogy 
e kőzetek korát megismerve

42
00:01:59,680 --> 00:02:02,746
meghatározhatjuk más típusú kőzetek
vagy egyéb kövületek korát,

43
00:02:02,746 --> 00:02:06,900
amelyek idős vulkanikus kőzetek közé rétegződtek.

44
00:02:06,900 --> 00:02:10,570
A legérdekesebb dolog
a kálium-40-et illetően az,

45
00:02:10,570 --> 00:02:15,192
hogy a felezési ideje 1,25 milliárd év.

46
00:02:15,192 --> 00:02:18,210
Ennek az az előnye, hogy ellentétben
például a szén-14-gyel,

47
00:02:18,210 --> 00:02:21,520
igen-igen régi tárgyak korának meghatározására is alkalmas.

48
00:02:21,520 --> 00:02:27,160
1,25 milliárd évenként –

49
00:02:27,160 --> 00:02:32,660
– így jelölöm a felezési idejét –

50
00:02:32,660 --> 00:02:36,460
– bármely adott mintának a fele elbomlik.

51
00:02:36,460 --> 00:02:45,880
11%-a átalakul argon-40 izotóppá.

52
00:02:45,880 --> 00:02:47,530
Ez itt az argon.

53
00:02:47,530 --> 00:02:49,350
18 protonja van.

54
00:02:49,350 --> 00:02:51,960
Az argon-40 izotóppá való átalakulása során

55
00:02:51,960 --> 00:02:53,970
a káliumatom elveszített egy protont,

56
00:02:53,970 --> 00:02:56,060
de a tömegszáma változatlan maradt.

57
00:02:56,060 --> 00:02:59,640
Az egyik proton tehát
valahogyan átalakult neutronná.

58
00:02:59,640 --> 00:03:02,240
Befogja az egyik belső elektront,

59
00:03:02,240 --> 00:03:03,827
majd kibocsát ezt-azt,

60
00:03:03,827 --> 00:03:05,660
aminek a kvantumfizikai részleteiben
nem fogok elmélyedni,

61
00:03:05,660 --> 00:03:07,380
de végül átalakul argon-40 izotóppá,

62
00:03:07,380 --> 00:03:11,996
a másik 89% pedig kalcium-40 izotóppá.

63
00:03:11,996 --> 00:03:15,060
A kalcium pedig, amint azt
a periódusos rendszerben is látjuk,

64
00:03:15,060 --> 00:03:16,480
20 protont tartalmaz.

65
00:03:16,480 --> 00:03:19,957
Ebben az esetben tehát
az egyik neutron átalakul protonná,

66
00:03:19,957 --> 00:03:23,570
ebben az esetben pedig
az egyik proton alakul át neutronná.

67
00:03:23,570 --> 00:03:29,360
A mi számunkra pedig
ez a részlet a legérdekesebb.

68
00:03:29,360 --> 00:03:33,310
Mivel az argon,
amint arról a kémia videókban is szó esett,

69
00:03:33,310 --> 00:03:35,902
az argon egy közömbös nemesgáz.

70
00:03:35,902 --> 00:03:40,410
Így ha belekerül valamilyen folyadékba,

71
00:03:40,410 --> 00:03:42,310
egyszerűen csak kibuborékol belőle.

72
00:03:42,310 --> 00:03:46,920
Semmihez sem kötődik,
így egyszerűen csak kipezseg,

73
00:03:46,920 --> 00:03:48,950
és elillan a légkörbe.

74
00:03:48,950 --> 00:03:52,031
Az egészben az elképzelhető
legérdekesebb rész az,

75
00:03:52,031 --> 00:03:54,763
ami a vulkánkitörések során történik.

76
00:03:54,763 --> 00:03:57,211
Iderajzolok egy vulkánt.

77
00:03:57,211 --> 00:04:00,670
Mondjuk, hogy ez itt egy vulkán.

78
00:04:00,670 --> 00:04:06,410
Valamikor a múltban kitört.

79
00:04:06,410 --> 00:04:12,694
Itt hömpölyög a láva,

80
00:04:12,694 --> 00:04:15,929
amely kálium-40 izotópot is tartalmaz.

81
00:04:15,929 --> 00:04:22,570
Valójában már ekkor is van benne
némi argon-40 izotóp.

82
00:04:22,570 --> 00:04:24,499
Az argon-40 azonban képes arra,

83
00:04:24,499 --> 00:04:27,600
hogy a még folyékony lávából...

84
00:04:27,600 --> 00:04:37,067
...képzeljük ide a lávát alkotó
sokféle anyagot, és közöttük

85
00:04:37,067 --> 00:04:41,600
a kálium-40-et – ezt olyan színnel jelölöm,
amilyet még nem használtam.

86
00:04:41,600 --> 00:04:44,010
Legyen a kálium-40 rózsaszínű.

87
00:04:44,010 --> 00:04:47,050
Szóval van benne némi kálium-40.

88
00:04:47,050 --> 00:04:49,090
Talán kicsit túl sok is lett.

89
00:04:49,090 --> 00:04:50,940
Ez egy nagyon ritka izotóp.

90
00:04:50,940 --> 00:04:53,040
De van benne valamennyi kálium-40,

91
00:04:53,040 --> 00:05:01,030
és már ekkor is lehet benne némi argon-40.

92
00:05:01,030 --> 00:05:03,187
Ám az argon-40 egy nemesgáz,

93
00:05:03,187 --> 00:05:04,520
semmivel nem alakít ki kötést.

94
00:05:04,520 --> 00:05:06,980
És miközben a láva még folyékony,

95
00:05:06,980 --> 00:05:10,090
ki tud belőle buborékolni.

96
00:05:10,090 --> 00:05:12,640
Egyszerűen feljut a felszínre,
mivel nem létesít kötéseket,

97
00:05:12,640 --> 00:05:14,687
és csak úgy elpárolog.

98
00:05:14,687 --> 00:05:15,770
Nem ez a jó szó.

99
00:05:15,770 --> 00:05:17,720
Egyszerűen kibuborékol,

100
00:05:17,720 --> 00:05:19,460
mert semmihez sem kötődik,

101
00:05:19,460 --> 00:05:24,870
és elillan a még mindig folyékony anyagból.

102
00:05:24,870 --> 00:05:26,820
A legérdekesebb pedig az,

103
00:05:26,820 --> 00:05:28,778
hogy mivel a vulkán kitörésekor

104
00:05:28,778 --> 00:05:31,950
az argon-40 elillan,

105
00:05:31,950 --> 00:05:38,490
mire ez a láva vulkáni kőzetté szilárdul,

106
00:05:38,490 --> 00:05:42,230
– ezt egy másik színnel jelölöm –

107
00:05:42,230 --> 00:05:45,910
Tehát mire vulkáni kőzetté szilárdul,

108
00:05:45,910 --> 00:05:49,360
addigra az összes argon-40 eltávozik.

109
00:05:49,360 --> 00:05:50,960
Semennyi sem marad belőle.

110
00:05:50,960 --> 00:05:53,680
Vagyis a vulkanikus folyamat során

111
00:05:53,680 --> 00:05:58,600
az olvadt kőzet argon-40 tartalma
teljesen elvész.

112
00:05:58,600 --> 00:06:04,281
Így csak kálium-40 marad.

113
00:06:04,281 --> 00:06:06,280
Ezért érdekesebb az argon-40,

114
00:06:06,280 --> 00:06:09,317
mert a kalcium-40 nem tűnik el,

115
00:06:09,317 --> 00:06:11,400
illetve egyébként is
maradhat belőle valamennyi,

116
00:06:11,400 --> 00:06:12,775
tehát nem feltétlenül távozik el.

117
00:06:12,775 --> 00:06:15,010
De az argon-40-ből semennyi sem marad.

118
00:06:15,010 --> 00:06:20,233
A vulkanikus folyamat nullára csökkenti
az argon-40 mennyiségét.

119
00:06:20,233 --> 00:06:23,049
Ezt követően tehát

120
00:06:23,049 --> 00:06:25,690
semennyi argon-40 nem maradhat

121
00:06:25,690 --> 00:06:28,753
a megszilárduló lávában.

122
00:06:28,753 --> 00:06:32,850
Ha az események filmjét előrepörgetjük,

123
00:06:32,850 --> 00:06:40,380
és megvizsgáljuk ezt a mintát,
– ezt idemásolom –

124
00:06:40,380 --> 00:06:44,980
Tehát ha a jövőbe érkezve

125
00:06:44,980 --> 00:06:51,542
azt látjuk, hogy ez a minta 
argon-40-et tartalmaz,

126
00:06:51,542 --> 00:06:54,350
akkor az biztosan egy vulkáni kőzet.

127
00:06:54,350 --> 00:06:57,450
Biztos, hogy egy korábbi
vulkanikus folyamat erdeménye.

128
00:06:57,450 --> 00:07:00,745
Ez az argon-40 csakis

129
00:07:00,745 --> 00:07:08,072
a lebomlott kálium-40-ből keletkezhetett.

130
00:07:08,072 --> 00:07:12,190
És csakis a vulkanikus esemény után,

131
00:07:12,190 --> 00:07:14,709
mivel ha előtte is ott lett volna, 
akkor elillant volna.

132
00:07:14,709 --> 00:07:17,250
Az egyetlen mód arra,
hogy a gáz a kőben maradjon,

133
00:07:17,250 --> 00:07:19,760
az, hogy míg a kőzet folyékony volt,
addig távozhatott,

134
00:07:19,760 --> 00:07:22,670
de amint a kő megszilárdult,
a gáz csapdába esett a belsejében.

135
00:07:22,670 --> 00:07:26,094
Tehát az argon-40 jelenléte csakis

136
00:07:26,094 --> 00:07:28,680
a kálium-40 bomlásának eredménye.

137
00:07:28,680 --> 00:07:30,400
Lássuk az arányokat.

138
00:07:30,400 --> 00:07:36,170
Tudjuk, hogy minden egyes argon-40 esetében –

139
00:07:36,170 --> 00:07:40,580
– mivel a bomlástermékeknek
csak 11%-a argon-40 –

140
00:07:40,580 --> 00:07:43,650
– minden egyes argon keletkezése során

141
00:07:43,650 --> 00:07:49,150
nagyjából 9 kalcium-40 is keletkezik.

142
00:07:49,150 --> 00:07:52,420
Azaz minden egyes argon-40 keletkezéséhez

143
00:07:52,420 --> 00:07:56,425
eredetileg 10 kálium-40-nek 
kellett lebomlania.

144
00:07:56,425 --> 00:08:03,294
Tehát ha a kálium-40 jelenlegi arányát
összevetjük az eredetivel,

145
00:08:03,294 --> 00:08:06,262
ennek az összefüggésnek az alapján
meghatározhatjuk a korát.

146
00:08:06,262 --> 00:08:09,140
A következő videóban a számítással együtt

147
00:08:09,140 --> 00:08:11,111
bemutatom a kormeghatározást.

148
00:08:11,111 --> 00:08:15,110
Ez azért hasznos,
mert az arányok alapján...

149
00:08:15,110 --> 00:08:18,179
Vulkánkitörések ugyebár
nem történnek minden nap,

150
00:08:18,179 --> 00:08:21,360
de sok-sok millió éves időskálán vizsgálva

151
00:08:21,360 --> 00:08:23,559
viszonylag gyakoriak.

152
00:08:23,559 --> 00:08:27,040
Ássunk tehát a mélybe.

153
00:08:27,040 --> 00:08:29,450
Mondjuk ez itt a talaj.

154
00:08:29,450 --> 00:08:33,600
Ha elég mélyre ásunk, rábukkanhatunk
egy vulkanikus esemény nyomára,

155
00:08:33,600 --> 00:08:37,115
vulkanikus kőzetekre.

156
00:08:37,115 --> 00:08:38,240
Ha még mélyebbre ásunk

157
00:08:38,240 --> 00:08:42,440
újabb vulkanikus kőzetrétegre bukkanhatunk.

158
00:08:42,440 --> 00:08:47,410
Ez egy újabb réteg vulkanikus kőzet.

159
00:08:47,410 --> 00:08:51,900
Mindegyik tartalmaz valamennyi kálium-40-et.

160
00:08:51,900 --> 00:08:55,180
Ebben is van valamennyi kálium-40.

161
00:08:55,180 --> 00:08:59,060
Mondjuk, hogy ebben valamivel több argon-40 van,

162
00:08:59,060 --> 00:09:00,411
ebben pedig kicsivel kevesebb.

163
00:09:00,411 --> 00:09:02,910
A számítások alapján,
amelyeket a következő videóban bemutatok,

164
00:09:02,910 --> 00:09:04,790
meg tudjuk mondani

165
00:09:04,790 --> 00:09:07,820
a felezési idő és a megmaradt argon-40 mennyisége alapján

166
00:09:07,820 --> 00:09:12,190
vagy a megmaradt kálium-40 mennyisége alapján

167
00:09:12,190 --> 00:09:16,200
hogy azelőtt miv olt ott

168
00:09:16,200 --> 00:09:20,600
hogy ez 100 millió éve szilárdult meg,

169
00:09:20,600 --> 00:09:23,090
100 millió évvel a jelenkor előtt.

170
00:09:23,090 --> 00:09:25,909
Ez a réteg pedig

171
00:09:25,909 --> 00:09:27,700
mondjuk 150 millió évve

172
00:09:27,700 --> 00:09:30,220
x

173
00:09:30,220 --> 00:09:32,870
Szerencsére ez a nem került a felszínre

174
00:09:32,870 --> 00:09:34,810
és nem keveredett más .....

175
00:09:34,810 --> 00:09:36,810
Úgy tűnik, érintetlen maradt

176
00:09:36,810 --> 00:09:39,570
ahogy ezekre a talajmintákra tekintünk.

177
00:09:39,570 --> 00:09:45,040
Tegyük fel, ebben találunk kövületeket.

178
00:09:45,040 --> 00:09:49,070
Ebben az esetben, még ha a szén-14 módszer nem is használható,

179
00:09:49,070 --> 00:09:51,410
mivel 50 ezer évnél régebbi mintákkal találkozunk

180
00:09:51,410 --> 00:09:55,170
tudhatjuk, hogy ezek a kövületek e két kor köé esnek.

181
00:09:55,170 --> 00:09:56,670
Ez egészen jó, feltéve

182
00:09:56,670 --> 00:09:59,910
ha ez a nem keveredett

183
00:09:59,910 --> 00:10:03,710
akkor ez a kövület kora 100 millió

184
00:10:03,710 --> 00:10:04,680
és 500 millió év közé esik.

185
00:10:04,680 --> 00:10:06,120
Ez történt.

186
00:10:06,120 --> 00:10:08,730
Ezek a kövületek rakódtak le.

187
00:10:08,730 --> 00:10:12,049
Ezek az állatok elpusztultak, miután valamennyit éltek

188
00:10:12,049 --> 00:10:13,840
Ezután következett a másik vulkáni esemény

189
00:10:13,840 --> 00:10:17,690
Így lehetséges, hogy bár a közvetlen kormeghatározás

190
00:10:17,690 --> 00:10:19,650
csak a vulkáni kőzetre vonatkozik,

191
00:10:19,650 --> 00:10:22,430
a rétegeket vizsgálva
viszonylagosan is meghatározható

192
00:10:22,430 --> 00:10:24,000
a rétegekben közt

193
00:10:24,000 --> 00:10:26,140
Mindez tehát nemcsak a vulkáni kőzetekről szól.

194
00:10:26,140 --> 00:10:29,590
Ezzel határozható meg a nagyon-nagyon régi maradványok kora.

195
00:10:29,590 --> 00:10:34,530
és messzebbre tekinthetünk vissza az időben,
mint csupán a szén-14 kormehatározás alapján.