0:00:00.500,0:00:02.440
Tudjuk, hogy az elemeket

0:00:02.440,0:00:04.350
a protonszámuk határozza meg.

0:00:04.350,0:00:05.291
Vegyük például a káliumot.

0:00:05.291,0:00:07.150
Itt látható a periódusos rendszer,

0:00:07.150,0:00:09.700
a kép nem mutatja teljes egészében,

0:00:09.700,0:00:10.720
csak egy részét.

0:00:10.720,0:00:12.920
A káliumatomban 19 proton van,

0:00:12.920,0:00:14.360
amit így jelölhetünk.

0:00:14.360,0:00:15.276
Ez kissé felesleges.

0:00:15.276,0:00:18.280
Tudjuk, hogy ha ez káliumatom,[br]akkor 19 protonja van.

0:00:18.280,0:00:20.720
És tudjuk, hogy[br]ha egy atomban 19 proton van,

0:00:20.720,0:00:23.060
akkor az káliumatom.

0:00:23.060,0:00:28.920
Azt is tudjuk, hogy egy adott elemnek

0:00:28.920,0:00:31.089
nem minden atomjában ugyanannyi[br]a neutronok száma.

0:00:31.089,0:00:33.270
Amikor egy adott elem atomjairól beszélünk,

0:00:33.270,0:00:35.070
de ezekben a neutronok száma eltérő,

0:00:35.070,0:00:37.396
akkor ezeket az atomokat[br]az adott elem izotópjainak nevezzük.

0:00:37.396,0:00:40.310
A káliumatomnnak például

0:00:40.310,0:00:43.980
létezik olyan változata,[br]amelyikben pontosan 20 neutron van.

0:00:43.980,0:00:48.020
Ennek a neve kálium-39.

0:00:48.020,0:00:50.260
A 39 a tömegszáma,

0:00:50.260,0:00:56.430
amely a 19 proton és a 20 neutron[br]számának az összege.

0:00:56.430,0:00:59.780
Ez a kálium leggyakoribb izotópja.

0:00:59.780,0:01:03.196
Némi kerekítéssel ez teszi ki

0:01:03.196,0:01:09.190
a Földön található összes kálium 93,3%-át.

0:01:09.190,0:01:11.850
Lássuk a kálium néhány további izotópját.

0:01:11.850,0:01:14.416
Itt van például – ismétlem, a K vegyjellel

0:01:14.416,0:01:16.490
és a 19-es számmal együtt[br]kissé túlmagyarázzuk a dolgot –,

0:01:16.490,0:01:18.530
a kálium-41 is.

0:01:18.530,0:01:20.460
Ebben 22 neutron van.

0:01:20.460,0:01:22.580
22 meg 19 az 41.

0:01:22.580,0:01:27.980
Ez teszi ki a bolygónkon található kálium 6,7%-át.

0:01:27.980,0:01:31.519
Ezek mellett létezik[br]egy nagyon ritka káliumizotóp is,

0:01:31.519,0:01:33.890
amelyet kálium-40-nek nevezünk.

0:01:33.890,0:01:38.030
A kálium-40 neutronszáma ugyebár 21.

0:01:38.030,0:01:40.380
Ez az izotóp nagyon-nagyon ritka.

0:01:40.380,0:01:45.740
Az összes káliumnak[br]csupán 0,017%-át képezi.

0:01:45.740,0:01:48.590
De egyben ez az a káliumizotóp,

0:01:48.590,0:01:51.234
amelyik érdekes a számunkra,[br]mert felhasználható

0:01:51.234,0:01:56.330
a nagyon idős, elsősorban régi vulkanikus[br]kőzetek kormeghatározására.

0:01:56.330,0:01:59.680
Látni fogjuk, hogy [br]e kőzetek korát megismerve

0:01:59.680,0:02:02.746
meghatározhatjuk más típusú kőzetek[br]vagy egyéb kövületek korát,

0:02:02.746,0:02:06.900
amelyek régi vulkanikus kőzetek közé rétegződtek.

0:02:06.900,0:02:10.570
A legérdekesebb dolog[br]a kálium-40-et illetően az,

0:02:10.570,0:02:15.192
hogy a felezési ideje 1,25 milliárd év.

0:02:15.192,0:02:18.210
Ennek az az előnye, hogy ellentétben[br]például a szén-14-gyel,

0:02:18.210,0:02:21.520
igen-igen régi tárgyak korának meghatározására alkalmas.

0:02:21.520,0:02:27.160
1,25 milliárd évenként –

0:02:27.160,0:02:32.660
– így jelölöm a felezési idejét –

0:02:32.660,0:02:36.460
– bármely adott mintának a fele elbomlik.

0:02:36.460,0:02:45.880
11%-a átalakul argon-40 izotóppá.

0:02:45.880,0:02:47.530
Ez itt az argon.

0:02:47.530,0:02:49.350
18 protonja van.

0:02:49.350,0:02:51.960
Az argon-40 izotóppá való átalakulása során

0:02:51.960,0:02:53.970
a káliumatom elveszített egy protont,

0:02:53.970,0:02:56.060
de a tömegszáma változatlan maradt.

0:02:56.060,0:02:59.640
Az egyik proton tehát[br]valahogyan átalakult neutronná.

0:02:59.640,0:03:02.240
Befogja az egyik belső elektront,

0:03:02.240,0:03:03.827
majd kibocsát ezt-azt,

0:03:03.827,0:03:05.660
aminek a kvantumfizikai részleteiben[br]nem fogok elmélyedni,

0:03:05.660,0:03:07.380
de végül átalakul argon-40 izotóppá,

0:03:07.380,0:03:11.996
a másik 89% pedig kalcium-40 izotóppá.

0:03:11.996,0:03:15.060
A kalcium pedig, amint azt[br]a periódusos rendszerben is látjuk,

0:03:15.060,0:03:16.480
20 protont tartalmaz.

0:03:16.480,0:03:19.957
Ebben az esetben tehát[br]az egyik neutron átalakul protonná,

0:03:19.957,0:03:23.570
ebben az esetben pedig[br]az egyik proton alakul át neutronná.

0:03:23.570,0:03:29.360
A mi számunkra pedig[br]ez a részlet a legérdekesebb.

0:03:29.360,0:03:33.310
Mivel az argon,[br]amint arról a kémia videókban is szó esett,

0:03:33.310,0:03:35.902
egy közömbös nemesgáz.

0:03:35.902,0:03:40.410
Így ha belekerül valamilyen folyadékba,

0:03:40.410,0:03:42.310
egyszerűen csak kibuborékol belőle.

0:03:42.310,0:03:46.920
Semmihez sem kötődik,[br]így egyszerűen csak kipezseg,

0:03:46.920,0:03:48.950
és elillan a légkörbe.

0:03:48.950,0:03:52.031
Az egészben az elképzelhető[br]legérdekesebb rész az,

0:03:52.031,0:03:54.763
ami a vulkánkitörések során történik.

0:03:54.763,0:03:57.211
Iderajzolok egy vulkánt.

0:03:57.211,0:04:00.670
Mondjuk, hogy ez itt egy vulkán.

0:04:00.670,0:04:06.410
Valamikor a múltban kitört.

0:04:06.410,0:04:12.694
Itt hömpölyög a láva,

0:04:12.694,0:04:15.929
amely kálium-40 izotópot is tartalmaz.

0:04:15.929,0:04:22.570
Valójában már ekkor is van benne[br]némi argon-40 izotóp.

0:04:22.570,0:04:24.499
Az argon-40 azonban képes arra,

0:04:24.499,0:04:27.600
hogy a még folyékony lávából...

0:04:27.600,0:04:37.670
...képzeljük ide a lávát alkotó[br]sokféle anyagot, és közöttük

0:04:37.670,0:04:41.600
a kálium-40-et – ezt olyan színnel jelölöm,[br]amilyet még nem használtam.

0:04:41.600,0:04:44.010
Legyen a kálium-40 rózsaszínű.

0:04:44.010,0:04:47.050
Szóval van benne némi kálium-40.

0:04:47.050,0:04:49.090
Talán kicsit túl sok is lett.

0:04:49.090,0:04:50.940
Ez egy nagyon ritka izotóp.

0:04:50.940,0:04:53.040
De van benne valamennyi kálium-40,

0:04:53.040,0:05:01.030
és már ekkor is lehet benne némi argon-40.

0:05:01.030,0:05:03.187
Ám az argon-40 egy nemesgáz,

0:05:03.187,0:05:04.520
semmivel nem alakít ki kötést.

0:05:04.520,0:05:06.980
És miközben a láva még folyékony,

0:05:06.980,0:05:10.090
ki tud belőle buborékolni.

0:05:10.090,0:05:12.640
Egyszerűen feljut a felszínre,[br]mivel nem létesít kötéseket,

0:05:12.640,0:05:14.687
és csak úgy elpárolog.

0:05:14.687,0:05:15.770
Nem ez a jó szó.

0:05:15.770,0:05:17.720
Egyszerűen kibuborékol,

0:05:17.720,0:05:19.460
mert semmihez sem kötődik,

0:05:19.460,0:05:24.870
és elillan a még mindig folyékony anyagból.

0:05:24.870,0:05:26.820
A legérdekesebb pedig az,

0:05:26.820,0:05:28.778
hogy mivel a vulkán kitörésekor

0:05:28.778,0:05:31.950
az argon-40 elillan,

0:05:31.950,0:05:38.490
mire ez a láva vulkáni kőzetté szilárdul,

0:05:38.490,0:05:42.230
– ezt egy másik színnel jelölöm –

0:05:42.230,0:05:45.910
Tehát mire vulkáni kőzetté szilárdul,

0:05:45.910,0:05:49.360
addigra az összes argon-40 eltávozik.

0:05:49.360,0:05:50.960
Semennyi sem marad belőle.

0:05:50.960,0:05:53.680
Vagyis a vulkanikus folyamat során

0:05:53.680,0:05:58.600
az olvadt kőzet argon-40 tartalma[br]teljesen elvész.

0:05:58.600,0:06:04.281
Így csak kálium-40 marad.

0:06:04.281,0:06:06.280
Ezért érdekesebb az argon-40,

0:06:06.280,0:06:09.317
mert a kalcium-40 nem tűnik el,

0:06:09.317,0:06:11.400
illetve egyébként is[br]maradhat belőle valamennyi,

0:06:11.400,0:06:12.775
tehát nem feltétlenül távozik el.

0:06:12.775,0:06:15.010
De az argon-40-ből semennyi sem marad.

0:06:15.010,0:06:20.233
A vulkanikus folyamat nullára csökkenti[br]az argon-40 mennyiségét.

0:06:20.233,0:06:23.490
Ezt követően tehát

0:06:23.490,0:06:25.690
semennyi argon-40 nem maradhat

0:06:25.690,0:06:28.753
a megszilárduló lávában.

0:06:28.753,0:06:32.850
Ha az események filmjét előrepörgetjük,

0:06:32.850,0:06:40.380
és megvizsgáljuk ezt a mintát,[br]– ezt idemásolom –

0:06:40.380,0:06:44.980
Tehát ha a jövőbe érkezve

0:06:44.980,0:06:51.542
azt látjuk, hogy ez a minta [br]argon-40-et tartalmaz,

0:06:51.542,0:06:54.350
akkor az biztosan egy vulkáni kőzet.

0:06:54.350,0:06:57.450
Biztos, hogy egy korábbi[br]vulkanikus folyamat erdeménye.

0:06:57.450,0:07:00.745
Ez az argon-40 csakis

0:07:00.745,0:07:08.072
a lebomlott kálium-40-ből keletkezhetett.

0:07:08.072,0:07:12.190
És csakis a vulkanikus esemény után,

0:07:12.190,0:07:14.709
mivel ha előtte is ott lett volna, [br]akkor elillant volna.

0:07:14.709,0:07:17.250
Az egyetlen mód arra,[br]hogy a gáz a kőben maradjon,

0:07:17.250,0:07:19.760
az, hogy míg a kőzet folyékony volt,[br]addig távozhatott,

0:07:19.760,0:07:22.670
de amint a kő megszilárdult,[br]a gáz csapdába esett a belsejében.

0:07:22.670,0:07:26.940
Tehát az argon-40 jelenléte csakis

0:07:26.940,0:07:28.680
a kálium-40 bomlásának eredménye.

0:07:28.680,0:07:30.400
Lássuk az arányokat.

0:07:30.400,0:07:36.170
Tudjuk, hogy minden egyes argon-40 esetében –

0:07:36.170,0:07:40.580
– mivel a bomlástermékeknek[br]csak 11%-a argon-40 –

0:07:40.580,0:07:43.650
– minden egyes argon keletkezése során

0:07:43.650,0:07:49.150
nagyjából 9 kalcium-40 is keletkezik.

0:07:49.150,0:07:52.420
Azaz minden egyes argon-40 keletkezéséhez

0:07:52.420,0:07:56.425
eredetileg 10 kálium-40-nek [br]kellett lebomlania.

0:07:56.425,0:08:03.294
Tehát ha a kálium-40 jelenlegi arányát[br]összevetjük az eredetivel,

0:08:03.294,0:08:06.262
ennek az összefüggésnek az alapján[br]meghatározhatjuk a korát.

0:08:06.262,0:08:09.140
A következő videóban a számítással együtt

0:08:09.140,0:08:11.111
bemutatom a kormeghatározást.

0:08:11.111,0:08:15.110
Ez azért hasznos,[br]mert az arányok alapján...

0:08:15.110,0:08:18.179
Vulkánkitörések ugyebár[br]nem történnek minden nap,

0:08:18.179,0:08:21.360
de sok-sok millió éves időskálán vizsgálva

0:08:21.360,0:08:23.559
viszonylag gyakoriak.

0:08:23.559,0:08:27.040
Ássunk tehát a mélybe.

0:08:27.040,0:08:29.450
Mondjuk ez itt a talaj.

0:08:29.450,0:08:33.600
Ha elég mélyre ásunk, rábukkanhatunk[br]egy vulkanikus esemény nyomára,

0:08:33.600,0:08:37.115
vulkanikus kőzetekre.

0:08:37.115,0:08:38.240
Ha még mélyebbre ásunk,

0:08:38.240,0:08:42.440
újabb vulkanikus kőzetrétegre bukkanhatunk.

0:08:42.440,0:08:47.410
Ez egy újabb réteg vulkanikus kőzet, amelyik...

0:08:47.410,0:08:51.900
Mindegyik tartalmaz[br]valamennyi kálium-40-et.

0:08:51.900,0:08:55.180
Ebben is van valamennyi kálium-40.

0:08:55.180,0:08:59.060
Mondjuk, hogy ebben[br]valamivel több argon-40 van,

0:08:59.060,0:09:00.411
ebben pedig kicsivel kevesebb.

0:09:00.411,0:09:02.910
A következő videóban sorra kerülő[br]számításokkal élve

0:09:02.910,0:09:04.790
megállapíthatjuk, hogy ez a minta –

0:09:04.790,0:09:08.369
– a felezési idő és a megmaradt argon-40 mennyisége alapján

0:09:08.369,0:09:13.869
vagy megfordítva: az eredetiből megmaradt[br]kálium-40 mennyisége alapján –

0:09:13.869,0:09:20.600
– ez a minta 100 millió éve szilárdult meg,

0:09:20.600,0:09:23.090
100 millió évvel a jelenkor előtt.

0:09:23.090,0:09:25.909
Ez a réteg pedig

0:09:25.909,0:09:30.220
mondjuk 150 millió évvel ezelőtt.

0:09:30.220,0:09:31.590
Tegyük fel, hogy szerencsére

0:09:31.590,0:09:34.810
ez a réteg háborítatlan maradt.

0:09:34.810,0:09:39.300
Ez a talajminta érintetlennek tűnik.

0:09:39.300,0:09:45.040
Tegyük fel, hogy találunk benne[br]néhány kövületet.

0:09:45.040,0:09:48.678
Ekkor, még ha a szén-14 módszert[br]nem is használhatjuk,

0:09:48.678,0:09:51.410
mivel 50 ezer évnél régebbi mintákkal van dolgunk,

0:09:51.410,0:09:55.170
látható, hogy e kövületek kora[br]a két réteg kora közé esik.

0:09:55.170,0:09:56.290
Ez egész jó támpont.

0:09:56.290,0:09:59.910
Feltéve, hogy ezt a réteget[br]nem bolygatták meg,

0:09:59.910,0:10:02.830
ennek a kövületnek a kora 100 millió év

0:10:02.830,0:10:04.680
és 150 millió év közé esik.

0:10:04.680,0:10:06.120
Először ez történt,

0:10:06.120,0:10:08.730
aztán lerakódtak ezek a kövületek,

0:10:08.730,0:10:12.049
ezek az állatok elpusztultak, persze előbb valamennyit éltek,

0:10:12.049,0:10:13.840
Ezután következett[br]a második vulkáni esemény.

0:10:13.840,0:10:18.840
Így, bár közvetlenül csak a [br]vulkáni kőzet kora határozható meg,

0:10:18.840,0:10:21.697
a rétegekhez viszonyítva meghatározható

0:10:21.697,0:10:24.000
a közöttük fekvő tárgyak kora.

0:10:24.000,0:10:26.140
Mindez tehát nemcsak[br]a vulkáni kőzetekről szól.

0:10:26.140,0:10:29.590
Ezzel határozható meg a nagyon-nagyon régi maradványok kora.

0:10:29.590,0:10:34.530
Időben távolabbra tekinthetünk vissza,[br]mint a szén-14 kormeghatározás alapján.