ما هو النظير الذي يمكن استخدامه لتحديد عمر الصخور في الأرض؟الله تعالى خلق كل ماحولنا من كائنات حية مثل الانسان والحيوان والنبات والكائنات الغير احلية مثل الهواء والماء والتربة والصخور، ولقد اهتم العلماء منذ القدم بدراسة الظواهر الكونية وما يحتويه الكون من اجزاء، ولقد عملوا الكثير من الدراسات والبحوث خاصة في علم الجيولوجيا وكانوا دائما يسعون لاكتشاف عمر الارض وما فيها من صخور وهناك العديد من العناصر الكيميائية التي تم استخدامها في الماضي لتحديد عمر الأرض وصخورها، وهناك عناصر أخرى تم اكتشافها مؤخرًا وتم اكتشافها أن استخدامها مع عناصر أخرى يمكن أن يحسب عمر الصخور على الأرض.
ما هي نظائر العنصر الكيميائي؟
نظير العنصر الكيميائي هو مجموعة من العناصر المتشابهة لنفس العنصر. تحتوي ذرات المادة في جميع النظائر على نفس العدد الذري، أي أنها تحتوي على نفس عدد الإلكترونات سالبة الشحنة. لذلك، جميع النظائر لها نفس العدد الذري. نفس السلوك الكيميائي في التفاعلات، ولكن الفرق بشكل رئيسي بين ذرات النظائر. في النواة، على الرغم من أن عدد البروتونات موجبة الشحنة في النواة هو نفسه، فإن عدد الجسيمات غير المشحونة التي تسمى النيوترونات يختلف بين النظائر، وبالتالي فإن للنظائر كتل ذرية مختلفة وتختلف اختلافًا جوهريًا في خصائصها الفيزيائية، وبعض النظائر لها نوى مشعة غير مستقرة.
نظير يمكن استخدامه لتحديد عمر الصخور على الأرض.
والنظير الذي يمكن استخدامه لتحديد عمر الصخور على الأرض هو نظير اليورانيوم 238، واليورانيوم معدن فضي موجود في الجدول الذري برقم ذري 92، وتحتوي ذرة اليورانيوم على 92 بروتونًا و 92 إلكترونًا، منها 6 هي إلكترونات التكافؤ، واليورانيوم يرمز له بالرمز U وهو معدن كثيف وثقيل موجود منذ ملايين السنين في صخور الأرض، وله استخدامات مختلفة. يحتوي معدن اليورانيوم على العديد من النظائر، واليورانيوم الموجود في الطبيعة عبارة عن خليط من اليورانيوم 235 بنسبة صغيرة جدًا، وله نشاط إشعاعي عالٍ، واليورانيوم 238 الذي له نشاط إشعاعي بطيء وهو النسبة الأكبر، ونظير اليورانيوم 235 هو نظير فقط المادة التي يمكن أن تنشطر بشكل طبيعي، بالإضافة إلى ذلك، يمكن للنظير 238 أن يخضع لتحولات انشطارية مختلفة، لكن التحولات الانشطارية لا تزال بطيئة، ويمكن صنع نظير اليورانيوم -233، الذي لديه أيضًا القدرة على الانشطار، من النظير 232، والذي هو نظير موجود بشكل طبيعي في القشرة الأرضية ولكن ليس له نشاط إشعاعي.
كيف يمكن استخدام نظير اليورانيوم وعناصر أخرى لتحديد عمر الأرض
في السابق، كان نظير الكربون 14 يستخدم بشكل أساسي لتحديد عمر الحفريات على الأرض، حيث أن نصف عمر الكربون هو 5700 عام، لكن هذا العنصر لم يكن لديه القدرة على تحديد عمر الحفريات التي تتجاوز 50 ألف سنة. وقد لوحظ أن الكربون المعدني يتحلل ويختفي ولم يعد موجودًا، لذلك نشأت الحاجة إلى استخدام عنصر نصف عمر أطول، وهو اليورانيوم 238، والذي يبلغ نصف عمره 4.5 مليار سنة. ، وجد أن نسبة اليورانيوم فيه 25٪، ثم نقول أن عمر العينة 3.2 مليون سنة، أما اليورانيوم 238 فهو موجود فقط في الصخور البركانية ولا يمكن استخدامه لتحديد عمر الحفريات.
طريقة كتابة النظير
هناك طريقتان شائعتان للإشارة إلى النظير وترميزه، وهما كما يلي:[٢] كتابة العدد الكتلي للعنصر بعد اسمه أو رمزه؛ فمثلاً النظير الذي يمتلك 6 بروتونات، و6 نيوترونات هو كربون -12 أو (C-12)، مع ملاحظة أنه يُمكن أن يتواجد نظيران بنفس العدد الكتلي لعنصرين مختلفين؛ فمثلاً العدد الكتلي لنظير كل من النيتروجين والكربون يساوي 14 بحيث يوجد نيتروجين -14، وكربون -14. كتابة العدد الكتلي للعنصر في الجانب الأيسر العلوي من رمز العنصر، مع الإشارة إلى العدد الذري؛ فمثلاً لكتابة نظير الهيدروجين ذي العدد الكتلي 3، يُكتب رمز العنصر وفي أسفل اليسار منه يتم كتابة عدده الذري وهو عدد البروتونات في نواة الذرة، كما يُكتب العدد الكتلي في أعلى اليسار (فوق العدد الذري) وهو مجموع عدد البروتونات وعدد النيوترونات في الذرة، بالإضافة إلى ذكر الشحنة في أعلى يمين رمز العنصر الكيميائي
واخيرا تعرفنا على النظير وهو واحد من نوعين أو أكثر من ذرات عنصر كيميائي لهما نفس العدد الذري ونفس الموقع في الجدول الدوري للعناصر، ويتشاركان في الخصائص الكيميائية تقريباً مع اختلاف الكتل الذرية والخصائص الفيزيائية، ويوجد لكل عنصر كيميائي واحد أو أكثر من النظائر، واجبنا على سؤال ما هو النظير الذي يمكن استخدامه لتحديد عمر الصخور في الأرض؟، وذكرنا الكثير من المعلومات عن ذلك.