Термолюмінесцентне датування – це
Термолюмінесцентне датування- фізичний метод датування об'єктів мінерального походження шляхом вимірювання енергії, випромінюваної в результаті нагрівання зразка (термолюмінесценції).
Зміст
Загальний опис методу
Термолюмінесцентний метод датування(ТМД)заснований на здатності деяких матеріалів (скло, глина, кераміка, польовий шпат, алмази, кальцити та ін.) з часом накопичувати енергію іонізуючого випромінювання, а потім при нагріванні віддавати її як світлового випромінювання (спалахів світла). Чим старший зразок, тим більше спалахів буде зафіксовано. Якщо зразок в якийсь момент зазнавав сильного нагрівання або тривалого сонячного опромінення (відбілювання), початковий накопичений сигнал стирається, і час слід вести саме з цього епізоду.
Для калібрування методу оцінюється радіаційний фон у цій місцевості та локальна інтенсивність космічних променів.
В ідеальних умовах метод дозволяє датувати зразки віком від декількох сотень до приблизно 1 млн. років з похибкою близько 10%, яка в деяких випадках може бути значно зменшена. [1]
Під впливом зовнішнього радіаційного фону (у тому числі утворюється під час розпаду радіоактивних елементів гірських порід, космічного випромінювання) відбувається утворення вільних електронів та дірок та захоплення електронів на електронних пастках. Наявність електронних пасток пов'язане з дефектами кристалічних ґрат, що завжди є в реальних кристалах; що більше дефектів у кристалі, то більше вписувалося електронів може бути захоплено на пастках. При нагріванні до температури близько 500 °C захоплені електрони вивільняються з пасток, і відбувається рекомбінація електронів і дірокцентрі висвічування з випромінюванням фотонів видимого випромінювання. [2] Це і називають термолюминесценцией.
Застосування
З точки зору застосування, ТМД є більш простим, ніж радіовуглецевий, а отже, і більш дешевим. Його застосовують у геології - зокрема, для визначення віку вапняків, [5] вулканічних порід, імпактитів, фульгуритів, лесу, дюнного та акватичного піску, алевритів. [1] В археології застосовується для датування античної кераміки [8] та інших виробів з обпаленої глини, таких як теракоти, [9] випалювальні печі, цегла, а також обпалених крем'яних знарядь та каменів вогнищ, штучного скла та шлаків. [1]
Використовуючи властивості кристалів накопичувати іонізуюче випромінювання, їх, зокрема, використовують у термолюмінесцентних дозиметрах (англ.) для реєстрації іонізуючих випромінювань.
Обмеження
З погляду фізичного обгрунтування, сам метод вважається досить точним та надійним. Однак необхідно брати до уваги такі фактори:
- На кількість накопиченої світлової енергії мінералу впливає кількість дефектів у кристалічних ґратах і, відповідно, кількість електронних пасток. У різних речовин їх кількість різна. Тому зразки, виготовлені в один час і знайдені в одному місці, через різну кількість електронних пасток можуть дати різний рівень випромінювальної здатності, внаслідок чого результати датування можуть змінюватись.
- Оскільки метод передбачає обов'язкове калібрування, в основі якого закладено принцип незмінності радіаційного фону, на точність датування впливає рівень радіації місцевості, в якій проводяться дослідження. Якщо об'єкт, що досліджується, переміщався на значні відстані (тобто змінювався рівеньрадіаційного фону навколишньої місцевості) або контактував з іншими об'єктами з підвищеним рівнем радіації (наприклад, з ґрунтовими водами), або сама місцевість піддавалася впливу радіації (наприклад, через аварію на АЕС), все це знижує достовірність отриманих результатів.
- Метод термолюмінесцентного датування насправді не визначає дату виготовлення зразка, а дату його останнього нагрівання до високої температури. А це могли бути як випалення, так і пожежа, або просто довге знаходження зразка на відкритому сонці місці.
- Під час аналізу, через вплив високої температури, досліджуваний зразок мінералу руйнується (на відміну від оптико-люмінесцентного аналізу, в якому вимірюють рівень випромінювальної здатності після різкого освітлення речовини).