เมื่อนักวิจัยหยิบสิ่งของขึ้นมา
ไม่ว่าจะเป็นเศษหนังจากแหล่งขุด สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ ฟอสซิลจากลิ้นชักของพิพิธภัณฑ์ หรืออุกกาบาตที่เพิ่งร่วงหล่น คำถามแรกของพวกเขาอาจเป็น “สิ่งนี้คืออะไร” การติดตามผลตามธรรมชาติ: “อายุเท่าไหร่?” คำถามแรกเป็นพื้นฐานไม่ต้องสงสัยเลย แต่อย่างที่สองก็ทรงพลังเช่นกัน ช่วยวางวัตถุในบริบททางโบราณคดี ธรณีวิทยา หรือจักรวาลวิทยาที่เหมาะสม Rick Potts นักบรรพชีวินวิทยาจากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของสมิธโซเนียนในกรุงวอชิงตัน ดีซี กล่าวว่า หากไม่รู้อายุของสิ่งต่างๆ ก็ไม่มีการบรรยาย
จนถึงประมาณหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา นักวิจัยที่ศึกษาหินและฟอสซิลที่พวกมันมีอยู่สามารถตอบคำถามเรื่องอายุได้เพียงคลุมเครือเท่านั้น โดยใช้แนวทางที่กำหนดโดยนักธรณีวิทยาในช่วงทศวรรษ 1600 พวกเขาสามารถวัดอายุของหินได้เฉพาะในแง่ที่สัมพันธ์กันเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ตัวอย่าง A ถือว่าเก่ากว่าตัวอย่าง B หากมาจากชั้นตะกอนหรือหินที่ต่ำกว่าและสันนิษฐานว่าเก่ากว่า แต่โลกเป็นสถานที่ที่มีพลวัต ชั้นที่หายไป เช่นเดียวกับการรบกวนจากแผ่นดินไหว ดินถล่ม หรือความโกลาหลอื่นๆ หมายความว่าแม้แต่อายุที่สัมพันธ์กันของหินก็อาจระบุได้ยาก เช่นเดียวกับกระดูก เครื่องมือ และสิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ ในโลก: การขุดครั้งก่อนหรือแม้กระทั่งกิจกรรมประจำวันของชาวโบราณในไซต์อาจทำให้ดินปั่นป่วนและทำให้ชั้นเสียหาย
การค้นพบกัมมันตภาพรังสีในช่วงกลางทศวรรษ 1890 ปูทางให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสืบหาอายุที่แน่นอนของวัตถุบางอย่างได้ Doug Macdougall นักธรณีเคมีแต่เดิมที่สถาบัน Scripps Institution of Oceanography และผู้เขียนNature’s Clocksกล่าว เขาตั้งข้อสังเกตว่าภายในเวลาไม่ถึงทศวรรษ นักฟิสิกส์หลายคนได้เสนอวิธีการทำเช่นนั้น วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการค้นพบว่าแต่ละประเภทหรือไอโซโทปของอะตอมกัมมันตภาพรังสีมีครึ่งชีวิตเฉพาะของตัวเอง ซึ่งเป็นเวลาที่ครึ่งหนึ่งของอะตอมในตัวอย่างสลายตัว เนื่องจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นในนิวเคลียสของอะตอม ครึ่งชีวิตจึงไม่เปลี่ยนแปลงตามสภาวะแวดล้อม ตั้งแต่ความร้อนที่เลวร้ายและแรงกดดันจากส่วนลึกภายในโลกไปจนถึงดินแดนเยือกแข็งของระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกล นั่นทำให้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเป็นนาฬิกาที่ยอดเยี่ยม
ทุกวันนี้ การหาคู่แบบเรดิโอเมตริกครอบคลุมช่วงวัยต่างๆ ตั้งแต่ครั้งล่าสุดจนถึงการกำเนิดระบบสุริยะของเรา การหาคู่ของคาร์บอน-14 เหมาะสมที่สุดกับสิ่งที่มีชีวิตอยู่ในช่วง 50,000 ปีที่ผ่านมาหรือสิ่งที่สร้างขึ้นจากสิ่งมีชีวิตดังกล่าว เช่น ด้ามลูกศรที่ทำจากไม้ หนังในรองเท้าม็อกคาซิน หรือเส้นใยพืชที่ใช้ทอผ้าหรือตะกร้า ไอโซโทปของยูเรเนียมและทอเรียมที่มีอายุยืนยาวสามารถช่วยให้เจาะลึกอดีตของโลกได้ ย้อนกลับไปเมื่อหินก้อนแรกของโลกก่อตัวขึ้น หรือแม้แต่เมื่อระบบสุริยะของเรารวมตัวกันจากก๊าซและฝุ่น
มีหลายวิธีในการประมาณอายุโดยใช้ครึ่งชีวิต Macdougall อธิบาย สำหรับไอโซโทปที่มีอัตราการสลายตัวค่อนข้างเร็ว นักวิจัยจะกำหนดสัดส่วนของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่สัมพันธ์กับอะตอมอื่นของธาตุเดียวกัน และเปรียบเทียบกับไอโซโทปที่คาดว่าจะมีในตัวอย่างสดมากน้อยเพียงใด ด้วยข้อมูลดังกล่าว ร่วมกับค่าครึ่งชีวิตที่ทราบ ทำให้สามารถประมาณอายุของกลุ่มตัวอย่างเดิมได้
วิธีนี้ใช้ได้ผลดีกับคาร์บอน-14
ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในไอโซโทปที่คุ้นเคยที่สุดที่ใช้ในการหาคู่แบบเรดิโอเมตริก ในขณะที่พืชหรือสัตว์ยังมีชีวิตอยู่ มันดูดซับคาร์บอนจากสิ่งแวดล้อม แต่เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย การบริโภคนั้นจะหยุดลง เนื่องจากคาร์บอน-14 ถูกสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลกในอัตราที่ค่อนข้างคงที่ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถประเมินปริมาณไอโซโทปนั้นที่ควรมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตได้อย่างง่ายดาย
คาร์บอน-14 มีครึ่งชีวิตประมาณ 5,730 ปี ซึ่งหมายความว่า 5,730 ปีหลังจากสิ่งมีชีวิตตาย ไอโซโทปครึ่งหนึ่งที่มีอยู่ในตัวอย่างเดิมจะสลายตัว หลังจากนั้นอีก 5,730 ปี ครึ่งหนึ่งของคาร์บอน-14 ที่ยังคงสลายตัวอยู่ (เหลือหนึ่งในสี่ของปริมาณจากตัวอย่างเดิม) ในที่สุด หลังจากผ่านไป 50,000 ปี (หรือเกือบเก้าครึ่งชีวิต) คาร์บอน-14 เพียงเล็กน้อยก็ยังคงอยู่จนไม่สามารถระบุวันที่ตัวอย่างได้อย่างน่าเชื่อถือ
นอกจากคาร์บอน-14 เทคนิคนี้ยังสามารถใช้สำหรับไอโซโทปอายุสั้นของซัลเฟอร์ ซิลิคอน ฟอสฟอรัส และเบริลเลียม Macdougall กล่าว
อีกวิธีหนึ่งเหมาะสำหรับไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตยาว (และอัตราการสลายตัวช้า) Macdougall กล่าว ในแนวทางนี้ นักวิทยาศาสตร์วัดปริมาณของไอโซโทปเฉพาะในตัวอย่าง แล้วเปรียบเทียบกับปริมาณของ “ผลิตภัณฑ์ของลูกสาว” ต่างๆ ที่ก่อตัวขึ้นเมื่อไอโซโทปสลายตัว โดยการเอาอัตราส่วนของปริมาณเหล่านั้น — หรือแม้แต่อัตราส่วนของปริมาณของผลิตภัณฑ์ลูกสาวเพียงอย่างเดียว — แล้ว “วิ่งย้อนเวลา” นักวิจัยสามารถประมาณเมื่อการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีครั้งแรก (นั่นคือเมื่อวัตถุก่อตัวขึ้น)
นักวิทยาศาสตร์ยังต้องระมัดระวัง นาฬิกาเรดิโอเมตริกสามารถ “รีเซ็ต” ได้หากไอโซโทปดั้งเดิมหรือผลิตภัณฑ์ลูกของมันสูญเสียสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ผลึกที่แข็งแกร่งซึ่งเรียกว่า zircons มีอายุการใช้งานยาวนานและมีอยู่ในหินจำนวนมาก แต่อุณหภูมิที่สูงเกินไปสามารถขับตะกั่วซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ลูกของยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีและทอเรียมออกจากคริสตัลได้ สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ
