Hà Nội

KHDS VNDAILY DoiSong TamNhin
Trending Nhà Khoa học - Vusta News Nhìn thẳng - Nói thật Kiến thức cần biết Cải chính Đọc Báo in KH&ĐS
Thời sự 24h Chính trị Xã hội Kinh doanh - Địa ốc Bạn đọc - Phản biện Sống xanh
Tri thức & Đời sống Kho tri thức Quân sự - Thế giới Giải trí - Giới trẻ Số hóa - Xe Doanh nghiệp
Spotlight Gallery Video Podcast e-Magazine

Kho tri thức

Chiếc đồng hồ nguyên tử vô hình giúp con người đọc tuổi của vạn vật

Ẩn sâu trong đá, xương và những mảnh gỗ cổ là những “chiếc đồng hồ” nguyên tử đang lặng lẽ đếm thời gian.

Thanh Bình (tổng hợp)

Nếu có thể hỏi một hòn đá rằng nó bao nhiêu tuổi, nó chắc chắn không thể trả lời. Nhưng khoa học lại có một cách đặc biệt để “hỏi” nó: tìm kiếm những đồng vị phóng xạ bên trong. Điều kỳ lạ là những nguyên tử này không cần biết con người đang quan sát chúng. Chúng tự phân rã theo một tốc độ gần như cố định, biến đổi từ “đồng vị mẹ” thành những sản phẩm phân rã khác. Chính quá trình ấy trở thành một chiếc đồng hồ tự nhiên khổng lồ.

Ảnh: slideserve

Mỗi đồng vị phóng xạ có một đặc điểm quan trọng gọi là chu kỳ bán rã: khoảng thời gian cần thiết để một nửa số nguyên tử ban đầu phân rã. Sau một chu kỳ bán rã còn một nửa; sau hai chu kỳ còn một phần tư; sau ba chu kỳ chỉ còn một phần tám. Vì tốc độ này đã được xác định bằng thực nghiệm, các nhà khoa học có thể đo lượng đồng vị mẹ còn lại và lượng sản phẩm “con” được tạo ra để tính ngược thời gian.

Ảnh: chem.libretexts

Điều này biến những nguyên tử vô cùng nhỏ bé thành công cụ đo những khoảng thời gian khổng lồ. Uranium-238 có chu kỳ bán rã khoảng 4,5 tỷ năm và phân rã thành chì-206; uranium-235 có chu kỳ khoảng 704 triệu năm; potassium-40 có chu kỳ khoảng 1,25 tỷ năm. Những “đồng hồ” khác nhau vì thế có thể được sử dụng cho những khoảng thời gian khác nhau.

Một trong những phương pháp nổi tiếng nhất là carbon-14, đặc biệt hữu ích với các vật liệu hữu cơ. Carbon-14 được tạo ra trong khí quyển và đi vào chu trình carbon của sinh vật. Khi một cây cối hoặc động vật chết, quá trình trao đổi carbon với môi trường chấm dứt, trong khi carbon-14 tiếp tục phân rã. Với chu kỳ bán rã khoảng 5.730 năm, lượng carbon-14 còn lại có thể giúp xác định thời điểm sinh vật chết, thường trong phạm vi hàng chục nghìn năm.

Ảnh: savemyexams

Nhưng có một điều rất dễ hiểu nhầm: không phải cứ có đồng vị phóng xạ là có thể xác định tuổi chính xác. Các nhà khoa học phải biết điều kiện ban đầu của mẫu, tốc độ phân rã, đồng vị đã có thể bị thất thoát hay nhiễm thêm từ môi trường hay không. Vì vậy, nhiều mẫu còn được kiểm tra bằng những phương pháp khác để đối chiếu kết quả.

Nhờ những “chiếc đồng hồ” nguyên tử ấy, con người không chỉ xác định tuổi của đá, hóa thạch hay di tích mà còn có thể dựng lại lịch sử địa chất của Trái Đất. Năm 1956, phương pháp chì–chì được sử dụng để xác định tuổi của thiên thạch Canyon Diablo vào khoảng 4,55 tỷ năm, một kết quả quan trọng trong việc xác định tuổi Trái Đất và Hệ Mặt Trời.

Điều thú vị nhất có lẽ nằm ở chỗ: thời gian không phải lúc nào cũng cần được nhìn thấy để được đo lường. Nó có thể để lại dấu vết trong chính cấu trúc của vật chất. Một hạt uranium nằm im trong tinh thể hàng tỷ năm, từng chút một biến đổi thành chì, đã vô tình trở thành “nhân chứng” cho một lịch sử dài hơn rất nhiều so với toàn bộ nền văn minh nhân loại.

Loài hoa khổng lồ có hình dáng như vương miện từng xuất hiện từ hàng trăm triệu năm trước
#Đồng vị phóng xạ #Phép đo tuổi địa chất #Chu kỳ bán rã #Uranium-238 #Carbon-14

Bài liên quan

Kho tri thức

Aurel Stein- nhà khảo cổ khiến bí mật 1.000 năm tuổi của Trung Á được hé lộ

Giữa sa mạc khắc nghiệt, một học giả mê lịch sử đã lần theo dấu vết của những nền văn minh từng nối liền Đông và Tây.

Nếu có một người khiến thế giới hiện đại nhìn lại Con đường Tơ lụa bằng một ánh mắt hoàn toàn khác, đó là Marc Aurel Stein (1862–1943), nhà khảo cổ và địa lý học sinh tại Budapest, từng trở thành công dân Anh. Ông nổi tiếng với những cuộc thám hiểm kéo dài hàng nghìn kilomet qua Trung Á, đặc biệt là vùng lòng chảo Tarim và các ốc đảo ở phía tây bắc Trung Quốc.

Xem chi tiết

Kho tri thức

DNA cổ đại hé lộ phụ nữ từng nắm quyền thời tiền sử

Những phân tích DNA mới đang buộc giới khảo cổ nhìn lại vai trò của phụ nữ trong các xã hội tiền sử, từ người thợ kim hoàn đến chiến binh và thủ lĩnh.

Khi một ngôi mộ 4.000 năm tuổi gần Stonehenge được khai quật vào năm 1801, các nhà khảo cổ tin rằng người bên trong là một người đàn ông. Họ dựa vào những món đồ quý được chôn cùng, trong đó có các công cụ liên quan đến nghề chế tác vàng. Niềm tin này tồn tại hơn 200 năm, cho đến khi DNA cổ đại cho thấy sự thật hoàn toàn khác: người thợ kim hoàn ấy là một phụ nữ.

Đây không phải trường hợp duy nhất khiến các nhà khoa học phải xem lại cách họ nhìn về phụ nữ thời tiền sử. Trong hơn một thập kỷ qua, sự phát triển của công nghệ phân tích DNA cổ đại đã đem đến hàng loạt bằng chứng mới, cho thấy phụ nữ từng giữ những vị trí mà khảo cổ học trước đây thường mặc định dành cho nam giới.

Xem chi tiết

Kho tri thức

Vì sao chỉ có 2 mũ Viking gần nguyên vẹn được tìm thấy?

Sau hàng trăm năm, các nhà khảo cổ học chỉ tìm thấy 2 mũ Viking gần như nguyên vẹn.

Thời Viking kéo dài vài thế kỷ và để lại dấu ấn trên một khu vực rộng lớn, từ châu Âu, Bắc Phi, Địa Trung Hải đến Trung Đông và Bắc Mỹ. Thế nhưng, một trong những món đồ quen thuộc nhất khi nhắc đến chiến binh Viking lại gần như biến mất khỏi hồ sơ khảo cổ: mũ bảo vệ đầu.

Hiện nay, chiếc mũ Viking gần nguyên vẹn duy nhất được biết đến là mũ Gjermundbu, được phát hiện tại một trang trại ở Ringerike, Na Uy vào năm 1943. Nó nằm trong một khu mộ lớn có nhiều người được chôn cất, trong đó có một nam chiến binh quyền lực qua đời khoảng năm 950-975. Người này được chôn cùng vũ khí, trang bị cưỡi ngựa và chiếc mũ bằng sắt.

Xem chi tiết

Đọc nhiều nhất

TIÊU ĐIỂM

SỰ KIỆN NGHỊ TRƯỜNG

CHIẾN SỰ TRUNG ĐÔNG

LỪA ĐẢO CÔNG NGHỆ

KIẾN THỨC CẦN BIẾT

Tin mới