Fission track dating
ફિશન ટ્રેક ડેટિંગ એ ચોક્કસ યુરેનિયમ ધરાવતા ખનિજો અને કાચમાં ફિશન ટુકડાઓ દ્વારા છોડી દેવાયેલા નુકસાનના રસ્તાઓ અથવા ટ્રેકના વિશ્લેષણ પર આધારિત રેડિયોમેટ્રિક ડેટિંગ તકનીક છે. ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ એ રેડિયોમેટ્રિક ડેટિંગની પ્રમાણમાં સરળ પદ્ધતિ છે જેણે ખંડીય પોપડાના થર્મલ ઇતિહાસ, જ્વાળામુખીની ઘટનાઓનો સમય અને વિવિધ પુરાતત્વીય કલાકૃતિઓના સ્રોત અને વયને સમજવા પર નોંધપાત્ર અસર કરી છે. આ પદ્ધતિમાં સામાન્ય સહાયક ખનિજોમાં યુરેનિયમ-238ના સ્વયંસ્ફુરિત ક્ષયમાંથી ઉત્પન્ન થયેલા વિખંડનની ઘટનાઓની સંખ્યાનો ઉપયોગ બંધ તાપમાનથી નીચે ખડકના ઠંડકના સમયની તારીખ સુધી કરવામાં આવે છે. વિખંડન ટ્રેક ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, અને તેથી આ તકનીક ખડકો અને ખનિજોના ઉષ્મીય ઉત્ક્રાંતિને ગૂંચ કાઢવા માટે ઉપયોગી છે. વિખંડન ટ્રેકનો ઉપયોગ કરીને મોટાભાગના વર્તમાન સંશોધનનો ઉદ્દેશ છેઃ a) પર્વતીય પટ્ટાની ઉત્ક્રાંતિને સમજવી; b) કાંપના સ્ત્રોત અથવા ઉદ્ભવને નક્કી કરવો; c) તટપ્રદેશોની ઉષ્મીય ઉત્ક્રાંતિનો અભ્યાસ કરવો; d) નબળી તારીખના સ્તરની ઉંમર નક્કી કરવી; અને e) પુરાતત્વીય કલાકૃતિઓની તારીખ અને ઉદ્ભવ નિર્ધારણ. 1930ના દાયકામાં એવું જાણવા મળ્યું હતું કે જ્યારે ન્યુટ્રોન ત્રાટકશે ત્યારે યુરેનિયમ (ખાસ કરીને યુ-238) વિખંડિત થશે. આનાથી ઘન પદાર્થોમાં નુકસાનના ટ્રેક થયા જે રાસાયણિક કોતરણી દ્વારા જાહેર થઈ શકે છે. પદ્ધતિ અન્ય આઇસોટોપિક ડેટિંગ પદ્ધતિઓથી વિપરીત, ફિશન ટ્રેક ડેટિંગમાં "પુત્રી" એ પુત્રી આઇસોટોપને બદલે સ્ફટિકમાં અસર છે. યુરેનિયમ-238 જાણીતા દરે સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે, અને તે ક્ષય દર સાથેનું એકમાત્ર આઇસોટોપ છે જે કુદરતી વિખંડન ટ્રેકના નોંધપાત્ર ઉત્પાદન સાથે સંબંધિત છે; અન્ય આઇસોટોપ્સમાં વિખંડન ક્ષય દર ખૂબ ધીમો હોય છે જેનું પરિણામ ન આવે. આ વિખંડન પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્સર્જિત ટુકડાઓ યુરેનિયમ ધરાવતા ખનિજની સ્ફટિક રચનામાં નુકસાન (અશ્મિભૂત ટ્રેક અથવા આયન ટ્રેક) ના પગેરું છોડે છે. ટ્રેક ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા અનિવાર્યપણે તે જ છે જેના દ્વારા ઝડપી ભારે આયનો આયન ટ્રેક ઉત્પન્ન કરે છે. આ ખનિજોની પોલિશ્ડ આંતરિક સપાટીઓનું રાસાયણિક કોતરણી સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન માર્ગ દર્શાવે છે, અને માર્ગની ઘનતા નક્કી કરી શકાય છે. કારણ કે કોતરણીવાળા ટ્રેક પ્રમાણમાં મોટા હોય છે (1 થી 15 માઇક્રોમીટરની રેન્જમાં), ગણતરી ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી દ્વારા કરી શકાય છે, જોકે અન્ય ઇમેજિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અશ્મિભૂત ટ્રેકની ઘનતા નમૂનાની ઠંડકની ઉંમર અને યુરેનિયમની માત્રા સાથે સંકળાયેલી છે, જેને સ્વતંત્ર રીતે નક્કી કરવાની જરૂર છે. યુરેનિયમની માત્રા નક્કી કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. એક પદ્ધતિ ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દ્વારા છે, જ્યાં નમૂનાને પરમાણુ રિએક્ટરમાં થર્મલ ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેશન કરવામાં આવે છે, જેમાં બાહ્ય ડિટેક્ટર, જેમ કે માઇકા, અનાજની સપાટી પર જોડવામાં આવે છે. ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન નમૂનામાં યુરેનિયમ-235ના વિખંડનને પ્રેરિત કરે છે, અને પરિણામી પ્રેરિત ટ્રેકનો ઉપયોગ નમૂનાની યુરેનિયમ સામગ્રી નક્કી કરવા માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે 235યુઃ 238યુ ગુણોત્તર સારી રીતે જાણીતું છે અને પ્રકૃતિમાં સ્થિર હોવાનું માનવામાં આવે છે. જો કે, તે હંમેશા સ્થિર નથી. ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દરમિયાન થયેલી પ્રેરિત વિખંડન ઘટનાઓની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે નમૂના સાથે બાહ્ય ડિટેક્ટર જોડવામાં આવે છે અને નમૂના અને ડિટેક્ટર બંને એક સાથે થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા ઇરેડિયેશન થાય છે. બાહ્ય ડિટેક્ટર સામાન્ય રીતે લો-યુરેનિયમ માઇકા ફ્લેક હોય છે, પરંતુ સીઆર-39 જેવા પ્લાસ્ટિકનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. નમૂનામાં યુરેનિયમ-235નું પરિણામી પ્રેરિત વિખંડન ઉપરના બાહ્ય ડિટેક્ટરમાં પ્રેરિત ટ્રેક બનાવે છે, જે પાછળથી રાસાયણિક કોતરણી દ્વારા જાહેર થાય છે. સ્વયંસ્ફુરિત અને પ્રેરિત ટ્રેકનો ગુણોત્તર ઉંમરના પ્રમાણમાં હોય છે. યુરેનિયમની સાંદ્રતા નક્કી કરવાની બીજી પદ્ધતિ એલ. એ.-આઇ. સી. પી. એમ. એસ. દ્વારા છે, એક એવી તકનીક જ્યાં સ્ફટિકને લેસર બીમથી ફટકારવામાં આવે છે અને તેને દૂર કરવામાં આવે છે, અને પછી સામગ્રીને માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. અન્ય ઘણી ડેટિંગ તકનીકોથી વિપરીત, ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ ખૂબ જ વિશાળ ભૌગોલિક શ્રેણી (સામાન્ય રીતે 0.1 Ma થી 2000 Ma) પર સામાન્ય સહાયક ખનિજોનો ઉપયોગ કરીને નીચા તાપમાનની થર્મલ ઘટનાઓ નક્કી કરવા માટે અનન્ય રીતે યોગ્ય છે. એપેટાઇટ, સ્ફીન, ઝિર્કોન, માઇકાસ અને જ્વાળામુખીના કાચમાં સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં નાની ઉંમર (મેસોઝોઇક અને સેનોઝોઇક) ના નમૂનાઓમાં ઉપયોગી થવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં યુરેનિયમ હોય છે અને આ તકનીક માટે સૌથી વધુ ઉપયોગી સામગ્રી છે. વધુમાં લો-યુરેનિયમ એપિડોટ્સ અને ગાર્નેટનો ઉપયોગ ખૂબ જ જૂના નમૂનાઓ (પેલિઓઝોઇકથી પ્રીકેમ્બ્રિયન) માટે થઈ શકે છે. ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ તકનીકનો ઉપયોગ ઉપલા પોપડાની થર્મલ ઉત્ક્રાંતિને સમજવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે, ખાસ કરીને પર્વતીય પટ્ટામાં. જ્યારે ખડકનું આજુબાજુનું તાપમાન એનીલિંગ તાપમાનથી નીચે આવે છે ત્યારે વિખંડન ટ્રેકને સ્ફટિકમાં સાચવવામાં આવે છે. આ એનિલિંગ તાપમાન ખનીજથી ખનીજમાં બદલાય છે અને નીચા તાપમાન વિરુદ્ધ સમય ઇતિહાસ નક્કી કરવા માટેનો આધાર છે. જ્યારે બંધ તાપમાનની વિગતો જટિલ હોય છે, ત્યારે તે લાક્ષણિક એપેટાઇટ માટે આશરે 70 થી 110 ડિગ્રી સેલ્સિયસ, ઝિર્કોન માટે 230 થી 250 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને ટાઇટેનાઇટ માટે 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ હોય છે. કારણ કે એનેલિંગ તાપમાનથી ઉપરના નમૂનાને ગરમ કરવાથી વિખંડનને નુકસાન થાય છે અથવા એનેલ થાય છે, આ તકનીક નમૂનાના ઇતિહાસમાં સૌથી તાજેતરની ઠંડકની ઘટનાને ડેટ કરવા માટે ઉપયોગી છે. ઘડિયાળના આ પુનઃસ્થાપનનો ઉપયોગ તટપ્રદેશના કાંપના થર્મલ ઇતિહાસ, ટેક્ટોનિઝમ અને ધોવાણને કારણે કિલોમીટર-સ્કેલ ઉત્સર્જન, નીચા તાપમાનની રૂપાંતર ઘટનાઓ અને ભૂઉષ્મીય નસની રચનાની તપાસ કરવા માટે થઈ શકે છે. પુરાતત્વીય સ્થળો અને કલાકૃતિઓની તારીખ નક્કી કરવા માટે પણ વિખંડન માર્ગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. તેનો ઉપયોગ ઓલ્ડુવાઇ ગોર્જ ખાતે થાપણો માટે પોટેશિયમ-આર્ગન તારીખોની પુષ્ટિ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ડેટ્રીટલ અનાજનું પ્રોવેન્સન્સ વિશ્લેષણ સંખ્યાબંધ ડેટબલ ખનિજો રેતીના પથ્થરોમાં સામાન્ય ડેટ્રીટલ અનાજ તરીકે જોવા મળે છે, અને જો સ્તરને ખૂબ ઊંડાણપૂર્વક દફનાવવામાં આવ્યા નથી, તો આ ખનિજોના અનાજ સ્ત્રોત ખડક વિશેની માહિતી જાળવી રાખે છે. આ ખનિજોના વિખંડન માર્ગનું વિશ્લેષણ સ્ત્રોત ખડકોના ઉષ્મીય ઉત્ક્રાંતિ વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે અને તેથી તેનો ઉપયોગ મૂળ અને પર્વત પટ્ટાના ઉત્ક્રાંતિને સમજવા માટે થઈ શકે છે જે કાંપને વહે છે. ડિટ્રિટલ વિશ્લેષણની આ તકનીક સામાન્ય રીતે ઝિર્કોન પર લાગુ કરવામાં આવે છે કારણ કે તે સેડિમેન્ટરી સિસ્ટમમાં ખૂબ જ સામાન્ય અને મજબૂત હોય છે, અને વધુમાં તે પ્રમાણમાં ઊંચું એનિલિંગ તાપમાન ધરાવે છે જેથી ઘણા સેડિમેન્ટરી બેસિનમાં સ્ફટિકો પછીથી ગરમ કરીને ફરીથી સેટ ન થાય. ડિટ્રિટલ ઝિર્કોનનું ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ એ સ્રોત ભૂપ્રદેશોના ટેકટોનિક ઉત્ક્રાંતિને સમજવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું એક વ્યાપક રીતે લાગુ વિશ્લેષણાત્મક સાધન છે જેણે નજીકના તટપ્રદેશના સ્તરમાં લાંબા અને સતત ધોવાણનો રેકોર્ડ છોડી દીધો છે. પ્રારંભિક અભ્યાસો અડીને આવેલા ઓરોજેનિક પટ્ટાઓ (પર્વતમાળાઓ) માં ખડકોના ધોવાણના સમય અને દરનું દસ્તાવેજીકરણ કરવા માટે સ્તરીકૃત ક્રમમાંથી ડિટ્રિટલ ઝિર્કોનમાં ઠંડક યુગનો ઉપયોગ કરવા પર કેન્દ્રિત હતા. તાજેતરના સંખ્યાબંધ અભ્યાસોએ વ્યક્તિગત સ્ફટિકોના ચોક્કસ ઇતિહાસનું દસ્તાવેજીકરણ કરવા માટે એક જ સ્ફટિકો પર યુ/પીબી અને/અથવા હિલીયમ ડેટિંગ (યુ + ટીએચ/એચઇ) ને જોડ્યું છે. આ ડબલ-ડેટિંગ અભિગમ એક અત્યંત શક્તિશાળી ઉદ્ભવ સાધન છે કારણ કે લગભગ સંપૂર્ણ સ્ફટિક ઇતિહાસ મેળવી શકાય છે, અને તેથી સંશોધકો સંબંધિત નિશ્ચિતતા સાથે અલગ ભૂસ્તરીય ઇતિહાસ સાથે ચોક્કસ સ્રોત ક્ષેત્રોને નિર્ધારિત કરી શકે છે. ડિટ્રિટલ ઝિર્કોન પર ફિશન-ટ્રેકની ઉંમર 1 Ma જેટલી નાની અને 2000 Ma જેટલી જૂની હોઈ શકે છે. આ પણ જુઓ રેડિયોમેટ્રિક ડેટિંગ થર્મોક્રોનોલોજી સંદર્ભો વધુ વાંચન નેસર, સી. ડબલ્યુ., ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ અને ફિશન ટ્રેક્સનું ભૂસ્તરીય એનેલિંગ, માંઃ જેગર, ઇ. અને જે. સી. હુન્ઝિકર, આઇસોટોપ ભૂસ્તરશાસ્ત્રમાં વ્યાખ્યાન, સ્પ્રિંગર-વેરલેગ, 1979, યુ. એસ. જી. એસ., ફિશન ટ્રેક્સઃ ટેકનીક, https://web.archive.org/web/20161208062155/http:// ભૂસ્તરશાસ્ત્ર. ગાર્વર, જે. આઈ., 2008, ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ. પેલિયોક્લિમેટોલોજી અને પ્રાચીન વાતાવરણના જ્ઞાનકોશમાં, વી. ગોર્નિટ્ઝ, (એડ. ), એન્સાયક્લોપેડિયા ઓફ અર્થ સાયન્સ સિરીઝ, ક્લુવર એકેડેમિક પ્રેસ, પી. 247-249. વેગનર, જી. એ., અને વેન ડેન હૌટ, પી., 1992, ફિશન-ટ્રેક ડેટિંગ; ક્લુવર એકેડેમિક પબ્લિશર્સ, 285 પીપી. એન્કલમેન, ઇ., ગાર્વર, જે. આઈ., અને પાવ્લિસ, ટી. એલ., 2008, ચુગાચ-સેન્ટ એલિયાસ ઓરોજેન, દક્ષિણપૂર્વ અલાસ્કાના બરફથી ઢંકાયેલા ખડકોનું ઝડપી ઉત્સર્જન. ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, v. 36, n. 12, p. 915-918. ગાર્વર, જે. આઈ. અને મોન્ટેરિયો, એમ. જે., 2008. અપર કેમ્બ્રિયન પોટ્સડેમ ફોર્મેશન, ન્યૂ યોર્કથી ડિટ્રિટલ ફિશન-ટ્રેક યુગઃ ગ્રેનવિલે ટેરેનના નીચા-તાપમાનના થર્મલ ઇતિહાસ માટેની અસરો. માંઃ ગાર્વર, જે. આઈ., અને મોન્ટેરિયો, એમ. જે. (એડીએસ.) થર્મોક્રોનોમેટ્રી પરની 11મી આંતરરાષ્ટ્રીય પરિષદની કાર્યવાહી, એન્કોરેજ અલાસ્કા, સપ્ટેમ્બર 2008, પૃષ્ઠ. 87-89. બર્નેટ, એમ., અને ગાર્વર, જે. આઈ., 2005, પ્રકરણ 8: ડેટ્રિટલ ઝિર્કોનનું ફિશન-ટ્રેક વિશ્લેષણ, પી. ડબલ્યુ. રેઇનર્સ, અને ટી. એ. એહલર્સ, (આવૃત્તિઓ. ), લો-ટેમ્પરેચર થર્મોક્રોનોલોજીઃ તકનીકો, અર્થઘટનો, અને એપ્લિકેશન્સ, રિવ્યૂઝ ઇન મિનરલોજી એન્ડ જીઓકેમિસ્ટ્રી સિરીઝ, v. 58, p. 205-237. રેડિયોમેટ્રિક ડેટિંગ ન્યુક્લિયર ફિશન યુરેનિયમ