Vad Half Life betyder för evolution

Det kanske mest använda beviset för evolutionsteori genom naturligt urval är fossilrekord. Den fossila posten kan vara ofullständig och kanske aldrig helt färdigställd, men det finns fortfarande många ledtrådar till evolutionen och hur det händer inom fossilposten.

Ett sätt som hjälper forskare att placera fossil i rätt era på geologisk tidsskala är med radiometrisk datering. Även kallad absolut datering, använder forskare förfallet av radioaktiva element i fossilerna eller klipporna runt fossilerna för att bestämma åldern på organismen som bevarades. Denna teknik förlitar sig på halveringstidens egendom.

Halveringstid definieras som den tid det tar för hälften av ett radioaktivt element att förfalla till en dotterisotop. När radioaktiva isotoper av element förfaller, förlorar de sin radioaktivitet och blir ett helt nytt element känt som en dotterisotop. Genom att mäta förhållandet mellan mängden av det ursprungliga radioaktiva elementet till dotterisotopen kan forskare bestämma hur många halveringstider elementet har genomgått och därifrån kan räkna ut den absoluta åldern för prov.

Halveringstiden för flera radioaktiva isotoper är kända och används ofta för att ta reda på åldern för nyligen hittade fossil. Olika isotoper har olika halveringstider och ibland kan mer än en närvarande isotop användas för att få en ännu mer specifik ålder för en fossil. Nedan visas ett diagram över vanligt använda radiometriska isotoper, deras halveringstid och dotterisotoperna som de förfaller till.

Låt oss säga att du hittade en fossil som du tror är ett mänskligt skelett. Det bästa radioaktiva elementet att använda hittills mänskliga fossiler är Carbon-14. Det finns flera skäl till varför, men de viktigaste orsakerna är att kol-14 är en naturligt förekommande isotop i alla livsformer och dess halveringstid är cirka 5730 år, så vi kan använda den för att dejta mer "senaste" livsformer relativt den geologiska tiden skala.

Du måste ha tillgång till vetenskapliga instrument på denna punkt som kan mäta mängden av radioaktivitet i provet, så till laboratoriet går vi! När du har förberett provet och lagt det i maskinen säger din avläsning att du har ungefär 75% kväve-14 och 25% kol-14. Nu är det dags att använda dessa matematiska färdigheter till god användning.

Vid en halveringstid skulle du ha cirka 50% kol-14 och 50% kväve-14. Med andra ord har hälften (50%) av kol-14 som du började med förfallit till dotterisotopen kväve-14. Men din avläsning från ditt instrument för mätning av radioaktivitet säger att du bara har 25% kol-14 och 75% kväve-14, så din fossil måste ha varit i mer än en halveringstid.

Efter två halveringstider skulle ytterligare hälften av din kvarvarande kol-14 ha förfallit till kväve-14. Hälften av 50% är 25%, så du skulle ha 25% kol-14 och 75% kväve-14. Det här är vad din avläsning sa, så din fossil har genomgått två halveringstider.

Nu när du vet hur många halveringstider som har gått för din fossil måste du multiplicera ditt antal halveringstider med hur många år som är i en halveringstid. Detta ger dig en ålder på 2 x 5730 = 11.460 år. Din fossil är av en organism (kanske mänsklig) som dog för 11,460 år sedan.