Распад идет по цепочке
Ядро урана-238 слишком тяжелое и нестабильное, чтобы сразу стать ядром свинца. Сначала оно испускает альфа-частицу — два протона и два нейтрона, — превращаясь в другой элемент. Затем в цепочке происходят новые альфа- и бета-распады. При бета-распаде нейтрон в ядре превращается в протон, поэтому меняется уже сам химический элемент. Так возникают промежуточные радиоактивные вещества, пока цепочка не заканчивается стабильным свинцом-206.
У каждого звена свои свойства и свой темп распада. Но для геологических часов важна исходная доля урана-238: ее сопоставляют с количеством свинца-206, накопившегося в минерале. Отдельное ядро распадается в случайный момент; предсказать можно поведение огромного числа атомов. Полураспад описывает именно такую статистику, а не срок службы каждого атома.
Как из этого узнают возраст породы
Когда минерал кристаллизуется, его структура может включить уран, но почти не принять свинец. Если после этого вещество не теряет и не получает заметных количеств урана и свинца, соотношение этих элементов меняется по мере распада и позволяет оценить время, прошедшее с кристаллизации. Это радиометрическое датирование — определение возраста по распаду радиоактивных изотопов.
Поэтому важен не просто найденный в породе свинец: нужно учитывать его исходное количество и проверять, оставалась ли система закрытой. Нагрев, плавление или изменение минерала способны нарушить соотношение и сделать оценку менее надежной. Один и тот же медленный распад, таким образом, служит часами лишь там, где порода сохранила запись о своем прошлом.
