Struisvogeleieren

Struisvogeleieren
Hierbij een artikel uit de Volkskrant van 21 april 1990.
Lees het door en beantwoord de volgende vragen.
Een kleine twee miljoen jaar geleden begonnen mensen
in Afrika struisvogeleieren te gebruiken als voedsel
en om water in op te slaan. De resten van deze
eierschalen blijken te kunnen worden gebruikt om de
ouderdom te bepalen van fossielen die in dezelfde
bodemlagen worden aangetroffen. In warme gebieden
kan worden gedateerd tot 200.000 jaar geleden. Deze
ontdekking is interessant, omdat deze techniek de
kloof overbrugt tussen twee andere methoden om de
ouderdom van fossielen te bepalen de koolstofdatering en de kalium/argondatering. De eerste
techniek kan alleen worden gebruikt als een fossiel minder dan 40.000
jaar oud is, de tweede is slechts accuraat bij fossielen ouder dan
200.000 jaar.
1. Schrijf de reactievergelijking voor het verval van
Een
14
6
C.
14
6
C -kern is β-radioactief met een halveringstijd van ongeveer 57 eeuwen.
In de atmosfeer komt op de 1,0x1012 (=biljoen) atomen slechts één
ademhaling en koolzuurassimilatie nemen levende planten ook
14
6
14
6
C -atoom voor. Door
C op; als voedsel vindt dit zijn
weg naar alle levende wezens. Is een levend wezen eenmaal gestorven, dan vermindert het
aantal
14
6
C -atomen door radioactief verval: omdat er geen nieuwe 146C -atomen meer worden
opgenomen, wordt dit aantal niet meer aangevuld.
2. Leg uit welke verhouding 14C / 12C je zou vinden in organisch materiaal dat 114 eeuwen oud is.
3. Leg uit waarom koolstofdatering niet geschikt is voor tijden groter dan 40.000 jaar.
Het isotoop
40
19
K (kalium-40) vervalt op twee manieren: 11 % vervalt naar Ar (argon) door het
invangen van een elektron, de overige 89 % vervalt door bèta-emissie naar een isotoop van Ca
(calcium).
4. Geef van beide soorten verval de reactievergelijking.
Voor de datering is de kalium/calcium verhouding niet betrouwbaar genoeg. Dit heeft o.a. te
maken met de percentages waarmee kalium-40 en calcium-40 in de natuur voorkomen (BINAS).
5. Leg dit uit.
Anders dan calcium komt argon-gas niet in pasgevormde vulkanische gesteentes voor: door de
hitte is al het gas verdwenen! Pas na afkoeling blijft het argon, ontstaan uit het verval van kalium40, verder opgesloten in het gesteente. Om te dateren gebruikt men de formule (BINAS):
t
N (t )  N (0)  12  t1/ 2 , waarin N betrekking heeft op de hoeveelheid kalium-40.
6. Geef aan welke gegevens men nu nodig heeft om met de K-Ar methode een vulkanisch
gesteente te dateren. Probeer daarbij volledig te zijn en leg uit hoe je rekening houdt met het feit
dat er maar 11% naar argon vervalt!
Struisvogeleieren
1. (3) 6 C 
14
0
1
  147 N
14
C
0, 25
1, 0
Na twee halveringstijden is er een kwart van de


12
C 1, 0 10
4, 0 1012
14
oorspronkelijke hoeveelheid 6 C over.
2. (3)
12
t
3. (3)Na 40.000 jaar is er nog maar
40.000
 12    12  5730
 7,9 103 gedeelte (8 ‰) van de toch al
geringe hoeveelheid C-14 over. Dit komt onder de grens van betrouwbare meetbaarheid.
4. (4)
40
19
40
K  10 e  18
Ar
40
19
K  10  2040Ca
5. (2)Calcium-40 is de meest in de natuur voorkomende isotoop (96,9 %). Hierdoor zal een
extra hoeveelheid calcium-40 tengevolge van verval uit kalium-40 (is maar 0,01 % van de
totale hoeveelheid kalium) nauwelijks verschil maken.
6. (4)Men heeft de halveringstijd nodig en de fractie overgebleven kalium-40. Daartoe moet
men zowel de hoeveelheid kalium-40
 N K 40  als argon-40  N Ar 40 
(rekening houdend met de 11%) levert op: N (0)  N K  40 
fractie is dus:
N K  40
1

.
100
100 N Ar  40
N K  40 
N Ar  40 1 
11
11 N K  40
meten. De som
100
N Ar  40 . De gevraagde
11