تسنين الديناصورات

(( الفقارية )) : أي الحيوانات التي تحتوي على (( عمود فقري )) ،

ج : (( سمكة قرش الجرينلاند )) ، حيث يصل عمرها الى :

خمس قرون أي : ((٥٠٠ سنة )) وتصل سن البلوغ بعد ١٥٠ سنة ،

وتعيش في  المياه الباردة تحت القطب الشمالي ،

واستخدمت (( النظائر المشعة )) لتحيد العُمر بعد موت الحيوان !!

س : ماهي (( النظائر المشعة )) !!

وكيف يمكن تحديد عُمر الأشياء ؟؟

ج : بالنسبة للاشخاص نسألهم عن شهادة ميلادهم ،

وبالنسبة للاشجار ، سنقوم بعد حلقات الجزع العُمريّة ،

أمّا بالنسبة للدواب سنقوم بعدّ اسنانها وضروسها ،

وبالنسبة للاسماك القشرية سنقوم بعد وقياس حلقاتها القشرية ،

أو قياس طولها ، وعرض الذيل ،، الخخ ،

وكل ذلك لنعرف كم كانت تبلغ من العمرفي حياتها ،

أما بالنسبة لحفرية ماتت من الاف أو ملايين السنين ؟؟

سواء كانت مواد عضوية (( بقايا كائنات حية )) ،

أو صخور بركانية أو صخور متحولة ،

أو نيازك أو كهوف أو مرجان ، وحتى الماء إلخخ ؟!

فهي تمتلك ساعاتها الداخلية الخاصة التي تحدد ذلك !!

ويتم معرفتها من خلال مايسمّى (( النظائر المشعة )) !!

التي تساعد على معرفة الزمن المنقضي بعد موت هذه الكائنات ،

فكثيراً مانسمع عن اكتشاف هياكل عظمية عمرها 50 الف سنة ،

أو 3 ملايين سنة ، أو حفريات لكائنات عمرها 100 مليون سنة !!

فكيف يمكن للعلماء تحديد اعمار تلك الكائنات ؟!

ولنبدأ معرفة هذا الامر ، تعالوا معنا لنتعرف على :

(( مم تتكون الذرات )) ؟؟

تتكون الذرات من ثلاث مكونات اساسية هي :

(( البروتونات )) الموجبة الشحنة ،

و(( النيوترونات )) عديمة الشحنة ، وهما (( داخل النواة )) ،

و(( الإليكترونات سالبة )) الشحنة التي (( تدور حول النواة )) !!

لهذا السبب تحتوي الذرات على :

(( عدد متساوي من البروتونات والاليكترونات )) ،

لتكون الشحنات الموجبة مساوية للسالبة ، ولتكون الشحنة النهائية صفر ،

وإذا اختل هذا التوازن يصبح العنصر (( أيون )) أي (( غير مستقر )) ،

(( عدد البروتونات )) هو عدد (( مميز لكل عنصر)) كيميائي ،

(( فلايمكن لعنصرين مختلفين ان يكون لهما نفس عدد البروتونات )) ،

أما بخصوص (( النيوترونات )) ،

(( فليس هناك عدد واحد لكل عنصر كيميائي )) !!

بل ان هناك اشكال مختلفة ، فعلى سبيل المثال :

عنصر الكربون يحتوي على 6 بروتونات ،

أما بخصوص النيوترونات ، فهناك ذرات تحتوي على نيوترونين ،

واخرى تحتوي على ثلاث واخرى اربعة وهكذا حتى 16 نيوترونَ ،

وتسمى كل هذه الاشكال المختلفة لعنصر الكربون (( بالنظائر))  ،

وهناك (( نظائر لكل عنصر كيميائي )) ،

(( اغلب هذه النظائر غير مستقرة )) ،

أي أنها تتحول بسرعة الى عناصر اخرى ،

(( عدا ثلاث نظائر ، وهي قلب موضوعنا اليوم )) ،

يتكون الغلاف الجوي للأرض من (( 78 % نيتروجين )) ،

و (( 21 % أكسجين )) ، أما الباقي (( 9, % فهي غازات اخرى )) ،

مثل : بخار الماء والهيدروجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون ،

والهيليوم والنيون والزينون والأراجون الخخ ،

وتتكون ذرات النيتروجين في اعلى الغلاف الجوي من :

(( 7 بروتونات و7 نيوترونات )) ،

تصدر الشمس اشكال مختلفة من الاشعة الكونية ،

التي تصبح على شكل نيوترونات (( عديمة الشحنة )) ،

عبر عبورها الغلاف الجوي ،

وبسبب كثرة ذرات النيتروجين في الهواء ،

تقوم بعض النيوترونات بـ (( التصادم )) مع :

(( انوية )) بعض ذرات النيتروجين ،

مما يتسبب (( بطرد احدى هذه النيوترونات )) من النواة ،

(( واستبدالها )) بهذه النيوترونات ،

لتصبح المحصلة النهائية داخل النواة :

(( 6 بروتون و 8 نيوترون )) وبالتالي ،

هذا العنصر (( لم يعد عنصر نيتروجين )) !!

بل أصبح (( كربونً )) ،

لان (( عدد البروتونات اصبح 6 )) (( وليس 7 )) ،

وبهذا الشكل يتكون هذا النظير من الكربون (( كربون 14 )) ،

يتصرف كربون 12 وكربون 14 بنفس الطريقة ولكن !!

كربون 14 يمتلك ميزة فريدة ومهمة !!

(( انه غير مستقر )) أي أنه (( مُشع )) !!

أي أنه (( يضمحل ويفقد جزأً منه كل فترة )) ،

حتى يختفي مع الزمن ، لذلك ،

عندما يموت الحيوان ، يبدأ الكربون 14 الموجود في جسمه ،

بالاضمحلال (( التناقص التدريجي )) ،

كل (( 5730 سنة بشكل متوسط )) ،

يتفكك حوالي نصف ذرات الكربون 14 الى نيتروجين ،

هذا هو (( عمر النصف الخاص به )) ،

حيث يقوم هذا النظير بالتفاعل مع الأكسجين الموجود في الجو ،

ليكوّن (( ثاني أكسيد الكربون )) ورمزه (( CO2 )) ،

الذي تنتزعه النباتات من الغلاف الجوي ،

وتستخدمه من اجل تشكيل جزيئات عضوية معقدة ،

تستخدمه في (( التمثيل أو البناء الضوئي )) ،

لتأتي الحيوانات وتتغذى على تلك النباتات ،

وليأتي الإنسان والحيوانات المفترسة ويتغذى على هذه الحيوانات ،

وبالتالي يدخل هذا النظير إلى جميع الكائنات الحية على الأرض ،

(( فكل شيئ في الحياة داخل في تركيبه الكربون ))

وذكرنا منذ قليل بان هناك ثلاثة اشكال ثابتة لعنصر للكربون ،

(( كربون 12 )) ، (( كربون 13 )) ، (( كربون 14 )) ،

ولكن هذه الأشكال لاتوجد في الطبيعة بنفس النسب متساوية !!

بل تتواجد في الطبيعة بهده النسب :

(( كربون 12 )) بنسبة 98،93 %

(( كربون 13 )) بنسبة 1،07 %

(( كربون 14 )) بنسبة ذرة واحدة بين كل تريليون ذرة كربون !!

والتريليون هو : (( 000 000 000 000 1 ))  ،

وهنا ،،، نعتقد أن نسبة وجود عنصر (( كربون 14 )) قليلة في الطبيعة ،

ولكن الحقيقة غير ذلك  ،،،،، !!

فعدد ذرات الكربون في جسم انسان وزنه ((  70 كيلو جرام )) ،

تبلغ ((   803 سبتليون ذرة  )) !!

(( 000 000 000 000 000 000 000 000 000 803 )) ،

وبالتالي يوجد بينهم كممم من ذرات (( كربون 14 )) بعدد :

(( 803 كوادريليون )) ذرة (( كربون 14 )) ،

(( 000 000 000 000 000 803 )) ذرة ،

والان دعونا نعرف المقصود بــ (( العنصر المشع )) :

العناصر المشعة دائماً تعرف بشيئ اسمه (( فترة عُمر النصف )) ،

وفي حالة هذا النظير (( كربون 14 )) فترة عمر النصف هي :

(( 5730 سنة )) ،، وهذا يعني التالي :

لو فرضنا ان لدينا (( الف ذرة )) من هذا النظير في مكان معين ،

فبعد (( 5730 سنة )) (( ستختفي نصف هذه الكمية من الذرات )) ،

(( وتتحول الى شيئ اخر )) ، وهو عنصر (( النيتروجين )) ،

وبعد 5730 سنة اخرى ستختفي نصف الكمية المتبقية ،

ليتبقى لدينا ربع الكمية الاصلية وهي 250 ذرة كربون 14

وهكذا ،،،، لتصبح النسب :

(( بعد 5730 سنة تصبه الــ 1/2 )) ،

وبعد 5730 سنة اخرى تصبح الــ  1/4 )) ،

وبعد 5730 سنة اخرى تصبح الــ  1/8 )) ،

وبعد 5730 سنة اخرى تصبح 1/16 )) ،

وبعد 5730 سنة اخرى تصبح 1/32 )) الخخ ،

بالمقابل ، فإن كمية (( الكربون 12 )) التي لديه في جسده ،

ستكون ثابتة كما هي ، ومن خلال قياس نسبة :

(( الكربون 14 الى الكربون 12 )) يمكن تحديد :

الاف عديدة من السنين التي مرت على موت الحيوان ،

هذا كل مافي الموضوع ،

إذاً مايقوم به العلماء عند العثور على عظمة بشرية او لحيوان ما ،

يقومون بإستخلاص جميع ذرات الكربون (( 12 ، 13 ، 14 )) من هذه العظمة ،

(( على شكل غرافيت )) ، ومن ثم يقومون بعد ذرات (( كربون 13 )) ،

وبناء على هذا العدد يحسبون (( عدد الذرات المفترض )) من نوع (( كربون 14 )) ،

بعد ذلك يقومون بعد (( الذرات المتبقية بالفعل من كربون 14 )) ،

وبإستخدام العدد الاصلي والعدد المتبقي من هذه الذرات ،

يستخدمون بعض القوانين الرياضية لمعرفة :

(( عدد السنوات التي مرت على هذه العظمة بشكل دقيق )) ،

إنتهى الموضوع ،، ولكن لدينا بعض الملاحظات !!

اولاً : قلنا أن هذا النظير يدخل في تكوين ثاني اكسيد الكربون في الهواء الجوي ،

وبالتالي يدخل في تركيب النباتات ومن ثم الانسان والحيوانات ،

لهذا ،،، هذه الطريقة تستخدم (( لقياس اعمار الكائنات العضوية فقط )) ،

ولايمكن استخدامها لتحديد اعمار الصخور أو أي شيئ غير عضوي !!

ثانياً : هذه الطريقة يمكن استخدامها لتحديد اعمار :

(( الكائنات التي ماتت قبل 50 الف سنة أو 60 ألف كحد اقصى )) ،

وذلك لأن لو فرضنا ان هناك عينة فيها الكمية الكاملة من كربون 14 ،

فبعد فترة عمر نصف واحدة سيتبقى لدينا نصف الكمية كما ذكرنا سابقاً وهكذا ،

وبالتالي بعد (( 9 فتراة عمر النصف )) أي بعد 51 الف سنة ،

سيتبقى لدينا 1/512 من الكمية الاصلية ،

وهي كمية تعادل 0،2 % من الكمية الاصلية !!

وهي كمية صغيرة جدا ولايمكن قياسها بسهولة في معامل الاختبار ،

لذلك يعتبر هذا كسقف لإستخدام هذه الطريقة ،، لهذا السبب ،

المواد العضوية التي ماتت قبل هذا التاريخ ،

يمكن تحديد اعمارها بطرق أخرى ،

ومن اجل قياس عمر اقدم من ذلك بكثير ،

يستخدم العلماء عناصر اخرى غير مستقرة ،

تمتلك اعمار نصف اطول بكثير مثل :

فكما عرفنا أن لتحديد أعمار المواد العضوية ،

يتم ذلك بإستخدام (( كربون 14 )) ،

فالصخور البركانية يمكن تحديد أعمارها عن طريق :

عناصر (( البوتاسيوم ــ والأرجون )) ،

أما الصخور المتحولة فعن طريق(( الروبيديوم ــ والإسترونتيم )) ،

أما النيازك فلها طرقها المختلفة هكذا النوازغ الكهفية ،

أما الشعاب المرجانية فعن طريق (( اليورانيوم ــ والثوريوم )) ،

حتى الماء عن طريق (( كلورين 36 )) ،

وهكذا نكون قد قدمنا لحضراتكم شرح تفصيلي ،

لإحدى العمليات المعقدة في مجال الجيولوجيا ،

وإلى أن نلتقي في مقالنا القادم بإذن الله ،