- Časopis Quark - https://www.quark.sk -

Nová technológia na zobrazovanie hélia v mineráloch

Tím vedený slovenským vedcom Martinom Danišíkom z Centra Johna de Laetera na univerzite Curtin v austrálskom Perthe vyvinul prístroj kombinujúci laserovú abláciu s hmotnostnou spektrometriou vzácnych plynov a stopových prvkov, čím sa týmto vedcom (ako vôbec prvým na svete) podarilo vytvoriť dvojdimenzionálne mapy hélia v kryštáloch zirkónu a kvantifikovať tak množstvo hélia, ktoré sa v individuálnych zrnkách nachádza.

Vľavo je kryštál zirkónu zobrazený pomocou rýchlych elektrónov (tzv. katodoluminis-cenciou). Tmavá časť minerálu (jeho jadro) charakterizované tmavými farbami indikuje vyšší obsah uránu ako svetlé časti (prírastkové lamely) po jeho okrajoch. Obrázok vpravo zobrazuje rozloženie hélia, ktoré vzniklo rozpadom uránu a tória v tomto kryštály – teplé farby spektra znázorňujú zvýšený obsah (korešpondujúci s jadrom) a studené farby spektra znázorňujú nižší obsah (korešpondujúci s prírastkovými lamelami).

Datovanie zirkónu a iných minerálov tzv. Héliovou metódou je populárnou rádiometrickou datovacou technikou, ktorá sa využíva na určovanie veku geologických javov spojených so zmenou teploty, akými sú napr. exhumácia hornín zo zemskej kôry a plášťa, sopečná činnosť, dopady meteoritov, či tvorba ložísk nerastných surovín. Chemické, kryštalografické, či minerálne heterogenity vo vnútri analyzovaných minerálov, ktoré vo všeobecnosti nepresahujú veľkosť 100 mikrometrov, však niekedy môžu viesť k nepresným, anomálnym alebo ťažko interpretovateľným výsledkom. Poznanie vplyvu týchto faktorov  na rozloženie hélia v rámci skúmaných minerálov, by bolo pre presnosť spomínanej datovacej techniky veľkým prínosom.

Takéto mapy vedcom naplno ukázali zložité vzory rozloženia hélia v jednotlivých kryštáloch zirkónu a ich závislosť na rozložení uránu a tória, či defektov kryštálovej štruktúry, čo umožní lepšie vyhodnotenie procesov, ktoré pri datovaní (U-Th)/He spôsobovali často pozorované anomálie.

Danišíkov výskum viedol aj k vytvoreniu novej metódy, pri ktorej sa dajú údaje o mapovaní hélia, uránu a tória využiť aj na určenie tepelných dejín jediného kryštálu zirkónu od jeho kryštalizácie v magmatickom krbe po finálne chladnutie po výzdvihu na zemsky povrch.

JK
Foto Martin Danišík