# Геохронология опять под вопросом

Радован Злорадович

Для размышления геологам

Сразу скажу, что сомнения касаются не геохронологии, основанной на распаде изотопов урана и других ему подобных. Некоторые сомнения возникли в бета-радиоактивности, причем когда речь идет о больших миллиарднолетних промежутках.

Это, в первую очередь, калий-40, один из самых долгоживущих изотопов.


Существует странный эффект изменения скорости распада бета-активных изотопов в зависимости от времени года.

В конце восьмидесятых Дейв Альбургер обнаружил, что радиоактивный изотоп Si-32 (период полураспада 172 года) быстрее распадается в феврале и медленнее в августе. Кстати, в феврале Земля ближе к Солнцу. В 1998 году сообщили, что колебание с периодом год у Ra-226. Есть еще сезонные колебания распада Pl-238, масштаб колебаний полпроцента.

Эффекты эти проявляются только в бета-активности.

Возникла гипотеза, что сезонные колебания скорости распада зависят от близости планеты к Солнцу, потому что ближе источник нейтрино. И плотность потока нейтрино как то влияет на скорость распада бета-изотопов.

В секунду около сотни миллиардов нейтрино проходит через каждый квадратный сантиметр земной поверхности. Но даже при такой значительности потока, трудно поверить, что нейтрино могут заметно влиять на скорость радиоактивного распада.

Орбита Земли очень близка к круговой. От 147 миллионов километров до 152 миллиона в зависимости от времени года. Разница не особо велика, если учесть как слабо нейтрино взаимодействуют с веществом.

Вот и я тоже сомневаюсь, однако есть над чем поразмыслить.

Существовали еще более необычные гипотезы, которые пытались связать неравномерность скорости распада не с близостью к Солнцу, а с направлением движения по орбите. Но это еще более непонятно.


И читая об этих странностях с изотопами, я вспомнил о другой тайне.

Палеоклиматологам известен так называемый парадокс слабого молодого солнца.

В начале своего существования Солнце было заметно слабее. Четыре миллиарда лет назад Солнце излучало на 30% меньше энергии чем сейчас. Его светимость возрастает на 10% каждый 1,1 миллиард лет.

Солнце как звезда главной последовательности, эволюционирует, при этом оно постепенно разгорается ярче. Увеличение светимости связано с увеличением диаметра и с ростом внутри ядра.

Это значит, что пару-другую миллиардов лет назад термоядерные реакции немного отличались, следовательно отличался спектр и плотность потока нейтрино.

Доминирующим источником энергии Солнца является протон-протонная реакция. (4 водорода в ядро гелия). В ней сначала два протона и электрон сливаются в дейтрон, испуская нейтрино 1,44 МэВ. Другая цепочка реакций углеродно-азотный цикл, но в нем нейтрино испускаются в непрерывном спектре энергий.


Я не специалист по ядерной физике, но сопоставить пару фактов может каждый.

Если причина меняющейся скорости распада изотопов в потоке солнечных нейтрино, то, поскольку Солнце было слабее, скорость распада долгоживущих бета-изотопов, то есть привычного калия-40, миллиарды лет назад тоже могла быть другой?

И возник вопрос: не замечали ли геологи нестыковок между показаниями калий-аргоновых и урановых датировок?

И действительно, геологам такое известно.

Сравнение калий-аргоновых датировок с уран-свинцовыми показывает, что калий-аргоновые обычно меньше примерно на 1%. Наверняка это объясняют неточностью принятого значения периода полураспада калия-40.


Даже если дело в нейтрино, совсем не факт, что они действуют на калий так же как на упомянутые в начале более короткоживущие изотопы. Но если влияние есть, то в начале существования Земли калий-40 распадался медленнее чем сейчас. Значит тогда калиевые "часы" отставали, по сравнению с более поздними.

Проверить экспериментально такое влияние изменения скорости распада почти невозможно, поскольку требует времени наблюдения несоразмерного с существованием цивилизации.


Даже если эффект существует, то в геохронологии требуются только частичные поправки.

Если дело только в солнечных нейтрино, то отклонения в калий-аргоновой датировке могут быть только на промежутках сравнимых с возрастом Солнца. О последних сотнях и десятках миллионов лет геологам можно не беспокоится.


* * *


Однако, разве только одно Солнце является источником нейтрино?

В процессе вращения звезд вокруг галактики расстояние между ними непостоянно. Время от времени у солнца появляются близкие попутчики, которые могут держаться в видимости десятки и сотни тысяч лет. Но все же это расстояние великовато и время не так продолжительно.

Но есть редкое явление, которое может состарить материал с изотопами очень резко... хотя вероятность такого попадания очень мала.

Перед взрывом сверхновой в ядре массивной звезды возникает явление называемое нейтринным холодильником. Нейтрино уносят столько энергии, что даже ускоряющиеся термоядерные реакции уже не могут поддерживать температуру и начинается коллапс.

Поток нейтрино эти дни особенно силен, но потом происходит еще более интересное явление. Ядро звезды многократно сжимается становясь нейтронной звездой. Во время сжатия магнитное поле так концентрируется, что все протоны в момент превращения в нейтроны ориентированы магнитным полем. И они выбрасывают поток нейтрино в одном направлении - узким лучом.

Мощь этого выброса так велика, что звезда разом ускоряется, приобретая значительную скорость. Такую отдачу получает объект массивнее Солнца!

Никто не знает что будет с планетой попавшей в этот поток. Чтобы не говорилось о всепроникающих нейтрино, но плотность их в потоке так велика, что они как-то подействуют даже на расстоянии световых лет. Возможно, что повлияют на бета-активные изотопы на планетах соседних звезд. Но шанс, что в планету случайно попадет нейтринный поток из образующейся нейтронной звезды крайне маловероятен.

В наше время взрывы сверхновых происходят в Галактике раз в сотню лет. В период молодости галактики взрывы сверхновых происходили гораздо чаще, но это было задолго до образования Солнца.

Точно трудно сказать, но за 5 млрд. лет в галактике произошло несколько десятков миллионов взрывов сверхновых.


zloradovich (c) 2023


------------


1. А. Студеникин. Сага о нейтрино. стр 24.

Нейрино от редкой реакции. Стр. 33. Знание-Сила. 8-2013.

2. Б.Булюбаш. Радиоактивный распад и солнечные нейтрино. стр.38. Знание-Сила. 8-2013.