מאפשרת קביעת יחסים איזוטופים בסלעים, מינרלים, מאובנים, גזים ומים ברמת דיוק גבוהה מאד
מעבדה לאיזוטופים יציבים ראשונה מסוגה בנגב וייחודית בארץ הוקמה בימים אלו במחלקה למדעי הגיאולוגיה והסביבה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב. מעבדה זו ייחודית בזכות מגוון היישומיים המדעים שהיא מציעה והמכשור הטכנולוגי החדשני הקיים בה. המעבדה הוקמה במימון קרן וולפסון בעקבות זכייה במענק של שלושה חוקרים חדשים במחלקה: ד”ר ירון קציר, ד”ר אורית סיוון וד”ר סיגל אברמוביץ. האוניברסיטה תמכה בהקמת המעבדה ומימנה מענק משלים.
המעבדה מאפשרת קביעת יחסים איזוטופים בסלעים, מינרלים, מאובנים, גזים ומים ברמת דיוק גבוהה מאוד. לב המעבדה הוא ספקטרומטר מסות של גזים המחובר למגוון מכשירים שתפקידם הפקה, הפרדה והולכה של הגזים מחומרי מקור שונים. ספקטרומטריית מסות של איזוטופים יציבים היא אחד מהכלים המודרניים הבולטים לשחזור מגוון רחב של תהליכים המתרחשים כיום באטמוספרה, בפני השטח ובפנים כדור הארץ, ומאפשר פענוח אירועים משמעותיים בהיסטוריה הגיאולוגית.
ד”ר ירון קציר: “המעבדה החדשה לאיזוטופים יציבים קלים עוסקת בשינויים ביחס האיזוטופי של חמישה יסודות כימים: מימן, פחמן, חמצן, חנקן וגופרית. כולם מאופיינים במשקל אטומי נמוך והבדלים יחסית גדולים במשקל בין האיזוטופים הכבדים (נדירים) לאיזוטופים הקלים (נפוצים) שלהם”. לדבריו, מדע זה מבוסס על ההבחנה שתהליכים טבעיים רבים גורמים להפרדה (פרקציונציה) מסוימת, לעיתים קשה מאד למדידה, בין האיזוטופים הקלים והכבדים של יסודות אלה. כתוצאה מכך מים, גזים, חומרים מומסים ומינרלים מוצקים יכולים לפתח “חתימה איזוטופית ייחודית”, המציינת את מקור יצירתם ואת השנויים שהם עברו. כך למשל, אומרת ד”ר סיגל אברמוביץ “היחסים האיזוטופים של חמצן הנמדדים בפחמן דו חמצני שמקורו בשלדים הקרבונטים הזעירים של מאובנים חד תאים ימיים, מציינים את טמפרטורת מי האוקיאנוסים הקדומים ובכך משמשים כלי לשחזור שינויים אקלימים שחלו לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ.
דר אורית סיון: “המעבדה מאפשרת גם יישום חדשני של יישומים מדעיים מרתקים, כגון מדידות של ההרכב האיזוטופי של גז החממה מתאן ושל חמצן בגבישי מינרלים, השופך אור על מקור היצירה של סלעים עתיקים שנוצרו בפנים כדור הארץ בראשית היווצרותו”.
חנוכת המעבדה תתקיים ביום ראשון, ה-30.03.08, בהשתתפות נשיאת האוניברסיטה, פרופ' רבקה כרמי, רקטור האוניברסיטה, פרופ' ג'ימי ויינבלט, סגן נשיא למחקר ופיתוח, פרופ' מוטי הרשקוביץ, ודיקן הפקולטה למדעי הטבע, פרופ' אברהם פרולה.
9 תגובות
התגובה נמחקה עקב היותה פרסומת מסחרית.
לעמי בכר תודה על ההסבר.
כעת הדברים קצת יותר מוסברים
ערב טוב
סבדרמיש יהודה
סבדרמיש שלום,
איזוטופ לא יציב – כמו למשל פחמן 14, הוא לא יציב תמיד. גם לא במהלך הבדיקה! כשתיקח פחמן 14 ותמדוד אותו, תגלה בעזרת מונה גייגר פשוט (ובלתי רגיש בעליל) שהוא צורח – משמע נמנות התפרקויות ביתא בכל שניה. כיום יש מכשירים שיודעים לזהות אפילו התפרקות אחת בודדת, לכאורה. כמובן שהדבר קצת מטופש שהרי מדידת רקע רדיואקטיבית תראה מניה של 20-40 התפרקויות בשניה. כך או כך, המכשירים היום מאוד מדוייקים ורגישים (למשל, מונה סינטילציה).
יש לזכור כי ריכוז האיזוטופים השונים (יציבים או שלא) מושפע מכמה גורמים ובינייהם, למשל, טמפרטורה. אם ניקח כוס מים בת 30 מעלות יהיו בה ריכוזי איזוטופ שונים מאשר כוס מים בת 28 מעלות.
פאקטור חשוב מאוד (אולי ה-פקטור החשוב ביותר) הוא הברירה או "הבחירה" של אנזימים באיזוטופ מסויים. ידוע שלמשל האנזים רוביסקו, שמקבע פחמן דו חמצני בתהליך הפוטוסינתיזה, בוחר באופן לא שווה פחמן רגיל (12) או פחמנים כבדים יותר (13 או 14). את התארוך לדגימה ניתן לעשות על פי נתונים שונים כאלה או אחרים משיטות גאולוגיות חדשות וישנות. אם ניקח דגימה משכבה מסויימת שאנו יודעים (או לפחות חושבים שאנו יודעים) את הגיל שלה, אז נוכל למדוד את הריכוז או היחסים האיזוטופיים ומכך להסיק על הטמפ, או תנאים אחרים ששררו בתקופה הנמדדת.
מעבדות נוספות שמתעסקות בתחום הזה, דווקא באספקט הביולוגי, הן המעבדה של בועז לוז באוניברסיטת י-ם ומעבדתו של אלדו שמש ממכון ויצמן.
בברכת חברים,
עמי בכר
השאלה היא איך מגדירים כאן איזוטופ יציב. הרי גם איזוטופ "לא יציב" לדוגמא פחמן 14 שמחצית החיים שלו היא מועטה- 5700 שנה, הוא יציב בהחלט במשך הבדיקה שנערכת בסדר גודל של דקות או שעות.
הדבר יהיה שונה באיזוטופים שמתפרקים מהר יותרלדוגמא איזוטופים רפואיים, שזמן מחצית החיים שלהם היא שעות.
בקיצור, הכתוב במאמר דורש הבהרות.
לילה טוב
סבדרמיש יהודה
תודה על ההבהרה אבל זה מעלה שאלה נוספת שאולי הייתי צריך לשאול כבר קודם (כי באמת נאמר שהמעבדה עוסקת באיזוטופים יציבים ופשוט לא שמתי לב):
במה שונה מעבדה לבדיקת איזוטופים יציבים ממעבדה לבדיקת איזוטופים בלתי יציבים?
אני מתאר לעצמי שלפחות לגבי חלק מן האיזוטופים הבלתי יציבים נחוצה הגנה מקרינה אבל האם יש משהו נוסף?
המעבדה, כך לפי הכתבה, עוסקת באיזוטופים יציבים, ועל-כן לא תעסוק בתיארוך. תיארוך רדיומטרי מתבסס על יסודות בלתי-יציבים (שקצב הדעיכה שלהם קורלטיבי לזמן שעבר מאז "תאריך קובע" כלשהו). איזוטופ יציב אינו דועך ולכן אין אפשרות לקבוע את גילו של האובייקט בו הוא מצוי באמצעות איזוטופ זה.
למשל, לפחמן-14 זמן מחצית חיים של כ-5700 שנים. משמעות הדבר היא שאם באובייקט כמות האיזוטופ היא חצי מהסטנדרט האטמוספירי הרי שהאובייקט בן 5700 שנים. במקרה של האיזוטופ היציב הריכוז בכל אובייקט הוא קבוע לכל אורך חייו (ולכן גילו אפס או אין-סוף).
אז למה הם כן טובים? לדגומא, האיזוטופ היציב חמצן-18 הוא בעל ריכוז שמשתנה בהתאם לתנאי אקלים. שלד קרבונטי שיימדד ריכוז החמצן-18 שלו, יוכל ללמד אותנו על תנאי האקלים בזמן חייו (שאותם יש לתארך באמצעות איזוטופ לא-יציב או בדרך אחרת). פחמן-13 במערכות אקולוגיות משתנה בהתאם למסלול הפוטוסינתזה של צמחים, ועוד דוגמאות רבות וטובות.
למיכאל- תודה
כעת לאחר הפניה ללינק של מיכאל אפשר לדייק ולומר שהמעבדה בבאר שבע תתארך עד ל כ 50,000 שנים.
ודרך אגב, כמות הפחמן שבאוויר אינה קלה לחיזוי והיא למעשה השתנתה לאורך הדורות לאו דווקא כפי שמצפים ממנה, ובעיקר מאז המהפיכה התעשייתית, כך שעל אף המדידה המדוייקת שתיתן המעבדה יש להתייחס גם לגורמים אחרים לצורך תיארוך מדוייק.
שיהיה לנו ערב טוב וקצת קריר.
סבדרמיש יהודה
יהודה:
הנה קישור שמצאתי בנושא:
http://snakefly.tripod.com/Date.html
אני מבין שקביעת התאריכים הגיאולוגיים על פי מתקן זה תעשה מקסימום עד לתקופה של מיליון שנה. לקביעת מיליוניי שנים של הדינוזאורים למשל, נידרש נתוח של יסודות אחרים הכבדים מחמצן ופחמן כגון זרחן אורניום עופרת וכדומה. האם אני צודק?
הייתי רוצה שהמאמר יהיה מפורט יותר.
שיהיה לנו יום טוב.
סבדרמיש יהודה