Có lẽ bằng chứng được sử dụng rộng rãi nhất cho thuyết tiến hóa thông qua chọn lọc tự nhiên là mẫu hóa thạch . Hồ sơ hóa thạch có thể không đầy đủ và có thể không bao giờ hoàn thành đầy đủ, nhưng vẫn còn nhiều manh mối về sự tiến hóa và cách nó xảy ra trong hồ sơ hóa thạch.
Một cách giúp các nhà khoa học đặt hóa thạch vào thời đại chính xác trên thang thời gian địa chất là sử dụng phương pháp xác định niên đại bằng phương pháp phóng xạ. Còn được gọi là xác định niên đại tuyệt đối, các nhà khoa học sử dụng sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ bên trong hóa thạch hoặc đá xung quanh hóa thạch để xác định tuổi của sinh vật được bảo tồn. Kỹ thuật này dựa vào đặc tính của thời gian bán hủy.
Half-Life là gì?
Chu kỳ bán rã được định nghĩa là thời gian để một nửa nguyên tố phóng xạ phân rã thành đồng vị con. Khi các đồng vị phóng xạ của các nguyên tố phân rã, chúng mất đi tính phóng xạ và trở thành một nguyên tố hoàn toàn mới được gọi là đồng vị con. Bằng cách đo tỷ lệ giữa lượng nguyên tố phóng xạ ban đầu với đồng vị con, các nhà khoa học có thể xác định nguyên tố đó đã trải qua bao nhiêu chu kỳ bán rã và từ đó có thể tính được tuổi tuyệt đối của mẫu.
Chu kỳ bán rã của một số đồng vị phóng xạ đã được biết đến và thường được sử dụng để xác định tuổi của các hóa thạch mới được tìm thấy. Các đồng vị khác nhau có chu kỳ bán rã khác nhau và đôi khi nhiều hơn một đồng vị hiện tại có thể được sử dụng để có được tuổi hóa thạch thậm chí cụ thể hơn. Dưới đây là biểu đồ về các đồng vị đo phóng xạ thường được sử dụng, chu kỳ bán rã của chúng và các đồng vị con mà chúng phân rã thành.
Ví dụ về cách sử dụng Half-Life
Giả sử bạn đã tìm thấy một hóa thạch mà bạn cho là bộ xương người. Nguyên tố phóng xạ tốt nhất được sử dụng cho đến nay hóa thạch của con người là Carbon-14. Có một số lý do giải thích tại sao, nhưng những lý do chính là Carbon-14 là một đồng vị xuất hiện tự nhiên trong mọi dạng sống và chu kỳ bán rã của nó là khoảng 5730 năm, vì vậy chúng ta có thể sử dụng nó cho đến nay ở các dạng "gần đây" hơn của tuổi thọ so với thang thời gian địa chất.
Tại thời điểm này, bạn cần có quyền truy cập vào các công cụ khoa học có thể đo lượng phóng xạ trong mẫu, vì vậy chúng ta hãy đến phòng thí nghiệm! Sau khi bạn chuẩn bị mẫu và đưa vào máy, kết quả đọc của bạn cho biết bạn có khoảng 75% Nitrogen-14 và 25% Carbon-14. Bây giờ là lúc để sử dụng tốt những kỹ năng toán học đó.
Tại một chu kỳ bán rã, bạn sẽ có khoảng 50% Carbon-14 và 50% Nitrogen-14. Nói cách khác, một nửa [50%] lượng Carbon-14 mà bạn bắt đầu đã phân rã thành đồng vị con Nitrogen-14. Tuy nhiên, kết quả từ thiết bị đo độ phóng xạ của bạn cho biết bạn chỉ có 25% Carbon-14 và 75% Nitrogen-14, vì vậy hóa thạch của bạn phải trải qua hơn một chu kỳ bán rã.
Sau hai chu kỳ bán rã, một nửa còn lại của Carbon-14 còn sót lại của bạn sẽ phân hủy thành Nitrogen-14. Một nửa của 50% là 25%, vì vậy bạn sẽ có 25% Carbon-14 và 75% Nitrogen-14. Đây là những gì bạn đọc cho biết, vì vậy hóa thạch của bạn đã trải qua hai chu kỳ bán rã.
Bây giờ bạn đã biết có bao nhiêu chu kỳ bán rã cho hóa thạch của mình, bạn cần nhân số chu kỳ bán rã của mình với số năm trong một chu kỳ bán rã. Điều này mang lại cho bạn tuổi 2 x 5730 = 11.460 năm. Hóa thạch của bạn là của một sinh vật [có thể là con người] đã chết cách đây 11.460 năm.