lunedì 31 gennaio 2022

Boltwood e l’età della Terra

 


Anche se il nome di Bertram Borden Boltwood (1870 - 1927) ai più è pressoché sconosciuto, il lavoro di questo chimico e fisico americano sul decadimento radioattivo dell'uranio e del torio è stato importante nello sviluppo della tecnologia di datazione assoluta. 

Boltwood scoprì che il piombo era sempre presente nei minerali di uranio e torio. Pensò che il piombo dovesse essere il prodotto finale del decadimento radioattivo dell'uranio e del torio e notò che il rapporto piombo-uranio era maggiore nelle rocce più vecchie. Su suggerimento di Ernest Rutherford, fu il primo a misurare l'età delle rocce dal decadimento dell'uranio in piombo. Nel 1907, dopo che Rutherford aveva stabilito il concetto di tempo di dimezzamento, cioè il tempo richiesto per la disintegrazione di metà degli atomi inizialmente presenti, che è costante per ogni dato isotopo, pensò che, conoscendo la velocità con cui l'uranio si scinde, poteva usare la proporzione di piombo nei minerali di uranio come una specie di misuratore o orologio. L'orologio gli avrebbe detto da quanto tempo quel minerale - e per estensione, la crosta terrestre - esisteva. Le sue osservazioni e i suoi calcoli collocavano l'età della Terra a 2,2 miliardi di anni, molto di più della datazione di Kelvin basata sul raffreddamento da un’ipotetica nebulosa primordiale che assegnava alla Terra un’età massima di 100 milioni d’anni. 

L'idea e la tecnica di base di Boltwood sono state utilizzate sin dal 1907, ma i progressi nella tecnologia e nella conoscenza della struttura atomica hanno dimostrato che la Terra è ancora più antica. Il decadimento dell'uranio è così lento che può indicare il tempo geologico. Il ragionamento di Boltwood vale per altri elementi radioattivi come il carbonio-14, che è utilizzato per datare eventi biologici e manufatti umani. 

Il lavoro di Boltwood sulla serie di decadimento dell'uranio portò alla scoperta del nucleo genitore del radio, un nuovo elemento che chiamò ionio. Una volta stabilita l'esistenza degli isotopi, si capì che lo ionio era in realtà il torio-230. Sebbene Boltwood non abbia dato il suo nome ad alcun elemento nella tavola periodica, in seguito gli fu dedicato il nome di un minerale, la boltwoodite, un silicato idrato di uranile, originato dall'ossidazione e alterazione dei minerali di uranio. 

Nei suoi ultimi giorni, Boltwood soffrì di depressione e si suicidò il 15 agosto 1927.

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