Ответьте на вопросы, страница 224 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Как определяют возраст археологических раскопок?

2. Как определили возраст Земли?

3. Поясните значение фразы «зона отчуждения».

1. Как определяют возраст археологических раскопок?

Возраст археологических находок и культурных слоев определяют с помощью комплекса методов, которые можно разделить на относительные и абсолютные.

Относительное датирование устанавливает, какой из объектов старше или моложе другого, но не определяет их точный возраст в годах. Основным таким методом является стратиграфия — изучение последовательности залегания культурных слоев. Согласно принципу суперпозиции, нижележащие слои, как правило, старше вышележащих.

Абсолютное датирование позволяет определить календарный возраст артефакта. Наиболее известным и широко применяемым методом является радиоуглеродный анализ. Он основан на измерении содержания радиоактивного изотопа углерода-14 ($^{14}C$) в органических остатках (дерево, кости, ткани, уголь).
Суть метода:

• Живые организмы постоянно обмениваются углеродом с окружающей средой, поддерживая в своих тканях определенное соотношение стабильного изотопа $^{12}C$ и радиоактивного $^{14}C$.

• После смерти организма обмен прекращается, и $^{14}C$ начинает распадаться с периодом полураспада $T_{1/2} \approx 5730$ лет.

• Измеряя, какая доля $^{14}C$ осталась в образце по сравнению с первоначальным содержанием, можно рассчитать время, прошедшее с момента гибели организма, по формуле закона радиоактивного распада: $t = T_{1/2} \cdot \log_2\frac{N_0}{N}$, где $N_0$ — исходное количество ядер $^{14}C$, а $N$ — их количество в момент измерения.

Метод эффективен для датировки объектов возрастом до 50–60 тысяч лет.

Другие методы абсолютного датирования включают:

• Дендрохронология — датирование по годовым кольцам деревьев. Очень точный метод, который также используется для калибровки радиоуглеродного анализа.

• Термолюминесцентный анализ — используется для датировки керамики, обожженного кремня и других минералов, которые подвергались нагреву. Метод измеряет накопленную дозу ионизирующего излучения с момента последнего нагрева.

• Калий-аргоновый метод — применяется для датировки очень древних вулканических пород (миллионы лет), что позволяет определить возраст археологических слоев, находящихся между этими породами.

Ответ: Возраст археологических раскопок и находок определяют с помощью методов относительного датирования (например, стратиграфия) и абсолютного датирования. Ключевым методом абсолютного датирования органических остатков является радиоуглеродный анализ, основанный на измерении скорости распада изотопа углерода-14. Также применяются дендрохронология, термолюминесцентный и калий-аргоновый методы.

2. Как определили возраст Земли?

Возраст Земли был определен с помощью радиометрического (радиоизотопного) датирования не земных пород напрямую, а метеоритов, которые считаются остатками материала, из которого формировалась Солнечная система. Прямое датирование земных пород затруднено, так как самые древние из них были многократно переработаны в ходе геологических процессов (тектоника плит, эрозия).

Ключевым методом, позволившим установить возраст Земли, является уран-свинцовый метод. Он основан на медленном распаде двух изотопов урана в стабильные изотопы свинца:

• Уран-238 ($^{238}U$) распадается до свинца-206 ($^{206}Pb$) с периодом полураспада около 4,47 миллиарда лет.

• Уран-235 ($^{235}U$) распадается до свинца-207 ($^{207}Pb$) с периодом полураспада около 704 миллионов лет.

Ученые анализируют минералы (например, циркон), которые при кристаллизации из магмы включают в свою структуру атомы урана, но отторгают свинец. Таким образом, весь свинец, который обнаруживается в кристалле сегодня, является продуктом распада урана. Измеряя соотношение количества "родительских" изотопов урана ($^{238}U$, $^{235}U$) и "дочерних" изотопов свинца ($^{206}Pb$, $^{207}Pb$), можно с высокой точностью рассчитать время, прошедшее с момента кристаллизации минерала.

В середине XX века американский геохимик Клэр Паттерсон применил этот метод для анализа образцов метеорита Каньон-Дьябло. Он исходил из гипотезы, что метеориты и Земля сформировались примерно в одно и то же время из одного и того же протопланетного облака. Анализ нескольких метеоритов дал一致ствующий результат. Эти данные были подтверждены датировкой древнейших лунных и земных пород. Современная оценка возраста Земли составляет $4,54 \pm 0,05$ миллиарда лет.

Ответ: Возраст Земли определили с помощью уран-свинцового радиоизотопного метода, примененного к метеоритам. Предполагается, что метеориты сформировались одновременно с Землей. Измерение соотношения изотопов урана и продуктов их распада — изотопов свинца — в образцах метеоритов позволило рассчитать возраст Солнечной системы и, соответственно, Земли, который составляет около 4,54 миллиарда лет.

3. Поясните значение фразы «зона отчуждения».

«Зона отчуждения» — это территория с особым юридическим статусом, доступ на которую строго ограничен, а хозяйственная деятельность и постоянное проживание людей запрещены. Такую зону создают из-за наличия на ней опасности для жизни и здоровья людей.

Наиболее частой причиной создания зоны отчуждения является радиоактивное загрязнение в результате техногенной катастрофы. Самый известный пример — Зона отчуждения Чернобыльской АЭС. Она была создана после аварии на 4-м энергоблоке в 1986 году. Из-за высокого уровня радиации территория в радиусе 30 км вокруг станции была эвакуирована. Другой пример — зона эвакуации вокруг АЭС Фукусима-1 в Японии после аварии 2011 года.

Однако зоны отчуждения могут создаваться и по другим причинам:

• Химическое или биологическое заражение: территории, загрязненные токсичными отходами или являющиеся очагом опасных заболеваний.

• Военные цели: полигоны для испытания оружия (включая ядерное), закрытые военные объекты.

• Природные катастрофы: районы вокруг действующих вулканов, территории с высоким риском оползней или затоплений.

Основная цель создания такой зоны — изоляция опасного фактора, защита населения и предоставление возможности для проведения работ по дезактивации, мониторингу или просто естественного снижения уровня опасности с течением времени.

Ответ: «Зона отчуждения» — это территория, покинутая населением и закрытая для свободного доступа из-за опасности для здоровья и жизни, чаще всего — из-за радиоактивного загрязнения в результате ядерной аварии (как в Чернобыле). Также такие зоны могут создаваться из-за химического заражения, по военным причинам или из-за природных угроз.