Изотопная геология

Изотопная геология (также известна как геология изотопная) — раздел геологии, изучающий распределение и миграцию изотопов химических элементов в земной коре, их изменения во времени и пространстве.

Изотопная геология опирается на методы ядерной физики и используется для решения фундаментальных задач геохронологии, геохимии, петрологии, тектоники и палеоклиматологии.

Основные применения:

• Абсолютная геохронология: определение возраста горных пород и минералов (например, по уран-свинцовому, калий-аргоновому, рубидий-стронциевому методам).
• Изотопная геохимия: изучение источников магм, флюидов, вод и осадков на основе вариаций изотопного состава (Sr, Nd, Pb, Hf, O, C, S).
• Палеоклиматология и палеоокеанология: реконструкция температур и условий среды по изотопам кислорода, углерода и дейтерия в морских карбонатах, льдах и органическом веществе.

Свойства

• Методы: масс-спектрометрия, TIMS, MC-ICP-MS, лазерная абляция.
• Основные изотопные системы: U-Pb, Rb-Sr, Sm-Nd, K-Ar, Ar-Ar, Re-Os, Lu-Hf.
• Применяемые изотопы: стабильные (¹³C, ¹⁸O, D (²H), ¹⁵N, ³⁴S) и радиоактивные (¹⁴C, ⁸⁷Rb, ⁴⁰K, ²³⁸U, ²³⁵U).
• Координаты: глобально, не привязано к одной точке.

Современный контекст

Современные методы изотопной геологии активно интегрируются с ГИС-анализом, цифровым моделированием и датированием in situ с помощью LA-ICP-MS и SIMS, что позволяет датировать даже отдельные зёрна циркона возрастом более 4,4 млрд лет. Последнее десятилетие (2020-е гг.) отмечено развитием изотопной геологии стабильных нерадиогенных изотопов (Mg, Fe, Zn) для изучения биогеохимических циклов и ранней истории Земли.