5.4. РАДИОАКТИВНЫЕ ЯДРА, ОБРАЗОВАННЫЕ КОСМИЧЕСКИМИ ЛУЧАМИ
Одним из интереснейших аспектов взаимодействий космических лучей является образование радиоактивных изотопов в верхних слоях атмосферы. Мы еще не рассматривали нейтронный компонент. Большая часть нейтронов поглощается ядрами
в реакции
а около 5% нейтронов с энергией выше
вступают в эндотермическую реакцию
Полная скорость образования
в атмосфере составляет около
а трития
(сюда входит тритий, образующийся непосредственно в виде осколков деления). Эти радиоактивные продукты возникают высоко в атмосфере, где они, быстро окисляясь, образуют соединения
и затем принимают участие в обычных процессах, происходящих в атмосфере. Периоды полураспада
равны соответственно 5568 лет и 12,46 года. Время жизни этих продуктов в атмосфере составляет около 25 лет, прежде чем они войдут в состав органического вещества или выпадут в море или на сушу с дождями. По содержанию
можно определить возраст образцов, включающих остаточное органическое вещество. Тритий используется как меченый атом в метеорологических исследованиях, а также для определения возраста сельскохозяйственных продуктов. Изотоп
широко используется в археологических исследованиях и является основой радиоуглеродного метода
Рис. 5.6. (см. скан) Датировка при помощи
образцов годичных колец секвойи и остистой сосны, произведенная в радиоуглеродной лаборатории Пенсильванского университета. Сплошная линия показывает, что радиоуглеродный метод и дендрохронология дают хорошо согласующиеся результаты [6].
датировки. Точность этого метода зависит от постоянства скорости образования
т. е. от среднего потока космических лучей, падающих на границу атмосферы, последний же подвержен вариациям вследствие изменений геомагнитного поля и солнечного ветра (см. гл. 12 и 13). Это явление можно исследовать, сравнив возраст, найденный радиоуглеродным методом, с возрастом, определенным независимо каким-либо иным методом. Самая длинная последовательность
была получена по годичным кольцам
очень старых деревьев, например остистой сосны с гор Уйат-Маунтис в Калифорнии. Она позволила провести сравнение дат вплоть до 5510 г. до н. э. Калибровочная кривая показана на рис. 5.6. Видно, что возраст, определяемый радиоуглеродным методом, в общем ниже найденного дендро-хронологическим методом. По этим данным можно судить о вариациях среднего потока космических лучей в верхних слоях атмосферы. Кратковременные вариации могу! быть связаны с флуктуациями напряженности геомагнитного поля или с возрастанием потока космических лучей в межзвездном пространстве в окрестностях Солнечной системы.