지구과학 · 절대 연령

반감기로 읽는 암석의 나이

남은 모원소 비율과 반감기를 이용해 모형 광물의 연령을 추론해 보세요.

반감기로 읽는 암석의 나이 개념 그림

시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.

이 실험에서 알아볼 내용

모원소가 절반씩 줄어드는 관계를 이용해 반감기가 지난 횟수와 연령을 구하세요.

교과와 단원

2022 개정 지구과학 · 지구의 역사와 한반도의 암석. 방사성 동위 원소로 광물의 절대 연령을 구하는 원리를 가상의 핵종과 간단한 계산으로 탐구합니다. 상대 연령과 지층 해석 전체는 다루지 않습니다.

연계 성취기준: 12지구02-01

탐구 질문과 해설

1. 모원소가 처음의 25% 남았다면 반감기는 몇 번 지났을까요?

100%에서 50%, 다시 25%가 되므로 반감기 두 번이 지났습니다. 반감기가 100백만 년인 모형 핵종 B를 선택하면 연령은 200백만 년입니다.

2. 남은 비율이 같아도 핵종을 달리하면 계산한 연령이 달라질까요?

남은 비율은 지난 반감기 횟수를 정하고, 핵종마다 정해진 반감기는 그 횟수를 시간으로 바꿉니다. 같은 25%라도 반감기가 두 배인 핵종이면 계산 연령도 두 배입니다. 하나의 실제 핵종의 반감기를 마음대로 바꾼다는 뜻은 아니에요.

모형의 가정과 실제 현상과의 차이

반감기가 50, 100, 200백만 년인 세 가상 핵종을 비교합니다. 실제 동위 원소명이나 특정 암석의 측정값을 나타내지 않습니다. 남은 모원소 비율 f=N/N₀에 대해 f=(1/2)^(t/T½), 따라서 t=−T½ log₂(f)를 사용합니다. 처음 자원소는 없고, 모원소가 안정한 자원소로 바뀌며, 광물이 형성된 뒤 원소가 드나들지 않는 닫힌계를 가정합니다. 측정 오차, 초기 자원소 보정, 중간 붕괴 단계, 변성에 의한 시계 재설정은 생략합니다. 점은 많은 원자의 평균적인 비율을 나타내는 개념 표시이며 개별 원자가 정해진 순서로 붕괴한다는 뜻은 아닙니다. 실제 암석의 연령 해석에는 광물의 형성과 닫힌계 조건을 확인해야 합니다.

참고 자료

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학생에게 결과를 예상하게 한 뒤, 한 가지 변수만 바꾸어 비교하도록 안내해 주세요. 각 실험 아래에서 모형의 가정과 참고 자료를 확인할 수 있습니다.

사이트 안에서는 별도 계정을 만들지 않아요. 실험 조건과 결과는 브라우저에서 계산합니다. 데이터 처리에 관한 자세한 내용은 개인정보 안내에서 확인할 수 있어요. 키보드의 Tab 키로 이동하고 방향키로 슬라이더를 조절할 수 있어요.