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'''[[鉀]] - [[氬]]年代測定法'''（Potassium-Argon dating），簡稱'''鉀氬法'''、'''K-Ar測年'''（K-Ar dating），是在[[地質年代學]]和[[考古學]]中，利用[[放射性]]來測定年代的方法。它是利用鉀（K）的[[同位素]]會經由放射性衰變變成氬（Ar）的性質來測量。鉀是一種常見的元素，存在於在許多物質中，如雲母，粘土礦物，火山灰。<sup>40</sup>Ar存在於液態的岩石時，會因高溫和流體而逃脫至[[大氣]]中，但當岩石凝固（再[[結晶]]）時，<sup>40</sup>Ar便會依舊從<sup>40</sup>K衰變，並隨日子流逝而增加，而且無法逃脱出來。通過測量<sup>40</sup>K剩餘量的比例來計算從結晶到現在的時間長度。<sup>40</sup>K有很長半衰期，使用的方法能計算年齡長達幾千万年以致于上亿年的樣本。<ref name=McD-H_10>{{harvnb|McDougall|Harrison|1999|p=10}}</ref>

在快速冷卻的熔岩中，由於冷卻過程很快的降低到鐵的居里溫度以下，使得鉀 - 氬年代測定法能夠以其為十分理想的樣品求出當時的[[磁場]]的方向和強度。由於這個方法十分理想，地磁極性的時間和尺度主要使用K-Ar測年來進行校準。<ref name=McD-H_9>{{harvnb|McDougall|Harrison|1999|p=9}}</ref>

== 衰變過程 ==
'''鉀元素'''（K）在自然界中存在3種[[同位素]] - <sup>39</sup>K（93.2581％）、<sup>40</sup>K（0.0117％）、<sup>41</sup>K（6.7302％），<sup>39</sup>K和<sup>41</sup>K是穩定的。

'''放射性同位素'''[[鉀-40|<sup>40</sup>K]]會衰變成[[鈣的同位素|<sup>40</sup>Ca]]或[[氬的同位素|<sup>40</sup>Ar]]，其[[半衰期]]為1.248×10<sup>9</sup>年。 有89.1％的機率會通過發射電子（負[[β衰變]]）轉換為穩定的<sup>40</sup>Ca。另外10.9％的機率會[[電子捕獲|捕獲電子]]轉換為穩定的<sup>40</sup>Ar。

'''氬氣'''（Ar），是一種[[稀有氣體|-{zh-hk:貴氣體;zh-cn:稀有气体;zh-tw:惰性氣體;}-]]，存在於大多數岩石樣品中，這對於年代學有很大的幫助：因為他不會和岩晶中的其他原子結合。當<sup>40</sup>K（鉀-40）衰變成<sup>40</sup>Ar（氬氣）後，其原子會保存於岩石晶格內，因為它的直徑比在礦物[[晶體]]的其它原子之間的[[化学键|鍵結]]還要長。但當壓力或溫度的產生變化時，像是熔融岩漿狀態下，由於大多數岩石晶體融化，所以<sup>40</sup>Ar原子會逃逸出去，而大部分的<sup>40</sup>Ar岩漿冷卻重新變成固體岩石之前，不會再被岩石晶體捕獲。岩漿的重新結晶後，下一輪的<sup>40</sup>K衰變又會重新開始，而<sup>40</sup>Ar將再次累積，產生出來後又被困在礦物晶體中。所以測量<sup>40</sup>Ar原子的數量可以被用於計算從岩石樣本凝固至今的時間量。

== 衰變方程式 ==
<math> t = \frac{t_\frac{1}{2}}{\ln(2)} \ln\left(\frac{K_f + \frac{Ar_f}{0.109}}{K_f}\right)</math>

* <math> t </math> = 流逝時間
* <math> t_\frac{1}{2} </math> = [[鉀-40]]的[[半衰期]] （1.248×10<sup>9</sup>年）
* <math> K_f </math> = 留在樣本中的鉀-40原子數量
* <math> Ar_f </math> = 留在樣本中的氬氣原子數量（按: 10.9％的鉀-40衰變成氬氣）

== 参见 ==
*[[考古年代测定]]、[[放射性定年法]]
** [[放射性碳定年法]]
** [[铀铅测年法]]
**{{tsl|en|K-Ca dating|鉀－鈣年代測定法|鉀鈣法}}

==參考資料==

{{Reflist}}
*{{cite book
 |last1=McDougall |first1=I. |author1-link=Ian McDougall (geologist)
 |last2=Harrison |first2=T. M.
 |year=1999
 |title=Geochronology and thermochronology by the <sup>40</sup>Ar/<sup>39</sup>Ar method
 |publisher=[[Oxford University Press]]
 |isbn=0-19-510920-1
 |ref=harv
}}
*{{Cite book
 |last=Tattersall |first=I.
 |year=1995
 |title=The Fossil Trail: How We Know What We Think We Know About Human Evolution
 |url=https://archive.org/details/fossiltrailhowwe00tatt |publisher=[[Oxford University Press]]
 |isbn=0-19-506101-2
 |ref=harv
}}

== 外部链接 ==
{{年代学导航 |state = uncollapsed }}
{{Portal bar|技术|考古学}}


[[Category:放射性定年法]]