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Exercício 1 isótopoS

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Exercício: geoquímica isótopos radiogênicos e estáveis (a entregar individualmente 24/11/17; via e-mail; davidd3bruyn3@gmail.com )
1. Dado os dados medidos para vários meteoritos abaixo, termine o isochron de Sm-Nd e determine a idade da Terra (É mais fácil de utilizar Excel para este exercício.)
	Meteoritos:
	143Nd/144Nd
	147Sm/144Nd
	
	SS light
	0.51169
	0.192
	
	MU_2
	0.51174
	0.1931
	
	GU
	0.51177
	0.1946
	
	JUV
	0.51181
	0.1954
	
	PR
	0.51183
	0.1957
	
	MU_3
	0.51184
	0.1964
	
	MU_1
	0.51185
	0.197
	
	SS_dark
	0.51194
	0.2
	
Constante de decaimento para 147Sm: 6.54*10-12 anos-1
1.1 A estimativa atual "melhor" para a idade da Terra foi determinada usando Sm-Nd medida por meteoritos condríticos. Seus dados de Sm-Nd para meteoritos definem, em parte, as características de Sm-Nd do "Terra inteira", também referido como CHUR (Reservatório Uniforme Condrítico). Este reservatório CHUR corresponde aos meteoritos indiferenciados que são uma aproximação para composição de elementos refratares na Terra primitiva. Extrapolação da sua linha de isochron para o meteorito renderiam um valor de interceptação (em x = 0) que representa o 143Nd/144Nd inicial para a Terra em massa (ou CHUR) no momento em que o planeta acumula.
 
1.2 Dado este valor inicial de 143Nd/144Nd, use a equação de idade Sm-Nd para calcular o que a 143Nd/144Nd de CHUR seria medido hoje. Dica: assume uma idade da Terra de 4,56 Ga (=4,56 x 10 9 anos) e use uma relação pai / filha 147Sm/144Nd m = 0,1967 para CHUR conforme medido hoje.
 
1.3 Qual é o % de aumento no 143Nd/144Nd (hoje) em comparação com a inicial 143Nd/144Nd quando a Terra se formou (ou seja,% de aumento devido à decomposição de 147Sm mais de 4,56 bilhões de anos)? Qualitativamente, o que o seu% de aumento indica sobre o tamanho da meia-vida de 147Sm em relação à era da Terra (isto é, tem muito do isótopo pai de Sm decomposto em 4.56 Ga).
2. Uma amostra de gabbro do São Francisco Craton tem um índice atual 147Sm/144Nd = 0,11480 e no presente dia manteve 143Nd/144Nd = 0,51084. A inclinação de um isócrono para o gabbro produziu uma idade de cristalização para o gabbro de 2,28 Ga (2,28 x 109 anos) e uma intercepção (ou inicial 143Nd/144Nd) = 0.50920.
2.1 Usando o valor atual apropriado para CHUR (exercício 1) e calcule o valor de εNd atual para a amostra de gabbro.
2.2 Use os valores atuais apropriados para CHUR e a equação de idade Sm-Nd abaixo para calcular a proporção 143Nd/144Nd de CHUR a 2,28 Ga. Use os dados fornecidos acima e seu resultado para calcular o valor εNd inicial para a amostra de gabbro em 2,28 Ga.
 [143Nd/144Nd] m = [143Nd/144Nd] o + [147Sm/144Nd]m (e λt - 1) (m= medido, o = original)
 Dica: neste contexto, onde t é dado como um valor como 2,28 Ga, o termo [143Nd/144Nd] o na equação de idade refere-se à relação 143Nd/144Nd no tempo t (ou seja, [143Nd/144Nd] o = [143Nd/144Nd] 2,28 Ga)
2.3 No diagrama de evolução do isótopo abaixo, trate e rotule suas proporções 143Nd/144Nd para a amostra do gabbro hoje e em 2,28 Ga. Etiqueta onde seus dois valores de εNd estão no diagrama. Construa e rotule um vetor de evolução no diagrama que retrata a mudança em 143Nd/144Nd para a amostra de gabbro de 2,28 Ga até hoje.
 2.4 O gabbro é um produto da fusão do manto ou da crosta inferior ou da crosta superior (isto é, qual a fonte inicial da massa fundida)? 
3. Geotermômetria com isótopos estáveis: o equilíbrio entre calcita e agua pode ser descrito pelo: (T em Kelvin)
3.1 Suponha que o valor δ18O de uma amostra de calcite seja 12,2 ‰ e os dados de inclusãos fluidos indica que esta calcita se formou a 100 °C. Qual foi o valor δ18O da água?
3.2 Suponha a água do mar aquecida (δ18O = 0,0 ‰) perto de uma crista médio-oceânico precipita calcite a 250 °C. Qual será o valor δ18O da calcita? 
3.3. 1 mole de calcita (δ18O = 10 ‰) equilibra-se com 2 moles de H2O (δ18O = 0 ‰) a
200 °C. Qual é o valor final δ18O da calcita e da água?
 
3.4. 3 moles de calcita (δ18O = 20,0 ‰) equilibram com 4 moles de água (δ18O = 5 ‰) a 220 ° C. Qual é o valor final δ18O da calcita e da água?
4. Quais fatores afetam a composição dos isótopos de oxigênio de uma rocha metamórfica?
 
5. Considere os efeitos da "descarbonatação" em um mármore submetido ao metamórfico. O que você precisaria saber para calcular o efeito isotópico dessa reação em uma pedra real? Reação (assumindo que o CO2 é expulso, removendo carbono e oxigênio da rocha)
 
Dolomite + 2 quartz = diopsita + 2 dióxido de carbono
CaMg(CO3)2 + 2SiO2 = CaMgSi2O6 + 2CO2

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