3つの安定同位体、36Ar、38Ar、および40Arは、希ガスの議論において考慮されています。 7つの放射性アルゴン同位体のうち、37Arと39Arも水文学の研究に使用され、以下で議論される。 また、40Ar/36Ar比の水文分野での利用についても議論する。
- 分析コスト
- Origin
- 測定技術
- Hydrological Applications
- References and further read
- インターネットリソース
分析コスト（トップに戻る）
現在、一般向けにアルゴン同位体分析を行っているラボはない。
See the USGS Reston Chlorofluorocarbon Laboratory for more information)
Origin (return to top)
Cosmogenic
39Ar is produced in atmosphere by neutron bombardment.これは大気中に存在し、大気中で中性子を照射することによって生成されます。
しかし、地下水中では39Arは以下の反応によって原位置で生成することができる：
39Ar (t½ = 269 years) はβ崩壊して39Kに戻っている。
Lithogenic
37Ar (t½ = 35 days) は岩石マトリックス中の40Ca(n,a)37Ar反応から地下で常に生成されています。
測定技術（上に戻る）
ガス比例計数
アルゴン分析は、水中のアルゴン濃度が非常に小さいため、現在は純粋に研究ベースになっています。 アルゴンは大気中の全ガスの1%以下である。 したがって、大気との平衡により、水中には微量のアルゴンが溶解していることになります。 水のサンプルのサイズは、2リットル（真空脱気法を使用する場合）から15立方メートル（サンプルを煮沸する場合）である（Clark & Fritz 1997）。 サンプルは高圧ガス比例計数法で分析される。 39Arの放射能は非常に低いため（1時間当たり2カウント程度）、分析には約1ヶ月を要する（Cook and Herczeg 2000）。
（GPCプロセスの詳細については崩壊計数のページを参照）
水文学的応用（トップに戻る）
37Ar
半減期が短いため、地下水には宇宙起源で生成したこの同位体はほとんど存在しない。 しかし、地下水中での生成はよくあることです。 37Arの存在量を測定することにより，水文地質学者は地下の生成率（これは中性子束の決定に役立つ）と，鉱物から水への移動の効率を決定することができる（Cook and Herczeg 2000）。 これらの値はいずれも、水文学的応用において他の岩石起源同位体の使用を制約するのに有用である。
地下水年代測定における39Ar
39Ar年代は、主に他の同位体と共に地下水の年代測定に使用されてきた。 半減期が269年であるため、トリチウムの上限値や14Cの下限値と年代を比較することが可能である。 39Arは、地下水の年代測定に最も広く用いられている同位体（3Hと14C）の間の不確実性を埋めることができるため、近世（紀元前40年から1000年まで）の地下水の年代測定に有用である。
水の年代測定に39Arを使用する利点と欠点
水の年代測定に39Arを使用することには、数多くの利点と欠点があります。 プラス面は、アルゴンは希ガスなので不活性であること。 副反応の複雑さもなく、保存的な挙動を示すため、水文学のトレーサーとして優れています。 第二に、39Arの生成量は、熱核実験によって増加したわけではありません。 その活動は少なくとも過去1000年間はほぼ一定であった。
しかし、ウランやトリウムが存在する地下水域では、原位置での39Arの生成はかなりの量になる可能性があります。 地下水中の39Ar濃度は非常に低いため、原位置での生成は水中の大気中の濃度をかき消すほどの39Ar濃度を生成する可能性があります。 その他の欠点は、39Arのサンプリングと分析技術に起因し、主にサンプルサイズと測定時間が問題となります。
39Arのその他の応用
39Arは海洋中の水塊の年代測定に使用することができます。 ここでの応用は地下水の年代測定と非常に似ていますが、39Arの原位置での生成量がごくわずかであることが異なります。 39Arは氷のコアリングにも使用されます。
40Ar/36Ar Ratio in Groundwater Dating
40Ar/36Ar比も地下水の年代測定に使用されています。 この比は大気中で295.5と一定の値を持っています。 ほとんどの帯水層はカリウムを含む鉱物を含んでいます。 40K（半減期125×109年）は40Arにβ崩壊するため、時間の経過とともにこの比が大きくなります。 40Arの生成速度がわかれば、この比を利用して非常に古い地下水の年代測定を行うことができます。 しかし、帯水層の外側にある隣接した岩石層から放射性40Arが輸送されると、この比はかなり低下し、上昇する可能性があります。 水の滞留時間を分析するために40Ar/36Ar比をより定量的に評価するには、岩石風化過程と流体包有物の役割についての理解を深める必要がある（Rauber et al.1991）。 他、The in situ production of radioisotopes in rock matrices with particular reference to the Stripa granite, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53, 1803-1815, 1989.
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