Os três isótopos estáveis, 36Ar, 38Ar e 40Ar, são considerados na discussão dos Gases Nobres. Dos sete isótopos de argônio radioativo, 37Ar e 39Ar também são utilizados em estudos hidrológicos e discutidos abaixo. O uso da razão 40Ar/36Ar em aplicações hidrológicas também é discutido.

• Custo da Análise
• Origem
• Técnicas de Medição
• Aplicações Hidrológicas
• Referências e mais reading
• Recursos da Internet

Custo da Análise (voltar ao topo)

Não existem laboratórios que actualmente realizam análises de isótopos de argon para o público.

Veja o Laboratório de Clorofluorocarbono Reston USGS para mais informações)

Origina (voltar ao topo)

Cosmogénico
39Ar é produzido na atmosfera por bombardeamento de neutrões:

No entanto, nas águas subterrâneas 39Ar pode ser produzido in situ pelas seguintes reacções:

39Ar (t½ = 269 anos) sofre um decaimento beta de volta a 39K.

Litogénica
37Ar (t½ = 35 dias) é constantemente produzida no subsolo a partir de reacções 40Ca(n,a)37Ar na matriz rochosa.

Técnicas de Medição (voltar ao topo)>

Contagem proporcional de gases
A análise de árgon é puramente baseada em pesquisa no momento, devido à concentração muito pequena de argônio na água. O árgon representa menos de um por cento do total de gases na atmosfera. Equilíbrio com a atmosfera produz, portanto, concentrações mínimas de argônio dissolvido na água. Os tamanhos das amostras de água variam de 2 litros (se for usada desgaseificação a vácuo) a 15 metros cúbicos (se a amostra for fervida) (Clark & Fritz 1997). As amostras são analisadas por contagem proporcional de gás de alta pressão. Como a actividade do 39Ar é muito baixa (cerca de 2 contagens por hora), é necessário aproximadamente 1 mês para análise (Cook e Herczeg 2000).

(Veja a página de contagem de decaimento para mais informações sobre o processo GPC).

Aplicações Hidrológicas (voltar ao topo)
37Ar
Por causa da curta meia-vida do 37Ar, quase nenhuma água subterrânea tem formas cosmogenicamente produzidas deste isótopo presente. Contudo, a produção subsuperficial é comum. Ao medir a quantidade de 37Ar presente, os hidrogeólogos podem determinar a taxa de produção subsuperficial (que por sua vez pode ajudar a determinar o fluxo de neutrões) e também a eficiência da transferência de mineral para água (Cook e Herczeg 2000). Ambos os valores são úteis para restringir o uso de outros isótopos litogênicos em aplicações hidrológicas.

39Ar em Datação de águas subterrâneas
39Ar a datação tem sido usada principalmente na datação de águas subterrâneas em conjunto com outros isótopos. Sua meia-vida de 269 anos permite a comparação de idades com o extremo alto da faixa do trítio, e o extremo baixo da faixa de 14C. 39Ar é útil para datar águas subterrâneas submodernas (~40 a ~1000 anos A.P.) porque preenche esta lacuna de incerteza entre os isótopos mais amplamente aplicados na datação de águas subterrâneas (3H e 14C).

Vantagens e desvantagens do uso do 39Ar para datar a água
Existem numerosas vantagens e desvantagens no uso do 39Ar para datar a água. No lado positivo, o argônio é um gás nobre e, portanto, inerte. Não há complicações de reacções laterais e o seu comportamento conservador torna-o um excelente traçador hidrológico. Em segundo lugar, a produção do 39Ar não aumentou como resultado dos testes com bombas termonucleares. A sua actividade tem permanecido quase constante pelo menos nos últimos 1000 anos.

No entanto, em áreas de águas subterrâneas onde o urânio e o tório estão presentes, a produção in situ do 39Ar pode ser substancial. Como as concentrações do 39Ar são muito baixas nas águas subterrâneas, a produção in situ pode produzir concentrações de 39Ar que afogam as concentrações atmosféricas na água. Outras desvantagens derivam das técnicas de amostragem e análise do 39Ar, principalmente o tamanho da amostra e o tempo de medição.

Outras aplicações do 39Ar
39Ar podem ser usadas para datar as massas de água no oceano. A aplicação aqui é muito semelhante à datação de águas subterrâneas, exceto que a produção in situ do 39Ar é insignificante. O 39Ar também é usado no coring de gelo.

40Ar/36Ar Razão na datação de águas subterrâneas
A razão 40Ar/36Ar também tem sido usada para auxiliar a datação de águas subterrâneas. Esta razão tem um valor constante na atmosfera de 295,5. A maioria dos aquíferos contém minerais que contêm potássio. 40K (com uma meia-vida de 125 x 109 anos) beta decai para 40Ar e assim, com o tempo, esta razão torna-se maior. Se a taxa de produção de 40Ar é conhecida, esta razão pode ser usada até à data de envelhecimento de águas subterrâneas muito antigas. No entanto, esta razão pode ser consideravelmente comprometida e elevada pelo transporte do 40Ar radiogénico dos estratos rochosos vizinhos fora de um aquífero. Uma avaliação mais quantitativa da razão 40Ar/36Ar para a análise dos tempos de residência da água exigirá uma melhor compreensão dos processos de envelhecimento das rochas e do papel da inclusão de fluidos (Rauber et al. 1991).

Referências e posterior leitura (voltar ao topo)

• Andrews, J.N, et al, The in situ production of radioisotopes in rock matrices with particular reference to the Stripa granite, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53, 1803-1815, 1989.
• Clark, I., e P. Fritz, Environmental Isotopes in Hydrogeology, Lewis Publishers, Boca Raton, 1997.
• Cook. P.G., e A.L. Herczeg, editores, Environmental Tracers in Subsurface Hydrology, Kluwer Academic Publishers, Boston, 2000.
• Lehmann, B.E. et al, Atmospheric and subsurface sources of stable and radioactive nuclides used for groundwater dating, Water Resour. Res. 29(7), 2027-2040, 1993.
• Loosli, H.H., A dating method with 39Ar, Earth and Planetetary Science Letters, 63, 51-62, 1983.
• Loosli, H.H., e H. Oeschger, Argon-39, carbon-14 e krypton-85 medições em amostras de águas subterrâneas, em Isotope Hydrology 1978, vol. 2, 931-997, Agência Internacional de Energia Atómica, Viena, 1979.
• Pearson, F.J., Applied Isotope Hydrogeology: A Case Study In Northern Switzerland, Elsevier, New York, 1991.
• Rauber, D., H. H. Loosli, e B.E. Lehmann, 40Ar/36Ar rácios, no capítulo 6 da Hidrogeologia Aplicada de Isótopos: Um Estudo de Caso no Norte da Suíça, Elsevier, Amsterdam, 1991.
• Scholtis, A., et al, Integration of environmental isotopes, hydrochemical and mineralogical data to characterize groundwaters from a potential repository site in central Switzerland, in Isotopes in Water Resource Management, pp. 263-280, International Atomic Energy Agency, Vienna, 1996.