Advanced

Hur påverkas luminiscenssignaler från kvarts under laboratorieförhållanden?

Stjern, Rebecka LU (2017) In Examensarbeten i Geologi vid Lunds universitet GEOL01 20171
Department of Geology
Abstract (Swedish)
Luminiscensdatering är ett viktigt verktyg inom geologin för att tidsbestämma geologiska avsättningsprocesser i jordens historia. Grundförutsättningen för en korrekt datering är att luminiscenssignalen genererad från ett mineral nollställs vid kontakt med solljus. Vid insamling och preparering av provmaterial är det därför av yttersta vikt att ingen ljusexponering inträffar som eventuellt nollställer luminiscenssignalerna innan dateringen. Syftet är att undersöka hur luminiscenssignalen från kvarts påverkas med avseende på förändringar av den naturliga dosen efter kvartsen utsatts för olika artificiella ljuskällor i laboratoriemiljö. Genom att fastställa hur lång ljusexponering samt vilken intensitet som krävs för en eventuell försämring... (More)
Luminiscensdatering är ett viktigt verktyg inom geologin för att tidsbestämma geologiska avsättningsprocesser i jordens historia. Grundförutsättningen för en korrekt datering är att luminiscenssignalen genererad från ett mineral nollställs vid kontakt med solljus. Vid insamling och preparering av provmaterial är det därför av yttersta vikt att ingen ljusexponering inträffar som eventuellt nollställer luminiscenssignalerna innan dateringen. Syftet är att undersöka hur luminiscenssignalen från kvarts påverkas med avseende på förändringar av den naturliga dosen efter kvartsen utsatts för olika artificiella ljuskällor i laboratoriemiljö. Genom att fastställa hur lång ljusexponering samt vilken intensitet som krävs för en eventuell försämring av provresultaten. Studien baserades på tre prover av kvarts med material från en flygsanddyn, ett islävsdelta och en fluvialavsättning. Experimenten utfördes genom att exponera proverna för lysrörsbelysning, ljusinsläpp från dörr, ljus alstrat från datorskärm och mörkrumsbelysning under olika lång tid. Proverna analyserades därefter med optiskt stimulerad luminiscens (OSL) för att se förändringar av den naturliga dosen. Resultatet visar att en stor del av luminiscenssignalerna kvarstår för exponeringstider under 60 sekunder för samtliga ljuskällor. Den ljuskälla som påverkar proverna mest konstaterades vara lysrörsbelysningen där de kvarvarande signalerna ligger på 6,4±0,6 Gy, 6,8±0,8 Gy och 9,9±0,3 Gy (~ 5 % av ursprungsdosen) efter 15 minuters exponeringstid. Ljus med högre intensitet har större påverkan och exponeringstider över 60 sekunder krävs för en påtaglig effekt i nollställningen av luminiscenssignalen genererad från kvarts. Utifrån de erhållna resultaten kan det konstateras att oavsiktlig ljusexponering under laboratoriemomentet leder till en viss påverkan av den naturliga dosen och således en försämring av provresultaten med avseende på felbedömningar av åldern på det avsatta sedimentet. (Less)
Abstract
Luminescence dating provides an important tool in geology to reconstruct geological depositions events in the Earth’s past. The basic assumption for a reliable dating is that luminescence generated from minerals resets at the time when it was last exposed to sunlight. The accuracy and precision of luminescence dating is therefore strongly dependant on preparation of the sediment to be in dark conditions. If the minerals are exposed to light before the analysis, there is a chance of releasing the stored energy and thus resetting the luminescence signal. The aim is to observe the effect of luminescence signals from quartz in response to change in the natural dose after exposure to artificial light in a laboratory. By determining the time for... (More)
Luminescence dating provides an important tool in geology to reconstruct geological depositions events in the Earth’s past. The basic assumption for a reliable dating is that luminescence generated from minerals resets at the time when it was last exposed to sunlight. The accuracy and precision of luminescence dating is therefore strongly dependant on preparation of the sediment to be in dark conditions. If the minerals are exposed to light before the analysis, there is a chance of releasing the stored energy and thus resetting the luminescence signal. The aim is to observe the effect of luminescence signals from quartz in response to change in the natural dose after exposure to artificial light in a laboratory. By determining the time for exposure and which intensity required for a possible effect on the test result. This study has been based on three quartz samples originating from an aeolian-, a glaciofluvial delta- and a fluvial deposition. The experiments were performed by exposing the quartz samples to fluorescent lighting, light inlet from a door, light generated from a computer screen and dark room lighting with different times of exposure. The samples have been analyzed with optically stimulated luminescence (OSL) to ob-serve changes in the natural dose. The result shows that a large part of the luminescence signals remains for expo-sure times shorter than 60 seconds for all light sources. The light source which affects the samples the most was found to be the fluorescent lighting, where the remaining signals are 6,4 ± 0,6 Gy, 6,8 ± 0,8 Gy and 9,9 ± 0,3 Gy (~ 5 % remaining signal) after 15 minutes of exposure. Light with more intensity affects luminescence signals more than light with lower intensity. Exposure times over 60 seconds are required to significantly affect the resetting of the luminescence signal generated by quartz. Based on the obtained results, an assumption is that unintentional exposure to light in the luminescence laboratory leads to a certain effect on the signal, and thus a possible misjudging of the test results through incorrect estimates of the age of the deposited sediment. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Under lång tid har forskare intresserat sig för att ta reda på åldern på olika geologin runt omkring oss.
På 1700 talet trodde man att likadana bergarter var av en och samma ålder oavsett var på jorden de påträffades. I och med mer kunskap vet man idag att så inte är fallet men det är inte bara forskares kunskap som utvecklas utan även ny avancerad teknik. Omkring 1985 utvecklade David Huntley och hans kollegor optisk stimulerad luminiscens (OSL). Metoden används inom många vetenskaper bland annat geologi och arkeologi, där den bland annat tillämpas för att åldersbestämma keramik, tegelsten och geologiskt avsatta sediment. OSL är mycket precis i sin datering och inom geologin kan sandavlagringar kan ge värdefull information om hur miljön... (More)
Under lång tid har forskare intresserat sig för att ta reda på åldern på olika geologin runt omkring oss.
På 1700 talet trodde man att likadana bergarter var av en och samma ålder oavsett var på jorden de påträffades. I och med mer kunskap vet man idag att så inte är fallet men det är inte bara forskares kunskap som utvecklas utan även ny avancerad teknik. Omkring 1985 utvecklade David Huntley och hans kollegor optisk stimulerad luminiscens (OSL). Metoden används inom många vetenskaper bland annat geologi och arkeologi, där den bland annat tillämpas för att åldersbestämma keramik, tegelsten och geologiskt avsatta sediment. OSL är mycket precis i sin datering och inom geologin kan sandavlagringar kan ge värdefull information om hur miljön och klimatet var när just denna avsattes. Informationen kan bidra med ny kunskap för att kunna rekonstruera geologiska händelser i jordens historia allt från ett 10-tal uppemot 200 000 år.
När vi nu kan utnyttja en sådan här precis metod är det givetvis viktigt att provresultaten är pålitliga. Dateringen baseras på att vissa mineral kan lagra naturlig energi från radioaktiva isotopers sönderfall i sin atomstruktur som sedan frigörs vid kontakt med ljus. För att förklara processen kan du förställa dig ett uppladdningsbart batteri där ljuset ”laddar om” batteriet.
Eftersom den lagrade energin är proportionell mot tiden kan man bestämma åldern. Men för att åldern ska vara godtycklig måste mineralet tömmas på energi, det vill säga nollställas vid rätt tidpunkt. Det är nu det uppstår ett möjligt problem med nollställning av misstag. Vad händer egentligen om en lampa slås på eller en datorskärm sätts igång mitt under laborationen och fungerar mörkrumsbelysningen som tänkt utan att påverka provernas nollställning?
Genom att veta hur känslig provet är och hur mycket ljus som krävs för att försämra proven kan analysarbetet effektiviseras.
På så vis kan betydelsefull kunskap om geologiska händelser i jordens historia med säkerhet bekräftas och forskare kan få svar på frågorna som döljer sig i sanden. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Stjern, Rebecka LU
supervisor
organization
course
GEOL01 20171
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
kvarts, luminiscensdatering, optisk stimulerad luminiscens (OSL), luminiscenssignaler, blekning
publication/series
Examensarbeten i Geologi vid Lunds universitet
report number
519
language
Swedish
id
8916682
date added to LUP
2017-06-19 15:38:32
date last changed
2017-06-19 15:38:32
@misc{8916682,
  abstract     = {Luminescence dating provides an important tool in geology to reconstruct geological depositions events in the Earth’s past. The basic assumption for a reliable dating is that luminescence generated from minerals resets at the time when it was last exposed to sunlight. The accuracy and precision of luminescence dating is therefore strongly dependant on preparation of the sediment to be in dark conditions. If the minerals are exposed to light before the analysis, there is a chance of releasing the stored energy and thus resetting the luminescence signal. The aim is to observe the effect of luminescence signals from quartz in response to change in the natural dose after exposure to artificial light in a laboratory. By determining the time for exposure and which intensity required for a possible effect on the test result. This study has been based on three quartz samples originating from an aeolian-, a glaciofluvial delta- and a fluvial deposition. The experiments were performed by exposing the quartz samples to fluorescent lighting, light inlet from a door, light generated from a computer screen and dark room lighting with different times of exposure. The samples have been analyzed with optically stimulated luminescence (OSL) to ob-serve changes in the natural dose. The result shows that a large part of the luminescence signals remains for expo-sure times shorter than 60 seconds for all light sources. The light source which affects the samples the most was found to be the fluorescent lighting, where the remaining signals are 6,4 ± 0,6 Gy, 6,8 ± 0,8 Gy and 9,9 ± 0,3 Gy (~ 5 % remaining signal) after 15 minutes of exposure. Light with more intensity affects luminescence signals more than light with lower intensity. Exposure times over 60 seconds are required to significantly affect the resetting of the luminescence signal generated by quartz. Based on the obtained results, an assumption is that unintentional exposure to light in the luminescence laboratory leads to a certain effect on the signal, and thus a possible misjudging of the test results through incorrect estimates of the age of the deposited sediment.},
  author       = {Stjern, Rebecka},
  keyword      = {kvarts,luminiscensdatering,optisk stimulerad luminiscens (OSL),luminiscenssignaler,blekning},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Examensarbeten i Geologi vid Lunds universitet},
  title        = {Hur påverkas luminiscenssignaler från kvarts under laboratorieförhållanden?},
  year         = {2017},
}