Растворение дополнительных количеств карбонатов
Экспериментально установлено, что содержание радиоуглерода в пресных подземных водах часто составляет 85 ± 5 % от современного стандарта, и эту величину некоторые авторы принимают за начальную концентрацию.
Серьезным затруднением при датировании подземных вод по радиоуглероду является учет процессов, снижающих удельную активность растворенных карбонатных компонентов при подземной циркуляции воды. Снижение удельной активности углерода карбонатной системы подземных вод может происходить за счет двух основных процессов — разубоживания «мертвыми» карбонатными компонентами и выведения радиоуглерода из раствора.
Растворение дополнительных количеств карбонатов из водовмещающих пород обусловлено следующими причинами: а) наличием в почвенной влаге, питающей грунтовые воды, агрессивной углекислоты и органических кислот; б) образованием в подземных водах «мертвого» углекислого газа за счет биохимических процессов разложения органических веществ нефтяного генезиса; в) обменом катионов щелочеземельных металлов на катионы щелочных металлов, например, кальция и натрия; г) поступлением в некоторые водоносные горизонты эндогенной углекислоты; д) изменением термодинамических условий в погруженных частях водоносных комплексов.
Выведение радиоуглерода, входящего в состав растворенных компонентов подземных вод может происходить также в результате обменных реакций в системе раствор-твердая фаза. В равновесных условиях, когда растворенные карбонаты находятся в термодинамическом равновесии с карбонатными водовмещающими породами, процесс обмена несущественно влияет на уменьшение количества радиоуглерода в жидкой фазе, что было показано лабораторными и полевыми исследованиями. Сам факт присутствия радиоуглерода в подземных водах и совпадение в ряде конкретных исследований радиоуглеродного возраста с возрастом, который оценивался на основании независимых гидродинамических предпосылок, приводит к выводу о том, что во всех водоносных горизонтах эффекты углеродного обмена сравнительно малы даже при движении вод по карбонатным коллекторам. Так, И. Фогель и Д. Эххальт считают, что эффект вывода |4С из воды должен быть крайне мал. Это положение подкрепляется тем соображением, что поверхность пород, находящаяся в контакте с водой, бесспорно, способствует изотопному обмену, но она же и ограничивает выведение радиоуглерода из воды. Мюнихом с соавторами предложена модель двух резервуаров, с помощью которых сделана попытка показать малое влияние обменных процессов в карбонатных коллекторах на изменение изотопного состава углерода.
