Radiohiiliajoitus

Radiohiiliajoitus on hiilen isotooppien runsaussuhteiden mittaamiseen perustuva menetelmä, jolla pyritään määrittämään biologista alkuperää olevan näytteen tai biologisesta materiaalista valmistetun esineen ikä.

Hiilen radioaktiivista isotooppia C-14 (tai 14C) muodostuu, kun ilmakehän molekyylit (happi ja typpi) vuorovaikuttavat kosmisen säteilyn kanssa.[1] Ilmakehästä radiohiili joutuu eliöihin fotosynteesin kautta, ja ravintoketjujen kautta myös kasveja syöviin eläimiin ja edelleen petoeläimiin. Hiili-14 on radioaktiivinen aine ja sen konsentraatio ilmakehässä on suunnilleen vakio. Eläessään eliö saavuttaa metabolisen tasapainon C-14 suhteen. Eliön kuollessa radiohiilen saanti ilmakehästä tyrehtyy. Hiili-14:n puoliintumisaika on noin 5 700 vuotta[2], minkä vuoksi eliön kuoltua puolet siinä olleista radiohiiliatomeista hajoaa noin 5 700 vuodessa, jäljellä olevista puolet taas seuraavissa noin 5 700 vuodessa ja niin edelleen. Niinpä mittaamalla näytteessä jäljellä olevan radiohiilen osuus kaikesta hiilestä voidaan arvioida esineen ikä.

Radiohiiliajoitusta käytetään muun muassa paleontologiassa ja arkeologiassa. Kymmenen puoliintumisajan jälkeen, noin 60 000 vuoden kohdalla, radiohiiltä on hyvin vähän jäljellä, eikä sitä vanhempia näytteitä voida määrittää tällä menetelmällä.[3] Vertaamalla iältään tunnettuihin esineisiin on todettu, että radiohiilimääritys antaa liian nuoria ikiä hyvin vanhoille esineille.[2] Siksi on kehitetty kalibrointikäyriä tekemällä hiilimittauksia tunnetun ikäisistä lähteistä kuten vanhoista puista. Puiden vuosirenkaiden paksuus vaihtelee eri vuosina mihin perustuvaa vuosirengasanalyysia voidaan käyttää vertailuun, joten kalibroinnin avulla "radiohiilivuodet" saadaan muutettua todellisiksi aurinkovuosiksi.[2] Vanhoissa kirjoissa voidaan vielä puhua kalibroimattomista vuosista, nykyisin ajoitukset kalibroidaan lähes aina.[4][5]

Radiohiiliajoitusta kutsutaan myös nimillä radiohiilimenetelmä, hiili-14 -menetelmä sekä C-14 -menetelmä. Ennen radiohiilen määrä mitattiin säteilymittarilla, nykyään massaspektrometrilla niin että saadaan tarkempi niin sanottu AMS-radiohiiliajoitus.

Radiohiilimenetelmän keksi Chicagon yliopiston professori Willard Libby työryhmineen 1947–1949. Libby sai keksinnöstään kemian Nobelin palkinnon.[6]

Suomessa radiohiilinäytteiden määritystä AMS-menetelmällä tehdään Helsingin yliopiston ajoitus­laboratoriossa.[7]

Muilla kielillä
Bahasa Indonesia: Penanggalan radiokarbon
Nederlands: C14-datering
norsk nynorsk: Radiokarbondatering
Simple English: Radiocarbon dating
srpskohrvatski / српскохрватски: Radiokarbonsko datiranje