Radiokarbonsko datiranje

Datiranje ugljikom-14 je metoda koja koristi prirodni izotop ugljika-14 da otkrije starost materijala koji sadrži ugljikove spojeve, starosti do 60 000 godina. [1] Prema međunarodnoj usvojenoj konvenciji starost ugljika-14 se izražava u godinama prije sadašnjosti (engl. Before Present – BP), pri čemu se kao početna godina uzima 1950. Također, dogovoreno je da će se kod proračuna starosti upotrebljavati “staro”, Libbyjevo vrijeme poluraspada od 5560 godina. Biljke asimiliraju C-14 putem fotosinteze, a životinje se hrane biljkama. Na taj način sva živa bića zadržavaju istu koncentraciju C-14 tijekom cijelog života. 14CO2 se otapa u oceanima, te se nalazi u planktonu, koraljima i školjkama. Nakon smrti organizma prestaje nadoknadivanje C-14 i njegova se koncentracija počinje smanjivati. Uzorci pogodni za datiranje ugljikom-14 su prvenstveno ono koji sadrže organski ugljik: drvo, drveni ugljen, treset, kosti, kosa, rogovi, organsko tlo, žito itd. Karbonati koji sadrže ugljik su dio prirodnog ciklusa i mogu se takoder datirati: školjke, karbonatni sediment kao sige ( stalaktiti, stalagmiti), sedra, jezerski sediment, te otopljeni bikarbonati u vodi.

Ionizacijska komora djeluje na Geigerov brojač, koji radi kao proporcionalni brojač

Datiranje ugljikom-14 je razvio Willard Libby 1949. kao profesor na Sveučilištu u Chicagu. Za to je dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1960. [2] [3]

Fizikalne osnove

Postoje 3 prirodna izotopa na Zemlji: ugljik-12 je prisutan 99 %, ugljik-13 je prisutan 1 % i ugljik-14 je prisutan samo u tragovima (1 dio na 1x1012 djelova ili 0,0000000001 %). Vrijeme poluraspada ugljika-14 je 5 730±40 godina. Raspada se u dušik-14 preko beta raspada. Aktivnost je oko 14 raspada u minuti i po gramu ugljika-14. Ugljik-14 se stvara u gornjim slojevima troposfere i u stratosferi, na visinama 9 do 15 km iznad površine Zemlje. Kada kozmičke zrake uđu u atmosferu, one uz ostalo stvaraju i neutrone, koji reagira sa dušikom:

Ugljik-14 oksidira u 14CO2 i rasporeduje se po cijeloj atmosferi. Omjer koncentracija izotopa ugljika C-12 : C-13 : C-14 i iznosi 1012 : 1010 : 1. Od ovih izotopa jedino je ugljik-14 radioaktivan, pa se njegovi nuklidi raspadaju prema reakciji:

stvara se stabilni atom dušika-14, elektron i antineutrino. Nekoliko faktora utječe na točnost:

  • proces izotopne izmjene, tj. frakcioniranje ugljikovih atoma
  • varijacije koncentracije ugljika-14 u atmosferi u prošlosti
  • zagađivanje uzoraka suvremenim ili starim ugljikom-14
Other Languages
Bahasa Indonesia: Penanggalan radiokarbon
Nederlands: C14-datering
norsk nynorsk: Radiokarbondatering
Simple English: Radiocarbon dating