Ραδιοχρονολόγηση άνθρακα-14
Η ραδιοχρονολόγηση, γνωστή και ως μέθοδος χρονολόγησης C14, είναι ένας τρόπος για να διαπιστωθεί η ηλικία ενός αντικειμένου. Είναι ένας τύπος ραδιομετρικής χρονολόγησης.
Η μέθοδος χρησιμοποιεί το ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα-14. Η περισσότερη οργανική ύλη περιέχει άνθρακα. Ο άνθρακας έχει διάφορα ισότοπα, τα οποία συνήθως δεν είναι ραδιενεργά. Το 14C είναι το ραδιενεργό, ο χρόνος ημιζωής του (χρόνος που χρειάζεται για να μειωθεί η ραδιενέργειά του στο μισό) είναι περίπου 5.730 χρόνια. Αυτό καθιστά δυνατή την εκτίμηση της ηλικίας των ουσιών που περιέχουν άνθρακα. Η μέθοδος λειτουργεί μέχρι ηλικίας περίπου 60.000 ετών. Οι χρονολογίες που λαμβάνονται γράφονται συνήθως ως πριν από το παρόν ("παρόν" είναι το 1950).
Τα φυτά προσλαμβάνουν ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα μέσω της φωτοσύνθεσης και τρώγονται από τα ζώα, οπότε κάθε έμβιο ον ανταλλάσσει συνεχώς άνθρακα-14 με το περιβάλλον του όσο ζει. Ωστόσο, μόλις πεθάνει, η ανταλλαγή αυτή σταματά.
Το 1958 ο Hessel de Vries έδειξε ότι η συγκέντρωση του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα μεταβάλλεται ανάλογα με το χρόνο και την τοποθεσία. Ο σχετικά βραχύβιος 14C ανανεώνεται συνεχώς από τον βομβαρδισμό του ατμοσφαιρικού αζώτου με κοσμικές ακτίνες. Δεδομένου ότι ο βομβαρδισμός είναι ελαφρώς μεταβλητός, και για άλλους λόγους, ο 14C που λαμβάνεται στην οργανική ύλη είναι επίσης ελαφρώς μεταβλητός. Αυτό οδηγεί σε σφάλματα στη χρονολογία. Ωστόσο, κάτω από περίπου 20.000 χρόνια τα αποτελέσματα μπορούν να συγκριθούν με την δενδροχρονολογία, που βασίζεται στους δακτυλίους των δέντρων. Για την ακριβέστερη εργασία, οι διακυμάνσεις αντισταθμίζονται μέσω καμπυλών βαθμονόμησης.
Η μέθοδος αναπτύχθηκε από τον Willard Libby και τους συναδέλφους του στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο το 1949. Το 1960 του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Χημείας για το έργο αυτό. Για πρώτη φορά απέδειξε την ακρίβεια της ραδιοχρονολόγησης με τον ακριβή υπολογισμό της ηλικίας του ξύλου από μια αρχαία αιγυπτιακή βασιλική φορτηγίδα της οποίας η ηλικία ήταν γνωστή από ιστορικά έγγραφα.
Η ποσότητα του C14 στην ατομοσφαίρα μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου
Ατμοσφαιρικό 14C, Νέα Ζηλανδία και Αυστρία. Η καμπύλη της Νέας Ζηλανδίας είναι αντιπροσωπευτική για το νότιο ημισφαίριο, η αυστριακή καμπύλη είναι αντιπροσωπευτική για το βόρειο ημισφαίριο. Οι ατμοσφαιρικές δοκιμές πυρηνικών όπλων σχεδόν διπλασίασαν τη συγκέντρωση του 14C στο βόρειο ημισφαίριο.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η ραδιοχρονολόγηση;
A: Η ραδιοχρονολόγηση, γνωστή και ως μέθοδος χρονολόγησης C14, είναι ένας τρόπος για να πούμε πόσο παλιό είναι ένα αντικείμενο. Είναι ένας τύπος ραδιομετρικής χρονολόγησης που χρησιμοποιεί το ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα-14 για τον προσδιορισμό της ηλικίας των ουσιών που περιέχουν άνθρακα.
Ε: Πώς λειτουργεί;
Α: Η μέθοδος λειτουργεί με τη μέτρηση της ποσότητας του ραδιενεργού ισοτόπου άνθρακα-14 στην οργανική ύλη. Όσο κάτι είναι ζωντανό, θα ανταλλάσσει άνθρακα-14 με το περιβάλλον του, αλλά μόλις πεθάνει η ανταλλαγή αυτή σταματά. Μετρώντας την ποσότητα του 14C σε ένα αντικείμενο και συγκρίνοντας την με τα ατμοσφαιρικά επίπεδα, οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία του μέχρι και 60.000 ετών.
Ερ: Ποιος ανέπτυξε αυτή τη μέθοδο;
Α: Η μέθοδος αναπτύχθηκε από τον Willard Libby και τους συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο το 1949. Το 1960 του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Χημείας για το έργο αυτό.
Ερ: Πόσο ακριβής είναι η ραδιοχρονολόγηση;
Α: Σε γενικές γραμμές, οι ραδιοχρονολογήσεις θεωρούνται ακριβείς μέχρι περίπου 20.000 ετών σε σύγκριση με τη δενδροχρονολογία (ανάλυση δακτυλίων δέντρων). Για ακριβέστερα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται καμπύλες βαθμονόμησης για την αντιστάθμιση των διακυμάνσεων των ατμοσφαιρικών επιπέδων κατά τη διάρκεια του χρόνου και της τοποθεσίας.
Ερ: Τι χρησιμοποίησε ο Willard Libby για να αποδείξει την ακρίβεια; Α: Για να αποδείξει την ακρίβεια, ο Willard Libby υπολόγισε την ηλικία του ξύλου από μια αρχαία αιγυπτιακή βασιλική φορτηγίδα, η ηλικία της οποίας ήταν ήδη γνωστή από ιστορικά έγγραφα.
Ερ: Τι είδους ακτινοβολία χρησιμοποιεί η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα;
Α: Η ραδιοχρονολόγηση χρησιμοποιεί ακτινοβολία από ραδιενεργά ισότοπα, όπως ο άνθρακας-14, ο οποίος έχει χρόνο ημιζωής (χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί η ραδιενέργεια στο μισό) 5.730 χρόνια.
