Radiokoolstofontleding het ons begrip van die afgelope 50 000 jaar verander. Professor Willard Libby het dit vir die eerste keer in 1949 gedemonstreer, waarvoor hy later met die Nobelprys bekroon is.
Datingmetode
Die kern van radiokoolstofanalise is om drie verskillende isotope van koolstof te vergelyk. Isotope van 'n spesifieke element het dieselfde aantal protone in die kern, maar 'n ander aantal neutrone. Dit beteken dat hulle, ten spyte van hul groot chemiese ooreenkoms, verskillende massas het.
Die totale massa van 'n isotoop word deur 'n numeriese indeks aangedui. Terwyl die ligter isotope 12C en 13C stabiel is, is die swaarste isotoop 14C (radiokoolstof) radioaktief is. Sy kern is so groot dat dit onstabiel is.
Met verloop van tyd, 14C, die basis van radiokoolstofdatering, verval in stikstof 14N. Die meeste koolstof-14 word in die boonste atmosfeer geskep, waar neutrone wat deur kosmiese strale geproduseer word met atome reageer 14N.
Dan oksideer dit na 14CO2, gaan die atmosfeer binne en meng met 12 CO2 en 13CO2. Koolstofdioksied word gebruikplante tydens fotosintese en van daar deur die voedselketting. Daarom sal elke plant en dier in hierdie ketting (mense ingesluit) 'n gelyke hoeveelheid 14C hê in vergelyking met 12C in die atmosfeer (verhouding)14S:12S).
Metodebeperkings
Wanneer lewende wesens sterf, word weefsel nie meer vervang nie en radioaktiewe verval 14C word duidelik. Ná 55 000 jaar het 14C so verval dat sy oorblyfsels nie meer gemeet kan word nie.
Wat is radiokoolstofdatering? Radioaktiewe verval kan as 'n "horlosie" gebruik word aangesien dit onafhanklik is van fisiese (bv. temperatuur) en chemiese (bv. waterinhoud) toestande. Die helfte van die 14C wat in die monster vervat is, verval in 5730 jaar.
Daarom, as jy die verhouding 14C:12C ken ten tyde van die dood en vandag se verhouding, dan kan jy bereken hoeveel tyd verby is. Ongelukkig is dit nie so maklik om hulle te identifiseer nie.
Radiokoolstofanalise: foutmarge
Die hoeveelheid 14C in die atmosfeer, dus in plante en diere, was nie altyd konstant nie. Dit wissel byvoorbeeld na gelang van hoeveel kosmiese strale die Aarde bereik. Dit hang af van sonaktiwiteit en die magnetiese veld van ons planeet.
Gelukkig is dit moontlik om hierdie skommelinge te meet in monsters wat deur ander metodes gedateer is. Jy kan die jaarringe van bome en die verandering in hul inhoud telradiokoolstof. Uit hierdie data kan 'n "kalibrasiekurwe" gekonstrueer word.
Daar word tans gewerk om dit uit te brei en te verbeter. In 2008 kon slegs radiokoolstofdatums tot 26 000 jaar gekalibreer word. Vandag is die kromme tot 50 000 jaar verleng.
Wat kan gemeet word?
Nie alle materiaal kan met hierdie metode gedateer word nie. Die meeste, indien nie almal nie, organiese verbindings laat radiokoolstofdatering toe. Sommige anorganiese materiale, soos die aragonietkomponent van skulpe, kan ook gedateer word, aangesien koolstof-14 in die vorming van die mineraal gebruik is.
Materiale wat sedert die begin van die metode gedateer is, sluit in houtskool, hout, takkies, sade, bene, skulpe, leer, turf, slik, grond, hare, pottebakkery, stuifmeel, muurskilderye, koraal, bloedreste, stof, papier, perkament, hars en water.
Radiokoolstofontleding van 'n metaal is nie moontlik as dit nie koolstof-14 bevat nie. Die uitsondering is ysterprodukte, wat met steenkool gemaak word.
Dubbeltelling
As gevolg van hierdie komplikasie word radiokoolstofdatums op twee maniere aangebied. Ongekalibreerde metings word gegee in jare voor 1950 (BP). Gekalibreerde datums word ook as BC aangebied. e., en daarna, sowel as die gebruik van die calBP-eenheid (gekalibreer tot op hede, voor 1950). Dit is 'n "beste skatting" van die werklike ouderdom van die steekproef, maar dit is nodig om na terug te kan gaanou data en kalibreer dit soos nuwe studies die kalibrasiekurwe aanhou bywerk.
Hoeveelheid en kwaliteit
Die tweede probleem is die uiters lae voorkoms van 14С. Slegs 0,0000000001% van die koolstof in vandag se atmosfeer is 14C, wat dit ongelooflik moeilik maak om te meet en uiters sensitief vir besoedeling.
In die vroeë jare het radiokoolstofontleding van vervalprodukte groot monsters vereis (bv. 'n halwe menslike femur). Baie laboratoriums gebruik nou die Accelerator Mass Spectrometer (AMS), wat die teenwoordigheid van verskeie isotope kan opspoor en meet, asook individuele koolstof-14-atome kan tel.
Hierdie metode vereis minder as 1 gram been, maar min lande kan meer as een of twee AMS bekostig, wat meer as $500 000 kos. Australië het byvoorbeeld net 2 van hierdie instrumente wat radiokoolstofdatering kan dateer, en hulle is buite die bereik van baie van die ontwikkelende wêreld.
Netheid is die sleutel tot akkuraatheid
Daarbenewens moet die monsters versigtig skoongemaak word van koolstofbesoedeling van die gom en grond. Dit is veral belangrik vir baie ou materiale. As 1% van 'n element in 'n 50 000 jaar oue monster van 'n moderne besoedeling kom, sal dit as 40 000 jaar oud gedateer word.
Om hierdie rede ontwikkel navorsers voortdurend nuwemetodes vir doeltreffende skoonmaak van materiaal. Hulle kan 'n beduidende impak hê op die resultaat wat radiokoolstofanalise gee. Die akkuraatheid van die metode het aansienlik toegeneem met die ontwikkeling van 'n nuwe metode van skoonmaak met geaktiveerde koolstof ABOx-SC. Dit het dit byvoorbeeld moontlik gemaak om die aankomsdatum van die eerste mense in Australië met meer as 10 duisend jaar uit te stel.
Radiokoolstofanalise: kritiek
Die metode wat bewys dat baie meer as 10 duisend jaar verloop het sedert die begin van die aarde, wat in die Bybel genoem word, is herhaaldelik deur kreasioniste gekritiseer. Hulle voer byvoorbeeld aan dat monsters binne 50 000 jaar vry van koolstof-14 moet wees, maar steenkool, olie en aardgas, wat glo miljoene jare oud is, bevat meetbare hoeveelhede van hierdie isotoop, wat deur radiokoolstofdatering bevestig word. Die meetfout in hierdie geval is groter as die agtergrondstraling, wat nie in die laboratorium uitgeskakel kan word nie. Dit wil sê, 'n monster wat nie 'n enkele radioaktiewe koolstofatoom bevat nie, sal 'n datum van 50 duisend jaar toon. Hierdie feit bevraagteken egter nie die datering van die voorwerpe nie, en meer nog dui dit nie daarop dat olie, steenkool en aardgas jonger as hierdie ouderdom is nie.
Kreasioniste let ook op 'n paar eienaardighede in radiokoolstofdatering. Die datering van varswaterweekdiere het byvoorbeeld bepaal dat hul ouderdom meer as 2 000 jaar is, wat na hul mening hierdie metode in diskrediet bring. Trouens, daar is gevind dat skulpvis die meeste van hul koolstof van kalksteen en humus kry, wat baie laag in 14C is, aangesien hierdie minerale baie oud is en nie toegang totlug koolstof. Radiokoolstofanalise, waarvan die akkuraatheid in hierdie geval bevraagteken kan word, is andersins waar. Hout, byvoorbeeld, het nie hierdie probleem nie, want plante kry koolstof direk uit die lug, wat 'n volle dosis van 14C.
bevat
Nog 'n argument teen die metode is die feit dat bome meer as een ring in een jaar kan vorm. Dit is waar, maar meer dikwels gebeur dit dat hulle glad nie groeiringe vorm nie. Die kegel-dennehout, waarvan die meeste metings gebaseer is, het 5% minder ringe as sy werklike ouderdom.
Stel die datum
Radiokoolstofanalise is nie net 'n metode nie, maar opwindende ontdekkings in ons verlede en hede. Die metode het argeoloë in staat gestel om die vondste in chronologiese volgorde te rangskik sonder dat geskrewe rekords of munte nodig was.
In die 19de en vroeë 20ste eeue het ongelooflike geduldige en versigtige argeoloë pottebakkery en klipwerktuie van verskillende geografiese gebiede met mekaar verbind deur na ooreenkomste in vorm en patrone te soek. Toe, deur die idee te gebruik dat voorwerpstyle mettertyd ontwikkel en meer kompleks geword het, kon hulle dit in volgorde plaas.
Daarom is die groot koepelgrafte (bekend as tholos) in Griekeland beskou as die voorlopers van soortgelyke strukture op die Skotse eiland Maeshowe. Dit het die idee ondersteun dat die klassieke beskawings van Griekeland en Rome die middelpunt van alle innovasie was.
InAs gevolg van radiokoolstofontleding het dit geblyk dat die Skotse grafte duisende jare ouer as die Griekse was. Noordelike barbare was in staat om komplekse strukture soortgelyk aan klassieke strukture te ontwerp.
Ander noemenswaardige projekte was die toewysing van die Kleed van Turyn aan die Middeleeuse tydperk, die datering van die Dooie See-rolle tot die tyd van Christus, en die ietwat kontroversiële periodisering van die tekeninge in die Chauvet-grot teen 38 000 calBP (ongeveer 32 000 BP), duisende jare vroeër as wat verwag is.
Radiokoolstofanalise is ook gebruik om die tydsberekening van die uitsterwing van die mammoete te bepaal en het bygedra tot die debat oor of moderne mense en Neanderdalmense ontmoet het of nie.
Isotoop 14С word nie net gebruik om ouderdom te bepaal nie. Die metode van radiokoolstofanalise stel ons in staat om die sirkulasie van die see te bestudeer en die beweging van dwelms deur die liggaam na te spoor, maar dit is 'n onderwerp vir 'n ander artikel.
