Radiokarbona datado

Mapo de Vinland - mapo, kiu supozeble indikas la malkovron de Ameriko antaŭ Kolumbo, sed per radiokarbona datado montriĝis falsaĵo

La radiokarbona datado estas radiometra aĝdifina metodo, kiu uzas la naturan izotopon karbono 14 por difini aĝon de la karbon-entenaj materialoj je ĉirkaŭ 60 000 jaroj reen. En la arĥeologio, oni trovas tion absoluta aĝdifino.

La teĥnikon ellaboris profesoro de la Ĉikaga Universitato, Willard Frank Libby kaj liaj kunlaborantoj en 1949. Libby ricevis pro la radiokarbona metodo Nobel-premion pri kemio en 1960.

Kemiaj, fizikaj bazoj

La karbono havas du stabilajn (ne radioaktivajn) izotopojn: la karbono 12 (¹²C) kaj la karbono 13 (¹³C). Krom tiuj, ekzistas la etkvanta nestabila karbono 14 (¹⁴C) sur la Tero. La karbono 14 havas duoniĝan tempon de 5730 jaroj kaj jam frue malaperintus desur la Tero, se la kosma radiado ne rekreus ĝin denove en la Tera atmosfero. Tiu proceso transformas nitrogenon al karbono 14. Kiam la kosmaj radioj penetras la atmosferon, produktas neŭtronon. La neŭtronoj kolozias kun unu atomo de la atmosfera nitrogena molekulo (N₂) kaj generas la sekvan proceson:

${}_{\ 7}^{14}\mathrm {N} +{}_{0}^{1}\mathrm {n} \rightarrow \ {}_{\ 6}^{14}\mathrm {C} ^{*}+{}_{1}^{1}\mathrm {p}$

La estiĝo de la karbono 14 okazas plej forte en la alto de 9-15 km kaj en altaj geomagnetaj latitudoj, sed la karbono 14 egale disvastiĝas en la tuta atmosfero kaj reagas kun la oksigeno, el kiu formiĝas la karbona dioksido. Laŭ studoj oni kalkulas, ke la proporcio de la karbono 14 estas konstanta rilate al neradioaktiva karbono: 1 radiokativa korpusklo al unu biliono aliaj korpuskloj. Oni povas kompensi la dumtempajn ŝanĝiĝojn de la flukso de la kosma radiado, tiel pliprecizigi la datadon.

La plantoj absorbas la atmosferan karbonan dioksidon per fotosintezo, la bestoj manĝas la plantojn aŭ aliajn plantovorajn bestojn. Se la lastfoja konsumanto de la karbono 14 formortas, la kvanto de la absorbita, enkonstruita karbono 14 daŭre malpliiĝas dum la radioaktiva disiĝo. Post 5730 jaroj la proporcio estas duono de la normala, post 11460 jaroj ĝi estas kvarono ktp. Laŭ la trovita kvanto oni povas kalkuli la aĝon de la materialo.

${}_{\ 6}^{14}\mathrm {C} ^{*}\rightarrow \ {}_{\ 7}^{14}\mathrm {N} ^{*}+{}_{-1}^{\,\,\ 0}\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\nu }}$

Dum la beta-disiĝo, la karbono 14 transformiĝas - per ellaso de β-korpuskloj - al stabila nitrogeno 14. Tiu malpliiĝo helpas datadon de aĝo de la iam formortinta materialo.

La datado ne estas preciza ĉe akvaj plantaj, ĉar tiuj ankaŭ akceptas solvitajn karbonatojn, kiuj entenas tre malnovajn karbonojn, tiel en tiuj relative mankas izotopo de karbono 14. Same validas por tiuj bestoj, en kies nutroĉeno estis tiuj plantoj.

Kurbo por la radiokarbona datado. Specimenoj kun reala dato pli malfrua ol 1950 estas datitaj aŭ trakitaj uzante la nordan kaj sudan duonglobajn grafikaĵojn.

Atmosfera ¹⁴C, Nov-Zelando kaj Aŭstrio. La Nov-Zelanda kurbo estas prezentanto por la suda duonglobo, la Aŭstria kurbo estas prezentanto por la norda duonglobo. Atmosferaj atombombaj testoj preskaŭ duobligis la koncentritecon de ¹⁴C en la norda duonglobo.

Vidu ankaŭ

• Dendrokronologio
• Taksado de aĝo de organismoj -- por taksado de aĝo de vivantaj organismoj
• Groto Chauvet
• Mortotuko de Torino
• Nuklea fiziko