Uhlíková metóda C14

Z Wikipédie

Uhlíková metóda C14 alebo rádiokarbónová metóda datovania je fyzikálny postup používaný na stanovenie veku organických zvyškov (napr. v archeológii). Princípom metódy je znalosť polčasu rozpadu izotopov uhlíka C12 a C14 a fakt, že v živom organizme je pomer oboch izotopov rovnaký a konštantný, avšak po smrti sa tento pomer pozvoľna mení vďaka rozpadu izotopu C14. Obsah izotopu C14 sa zredukuje na $1 / 8$ približne po 17 150 rokoch, z čoho vyplýva, že táto metóda dáva presné výsledky pri určovaní veku spätne do 50 000-60 000 rokov.

Uhlíkovou metódou bol stanovený napríklad vek Turínskeho plátna, pričom bolo dokázané, že plátno bolo vyrobené niekoľko storočí po úmrtí Krista.

Obsah

1 Princíp metódy
2 Kritika metódy C14
3 Využitie metódy C14
4 Korekcie pri uplatňovaní metódy C14
- 4.1 Vplyv spôsobu života
- 4.2 Vplyv človeka
  - 4.2.1 Priemyselný efekt
  - 4.2.2 Efekt atómovej bomby
5 Externé odkazy

[úprava] Princíp metódy

V princípe sa na Zemi vyskytujú tri izotopy uhlíka - C12, C13 (oba stabilné) a C14 (nestabilný alebo radioaktívny). Tieto izotopy sa vyskytujú v nasledujúcich pomeroch C12 - 98.89%, C13 - 1.11% a C14 - 0.00000000010%. Teda jeden atóm uhlíka 14 sa v prírode vyskytuje na každých 1 000 000 000 000 atómov C12 v živých materiáloch. Rádiokarbónová metóda je založená na spočítaní atómov uhlíka C14, ktorý vzniká vo vrchných vrstvách atomosféry pôsobením kozmického žiarenia na dusík D14. Táto reakcia je:

14N + n => 14C + p

(kde n je neutrón a p je protón).

Uhlík C14 oxiduje na kysličník uhličitý a pozemské rastliny a živočíchy ho počas života prijímajú počas fotosyntézy a pri konzumácii potravy.

J. R. Arnold a W. F. Libby v r. 1949 boli prví, kto navrhol datovať organické materiály pomocou tejto metódy. Polčas rozpadu C14 je 5568 rokov, to znamená že každých 5568 rokov sa množstvo uhlíka C14 zmenší o polovicu. Po 10 polčasoch rozpadu je v látke také malé množstvo C14, že je už technicky takmer nemerateľné (1024 krát menej). Preto je limitom použitia metódy 50 - 60 000 rokov. Pre spodnú hranicu použitia žiadne ohraničenie neexistuje.

Uhlík C14 emituje slabú beta časticu (b) s priemernou energiou 160keV. Reakcia je nasledujúca:

14C => 14N + b

Teda uhlík C14 sa opäť stáva dusíkom.

[úprava] Kritika metódy C14

Kritici metódy C14 tvrdia, že nemáme istotu, či v minulosti bol pomer izotopov C12 a C14 rovnaký, ako je dnes. Bola intenzívnejšia sopečná činnosť, iné pomery v atmosfére a teda iné množstvo prenikajúceho vesmírneho rádioaktívneho žiarenia ako aj ďalšie vplyvy ovlyvňujúce výskyt C14. Napríklad počas pokusných atómových a termonukleárnych výbuchov sa lokálne koncentrácia C14 zvýšila. V modernej ére v dôsledku spaľovania fosílnych palív sa zas v atmosfére mierne ale globálne jeho koncentrácia znížila. Pri porovnávaní výsledkov datovania pomocou tejto metódy s alternatívnymi metódami však dochádzalo k porovnateľným výsledkom. Vo veľmi ďalekej minulosti tomu tak možno naozaj nebolo, ale metóda je pri veľmi starých nálezoch tak či tak nepoužiteľná.

[úprava] Využitie metódy C14

Metódu možno použiť napríklad v týchto oblastiach:

archeológia a história
oceánografia - skúmanie sedimentov na dne morí, z ich veku a množstva možno simulovať pomery v oceánoch v dávnych dobách
paleoeviromentalistika - odhad podmienok životného prostredia v dávnych dobách
dendrochronológia - stanovenie veku zvyškov stromov
paleoklimaktológia - skúmanie klímy v dávnych dobách

[úprava] Korekcie pri uplatňovaní metódy C14

[úprava] Vplyv spôsobu života

V závislosti od spôsobu života skúmaného objektu musia byť robené isté korekcie pri datovaní jeho zvyškov. Pri morských živočíchoch a rastlinách rozdiel činí až 400 rokov oproti pozemným živočíchom a rastlinám, v dôsledku zníženej interakcie s atmosferickým uhlíkom. Z tohto pohľadu sú niekedy zvyšky kostí človeka problematické. Pokiaľ počas života konzumoval vo zvýšenej miere morské živočichy, hladina uhlíka C14 v jeho kostiach je oproti človeku ktorý ich nekonzumoval výrazne znížená.

[úprava] Vplyv človeka

[úprava] Priemyselný efekt

Približne od roku 1890 sa vo zvýšenej miere začali spaľovať fosílne palivá. Od roku 1890 do roku 1950 sa relatívne množstvo uhlíka C14 v atmosfére znížilo o 2%.

[úprava] Efekt atómovej bomby

V dôsledku atómových a termonukleárnych pokusov sa umelo zvýšilo množstvo uhlíka C14 v atmosfére a v dôsledku podmorských skúšok aj v oceánoch. Vrchol umelý C14 dosiahol na severnej pologuli v roku 1963 na južnej roku 1965.

Všetky tieto vplyvy pri datovaní metódou C14 sa zohľadňujú.