Uhlíková metóda C14

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

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 konštantný, ale 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. Každých 5730 ± 40 rokov (tzv. Cambridgský polčas rozpadu) sa polovica obsahu C14 premení na C12, až po dobu ca 40 000 rokov, kedy je obsah C14 príliš nízky a jeho meranie komplikované.[1]

Uhlíkovou metódou C14 bol stanovený napríklad vek Turínskeho plátna, pričom bolo dokázané, že plátno bolo vyrobené niekoľko storočí po úmrtí Krista.[2][3][4]

Princíp uhlíkovej metódy C14[upraviť | upraviť zdroj]

Na Zemi vyskytujú tri izotopy uhlíka – C12, C13 (oba stabilné) a C14 (nestabilný alebo rádioaktívny). Tieto izotopy sa vyskytujú v nasledujúcich pomeroch C12 – 98,89 %, C13 – 1,11 % a C14 – 0,00000000010 %. Jeden atóm C14 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 atmosféry pôsobením kozmického žiarenia na dusík N14. Táto reakcia je:

n + \mathrm{~^{14}_{7}N}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{6}C}+ p
(kde n je neutrón a p je protón)

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

J. R. Arnold a W. F. Libby v roku 1949 boli prví, kto navrhol datovať organické materiály pomocou tejto metódy. Polčas rozpadu izotopu C14 je 5730 ± 40 rokov, to znamená že každých 5730 ± 40 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:

\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ b

Teda uhlík C14 sa opäť stáva dusíkom.

Kritika uhlíkovej metódy C14[upraviť | upraviť zdroj]

Kritici uhlíkovej metódy C14 tvrdia[chýba zdroj], že nemáme istotu, či pomer izotopov C12 a C14 v minulosti zodpovedal tomu dnešnému. Bola intenzívnejšia sopečná činnosť, iné pomery v atmosfére a iné množstvo prenikajúceho vesmírneho rádioaktívneho žiarenia ako aj ďalšie vplyvy ovplyvňujúce výskyt izotopu C14. Napríklad počas pokusných atómových a termonukleárnych výbuchov sa lokálne koncentrácia izotopu C14 zvýšila. V modernej ére sa v dôsledku spaľovania fosílnych palív v atmosfére mierne globálne jeho koncentrácia znížila. Pri porovnávaní výsledkov datovania pomocou tejto metódy s alternatívnymi metódami dochádza k porovnateľným výsledkom.

Využitie uhlíkovej metódy C14[upraviť | upraviť zdroj]

Metódu možno použiť napríklad v týchto oblastiach:

Korekcie pri uplatňovaní metódy C14[upraviť | upraviť zdroj]

Vplyv spôsobu života[upraviť | upraviť zdroj]

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

Vplyv človeka[upraviť | upraviť zdroj]

Priemyselný efekt[upraviť | upraviť zdroj]

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

Efekt atómovej bomby[upraviť | upraviť zdroj]

V dôsledku atómových a termonukleárnych pokusov sa v atmosfére a v oceánoch umelo zvýšilo množstvo uhlíka C14. Najväčšie hodnoty umelého C14 boli na severnej pologuli dosiahnuté v roku 1963 na južnej pologuli v roku 1965.[chýba zdroj] Tieto vplyvy sa pri datovaní uhlíkovou metódou C14 zohľadňujú.

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. Jared Diamond; Guns Germs and Steel; 1999; ISBN 0-393-31755-2, strana 95
  2. Damon, P. E., D. J. Donahue, B. H. Gore, A. L. Hatheway, A. J. T. Jull, T. W. Linick, P. J. Sercel, L. J. Toolin, C. R. Bronk, E. T. Hall, R. E. M. Hedges, R. Housley, I. A. Law, C. Perry, G. Bonani, S. Trumbore, W. Woelfli, J. C. Ambers, S. G. E. Bowman, M. N. Leese, M. S. Tite (February 1989). "Radiocarbon dating of the Shroud of Turin". Nature 337 (6208): 611–615. DOI:10.1038/337611a0. z 2007-11-18.
  3. Damon et al, Nature, Vol. 337, No. 6208, pp. 611-615, see http://www.shroud.com/nature.htm
  4. A New Radiocarbon Hypothesis by John P. Jackson; [Turin Shroud Center of Colorado; May 5, 2008 http://www.shroud.com/pdfs/jackson.pdf]