Ραδιοχρονολόγηση άνθρακα-14

Η ραδιοχρονολόγηση είναι ραδιομετρική μέθοδος χρονολόγησης με τη χρήση του ραδιενεργού άνθρακα-14.

Θεωρητική βάση

Η χρονολόγηση με άνθρακα 14 βασίζεται στο γεγονός ότι με το θάνατο ενός οργανισμού ή το κόψιμο ενός δέντρου, ο ραδιενεργός άνθρακας - 14 παύει να αναπληρώνεται με τη λήψη της τροφής. Έτσι, αντί να βρίσκεται σε σταθερή αναλογία μέσα στο υλικό ή τον οργανισμό, όπως και στο περιβάλλον, αρχίζει να ελαττώνεται, διασπώμενος με την εκπομπή βήτα σωματιδίων. Η συγκέντρωση του C-14 στο δείγμα μπορεί να μετρηθεί. Η μέτρηση τής σημερινής συγκέντρωσης ατόμων C-14 είναι μέτρο τής ηλικίας τού δείγματος από τη στιγμή τού θανάτου, ή από τη στιγμή που σταματά η πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα μέσω τής τροφής, φωτοσύνθεσης και αναπνοής.

Αντικείμενα χρονολόγησης

1. Οργανισμοί που έπαψαν να προσλαμβάνουν διοξείδιο τού άνθρακα.
2. Η άμμος σε μεγάλα βάθη, περιέχει 1% οργανική ύλη.
3. Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για κατασκευές εδώ και 2000 έτη.
4. Μετεωρίτες που παράγουν από την κοσμική ακτινοβολία τού διαστήματος, 50 πυρήνες ραδιενεργού άνθρακα ανά χιλιόγραμμο και ανά λεπτό, ή 10 πυρήνες για σιδηρομετεωρίτες. Τη στιγμή τής πτώσης τους στη Γη, παύει η παραγωγή, και μπορεί έτσι να προσδιοριστεί η εποχή τής πτώσης.

Χρονικό εύρος

200 - 35.000 έτη πριν, και με ειδικές τεχνικές (επιταχυντής), ως 50.000 έτη πριν.

Αξιοπιστία

+/- 1%, και με ειδικές τεχνικές ως +/- 0,2%

Τεχνικές

1. Εμπλουτισμός με λέιζερ του C-14 σε σχέση με τον C-12, μέχρι βαθμού 100:1.
2. Χρήση κυκλότρου στο ρόλο ενός πολύ ευαίσθητου φασματογράφου μάζας για την ανίχνευση ατόμων C-14.
3. Χρήση επιταχυντή Van Der Graaf, που μπορεί να ανιχνεύσει άτομα C-14 σε πολύ μικρή ποσότητα δείγματος. Η μέθοδος αυτή, μετράει άτομα άνθρακα, και όχι εκπομπή σωματιδίων β από τη διάσπαση C-14 όπως στη συνηθισμένη μέθοδο. Αυτή η μέθοδος δίνει 1000 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από τις ακτίνες βήτα.

Παράλληλες μετρήσεις

Με δενδροδακτυλίους, με δείγματα γνωστής ηλικίας, με Θερμοφωταύγεια, με Νετρόνια. (Δείτε επίσης Θερμοφωταύγεια).

Διόρθωση

Έχουν δημιουργηθεί διορθωτικά διαγράμματα δενδροδακτυλίων (κυρίως ελάτων) συναρτήσει τής συγκέντρωσης C-14. Διάφορες ερευνητικές ομάδες συμφωνούν απόλυτα στις καμπύλες διόρθωσης μεγάλης περιόδου, διαφωνούν όμως στις καμπύλες δραστικών μεταβολών μικρής περιόδου.

Στις αρχές τής δεκαετίας τού 60, τρία εργαστήρια δενδροχρονολογήσεως, (Tuson, La Jolla και Φιλαδέλφεια), υπολόγισαν τη ραδιοανθρακική ηλικία, με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια, μιας σειράς δειγμάτων ξύλου, τού Pinus Aristata. Κάλυψαν όλη τη χρονική περίοδο, από σήμερα ως το 5.350 π.Χ. Η διαφορά σε αυτή την ηλικία, μεταξύ δένδρων και ραδιοάνθρακα, είναι 900 έτη.

Ημιζωή

C-14: 5568+/-30 έτη. Μια περισσότερο ακριβής μέτρηση έδωσε 5730+/-40 έτη.

Η μέθοδος αυτή επινοήθηκε από τον Αμερικανό W.F. Libby.

Βιβλιογραφία

• Περισκόπιο τής Επιστήμης Νο 90, σελ. 14 - 16, Νο 50. σελ. 39.
• Περισκόπιο της Επιστήμης Νο 15 σελ. 27 - 37: Τεχνικές, ιστορικό, διαγράμματα σφάλματος και ραδιενέργειας, παραδείγματα.