Datimi me karbon

Datimi me karbon, i njohur gjithashtu si datimi me radiokarbon, është një metodë shkencore që përdoret për të përcaktuar moshën e materialeve organike duke matur sasinë e karbonit-14 (14C) të pranishëm në një mostër. Kjo teknikë është efektive për datimet e materialeve që janë deri në rreth 50,000 deri në 60,000 vjet të vjetra, të tilla si kocka, pëlhura, druri dhe fibrat bimore. Procesi përfshin krahasimin e sasisë së karbonit-14 në mostër me një standard referimi, duke i lejuar shkencëtarët të vlerësojnë kohën që nga vdekja e organizmit. Kjo metodë ka qenë thelbësore në fusha si arkeologjia dhe gjeologjia për të kuptuar afatet kohore dhe ngjarjet historike.

Datimi me karbon është pjesë e metodave për përcaktimin e moshës së materialeve, duke u bazuar në Karbon-12 dhe Karbon-14 radioaktiv, si janë; Metodat e Datimit në Arkeologji… edhe metodat tjera.

Pikat kryesore¹

• Datimi i karbonit-14 funksionon duke krahasuar raportin e karbonit-12 me karbonin-14 në një mostër me atë në një organizëm të gjallë, duke lejuar përcaktimin e moshës së gjallesave të mëparshme mjaft saktësisht.
• Gjysma e jetës së karbonit-14 është 5,700 vjet, duke e bërë atë të besueshëm për datimin e lëndës organike deri në rreth 60,000 vjet të vjetër, me një formulë të dhënë për të llogaritur moshën konvencionale të radiokarbonit (CRA) të një kampioni të caktuar.
• Ndërsa karboni-14 përdoret zakonisht për daktim, parimi vlen edhe për izotopet e tjera, të tilla si kaliumi-40 dhe uraniumi-235, por saktësia e datimit të radioizotopeve mund të rrezikohet për çdo gjë që vdes pas viteve 1940 për shkak të ndryshimeve në raportet e karbonit nga aktivitetet bërthamore dhe djegia e lëndëve djegëse fosile.

Si funksionon datimi me karbon²

“Datimi me karbon funksionon duke matur sasinë e karbonit radioaktiv në një mostër. Sasia e karbonit radioaktiv në mostër përdoret për të llogaritur moshën e mostrës. Mosha e kampionit llogaritet duke përdorur gjysmën e jetës së karbonit radioaktiv. Gjysma e jetës së karbonit radioaktiv është 5,730 vjet.

Karboni është i domosdoshëm për jetën biologjike. E gjithë jeta në Tokë bazohet në të³. Nëse nuk do të ishte dashamirësia e karbonit, lënda e thjeshtë organike nuk do të kishte evoluar për të arritur kompleksitetin e jashtëzakonshëm, të pashqyrtueshëm me të cilin mburret tani: kompleksiteti për të zhvilluar një sistem për të ndjerë, për të marrë frymë, për të tretur, për të nxjerrë dhe në një primat të dobët, pa flokë, madje edhe një sistem për të menduar.

Megjithatë, një përqindje e vogël e këtij karboni është radioaktiv! Matja e sasisë së këtij karboni radioaktiv në lëndën organike na lejon të përcaktojmë moshën e tij; Metoda për ta bërë këtë quhet datime me karbon radioaktiv ose, thjesht, datimi me karbon. Ja se si funksionon.

Karboni-14

Carbon ka një vëlla binjak për të cilin vetëm pak e dinë. Planeti ynë vazhdimisht hidhet me rreze kozmike me energji të lartë të hedhura nga dielli. Këto rreze, të cilat bashkohen me neutronet, reagojnë me azotin në atmosferën tonë për të prodhuar atome karboni-14 ose C-14, një izotop i atomit karbon-12 ose C-12.

Karboni C12 ka një vëlla binjak C14 në natyrë -a1.

Një element dhe izotopi i tij shfaqin të njëjtat veti elektrike, por veti të ndryshme fizike. Kjo për shkak se të dy elementët përbëjnë të njëjtin numër protonesh dhe elektronesh, por një numër të ndryshëm neutronesh. Binjakët më pas identifikohen me shënime të ndryshme, duke theksuar numrin e neutroneve, i cili i bashkëngjitet simbolit të elementit. C-12 ka 6 neutrone, ndërsa C-14 ka 8 neutrone; Të dyja, megjithatë, kanë 6 protone dhe elektrone.

Gjërat kryesore për C-14 janë se është radioaktiv, se është i paqëndrueshëm, gjë që e detyron atë të lëshojë grimca dhe për këtë arsye të kalbet me kalimin e kohës.

Karboni C-14 është radioaktiv dhe i paqëndrueshëm gjë që e detyron atë të lëshojë grimca dhe për këtë arsye të kalbet me kalimin e kohës. (Kredia e fotos: Sciencing)

Parimi i datimit me karbon

Karboni radioaktiv do të reagojë me oksigjenin në atmosferë për të prodhuar dioksid karboni radioaktiv. Ky dioksid karboni radioaktiv thithet dhe ruhet nga bimët, të cilat konsumohen nga barngrënësit, të cilët janë pre nga mishngrënësit ose omnivorët, si njerëzit. Prandaj, përmbajtja e karbonit të çdo organizmi nën atmosferë përbëhet kryesisht nga atome C-12 dhe një numër i vogël atomesh C-14.

Organizmat, ndërsa konsumojnë karbon, gjithashtu e nxjerrin atë kur nxjerrin frymë. Transaksioni ose cikli i prodhimit, konsumimit dhe nxjerrjes së atomeve C-14 ndodh në një mënyrë që, edhe pse sasitë e atomeve C-12 dhe C-14 në mjedis dhe në një organizëm mund të ndryshojnë, raporti i tyre do të mbetet i njëjtë. Ky është parimi i punës së datimit me karbon: pavarësisht transaksioneve, një organizëm i gjallë ruan të njëjtin raport të atomeve C-14 me C-12 siç gjendet në mjedis.

Organizmat konsumojnë karbon -imazh1

Megjithatë, kur një organizëm vdes, ai pushon së konsumuari karbon. Tani, për shkak se C-14 është radioaktiv, ai fillon të kalbet. Raporti i atomeve C-14 me C-12 në organizëm tani zvogëlohet. Sa më i vjetër të jetë organizmi, aq më shumë C-14 është i kalbur, kështu që aq më i vogël është raporti. Ky raport përdoret nga arkeologët për të datuar, të themi, një pemë ose një fosil.

Ato i referohen ekuacionit të mëposhtëm për të matur moshën e një kampioni:

Ekuacioni dikton prishjen e një izotopi radioaktiv. Këtu, N^o përfaqëson numrin e atomeve të izotopit në mostër në t=0 ose kur organizmi, një pjesë e të cilit tani formon mostrën, vdiq, ndërsa N përfaqëson numrin e atomeve të mbetura pas kohës t.

Mos harroni se raporti i atomeve C-14 me C-12 në organizëm dhe mjedis është i njëjtë kur është gjallë. Njohuritë e këtij raporti, të cilin e zotërojmë tashmë, na lejon të marrim vlerën e No, numrin origjinal të atomeve C-14. Vlera aktuale N, megjithatë, duhet të matet. Atomet C-14 në mostër numërohen nga instrumente delikate, të tilla si beta-numëruesit dhe spektrometrat e përshpejtuesit të masës.

λ është një element konstante vlera e së cilës për C-14 është 8,267. Koha t që ka kaluar ose mosha e kampionit mund të merret duke riorganizuar ekuacionin:

A është i besueshëm datimi me karbon?

Radioaktiviteti i një elementi matet për sa i përket gjysmës së jetës së tij: koha që duhet për të zbërthyer gjysmën e përbërësve të tij. Gjysma e jetës së C-14 është 5,730 vjet, që do të thotë se bëhet gjysma e asaj që ishte fillimisht në 5,730 vjet, një e katërta në 11,460 vjet, një e teta në 17,190 vjet etj.

Zgjeroni trendin dhe dikush dallon se matja e saktë se tërësia e atomeve prishet ose, të paktën përqindjen nën të cilën ato bëhen të pazbulueshme, pas rreth 50,000 vjetësh. Rrjedhimisht, datimi i një kampioni më të vjetër se 50,000 vjet mund të prodhojë rezultate të gabuara.

Teknika të përbëra janë krijuar që kombinojnë datimin e karbonit me teknikat për të kalibruar dhe zgjeruar fushëveprimin e tij, por edhe ato teknika janë në thelb të gabueshme. Prandaj, datimi me karbon është padyshim i saktë vetëm për disa mijëra vjet; çdo rezultat përtej asaj kornize është i diskutueshëm. Ky është kufizimi kryesor i datimit me karbon.

Datimi me karbon bazohet në raporti i atomeve C-14 me C-12 në mjedis -a3. Kredia e fotografisë: Wikimedia Commons.

Për më tepër, datimi me karbon duket se bazohet në një gabim. Në thelb bazohet në supozimin se raporti i atomeve C-14 me C-12 në mjedis ka qenë gjithmonë i njëjtë gjatë çdo epoke.

Kjo sigurisht që nuk është e vërtetë. Që nga Revolucioni Industrial, në veçanti, ne kemi holluar sasinë e atomeve C-12 në mjedis duke hedhur paturpësisht në të një sasi alarmante të dioksidit të karbonit, të prodhuar nga djegia e lëndëve djegëse fosile. Një rritje në C-12 do të thotë se raporti tani është zvogëluar, që do të thotë se mosha e një kampioni do të matet të jetë më e vjetër se sa është në të vërtetë!

Anasjelltas, shpërthimet bërthamore prodhojnë sasi të jashtëzakonshme të C-14, kështu që bollëku i testeve bërthamore që kemi kryer ka rritur sasinë e tij në atmosferë. Kjo rrit raportin, duke bërë që mosha e një kampioni të matet më e re se sa është në të vërtetë.

Revolucioni Industrial në veçanti ne kemi holluar sasinë e atomeve C-12 në mjedis. Kredia e fotografisë: Pixabay.

Që nga Revolucioni Industrial, në veçanti, ne kemi holluar sasinë e atomeve C-12 në mjedis duke hedhur paturpësisht në të një sasi alarmante të dioksidit të karbonit. Kredia e fotografisë: Pixabay

Megjithatë, me njohurinë e sasisë së devijimit që do të shkaktojë një rritje ose ulje e atomeve C-14, ne mund t’i llogarisim këto mospërputhje thjesht duke zbritur ose shtuar gabimin nga ose në moshën e dukshme për të marrë moshën reale. Përsëri, datimi me karbon mund të mos jetë padyshim i saktë, por është mjaft i mirë.

–

Referenca

1. How Carbon-14 Dating Works | HowStuffWorks ↩︎
2. How Carbon Dating Works? ↩︎
3. Carbon Based Life: Why Is Life On Earth Carbon-Based? ↩︎