Karbon-14 datering


Historikk

Allereie i 1934 føreslo Franz Kurie at karbon-14 isotopen fanst, men han klarde ikkje å bevise det. Karbon-14, som er ein radioaktiv isotop, vart "offisielt" oppdaga av Sam Ruben og Martin Kramen ved Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Labratory (LBNL) i Berkely 27. februar i 1940. Sjøve teknikken bak karbon-14 dateringa var det Willard Libby og hans kollegaer som stod for i 1949. For sitt arbeid med karbon-14 datering fekk han Nobel prisen i kjemi i 1960.

Fakta

Kvar dag treff kosmiske stråler (frå verdsrommet) jorda sin atmosfære i store mengder. Dei enorme mengdene kosmisk stråling, gjer at var time vert kvar person troffen av om lag ½ million kosmiske stråler. Halveringstida til karbon-14 er om lag 5,700 år. Halveringstid vil sei kor lang tid det tar før halvparten av den radioaktive strålinga er borte, det vil sei har ein stråledose på 1 vil ein etter om 5,700 år ha ein stråledose på ½. Gjennom nøye studering har ein funne at halveringstida er 5730±40 år. Karbon-14 metoden kan brukast til å datere arkeologiske funn som er opp mot 50,000 - 60,000 år gamle. Karbon-14 består av 6 proton og 8 nøytron.

Kva kan me bruka karbon-14 til?

Du har sikkert høyrd snakk om at forskarar har klart å finne (og datere) mumimar som er om lag 5,000 år gamle. Korleis dei har klart dette er kanskje noko du har lurt på... Teknikken dei brukar vert kalla karbon-14 datering, ofte berre C-14 datering. Det blir hovudsakleg brukt til å datere objekt som tre og plante fiber, klede og bein.

Korleis verkar det?

Dei kosmiske strålene som vert send mot jorda kolliderer me atom som ligg atmosfæren. Frå kollisjonen vert det send ut ei ny kosmisk stråle i form av eit særs energirikt nøytron. Dette nøytronet fer inn mot jorda, men kolliderer på nytt med eit nitrogen-14 atom. Nitrogen-14 har opphavleg 7 proton og 7 nøytron, men når det vert troffen av nøytronet vert det ein proton send vekk og nøytronen tar plass i kjerna. Nitrogen-14 vert derfor omgjort til karbon-14. I tillegg til karbon-14 atom får me og eit hydrogen atom, med eit proton og ingen nøytron.

Karbon-14 atomet går så saman med oksygen atom å danne karbondioksid (CO2), som planter absorberer naturleg og gjer om til plante fiber gjennom fotosyntesen. Sidan båe dyr og menneske et plante, får båe menneske og dyr inn karbon-14 atom som seinare kan gjera det mogleg å datere når ein levde. Forholdet mellom vanlege karbonatom og karbon-14 atom er heile tida nær konstant. Av ein billion karbonatom kan så lite som eit vera eit karbon-14 atom. Karbon-14 atoma vert heile tida erstatta av nye karbon-14 atom som kjem til på same måte.



Den største delen av produksjonen av karbon-14 atom skjer så høgt som 9 til 15 kilometer over jordoverflata.


Datere funn ved hjelp av karbon-14


Når ein levande organisme døyr sluttar organismen å ta opp nye karbon og karbon-14 atom. Akkurat i det organismen døyr er forholdet nøyaktig det same som hjå alle levande organismar. Sidan karbon-14 atom ikkje vert erstatta endrar derfor forholdet mellom karbon-14 atom og karbon atom sidan mengda karbon atom alltid er den same.

Det er utreia ein formel for å finne alderen til ein død organisme, gitt ved karbon-14 nivået (mengda av karbon-14) i den døde organismen.



er prosent andelen kontra ein levande organisme.

300px-Radiocarbon_bomb_spike.svg.png
Den raude linja er New Zealand, medan den grøne er frå Austerriket. Den blå linja på botnen viser det normalet nivået.
I framtida vil det vera ein stor ulempe med å stole "blindt" karbon-14 datering sidan etter ein starta å teste atomreaktorar og slapp atombomber på 1940-1960 har mengda karbon-14 i atomsfæren endra seg, noko som gjer det vansklegare å datere presist. Grafen til høgre viser endringa i karbon-14 atom i lufta på New Zealand og Austerriket.

Karbon-14 er ikkje det einaste radioaktive stoffet som kan brukast til datering av organismar. Andre radioaktive isotopar som kan verta brukt er:

  • Uranium-235 (halveringstid: 704 millionar år)
  • Uranium-238 (halveringstid: 4,5 milliardar år)
  • Thorium-232 (halveringstid: 14 milliardar år)
  • Rubidium-87 (halveringstid: 49 milliardar år)

Døme

For å setje det litt i samanheng vonar eg at dømet under kan vera med å gi klarhet i korleis ein kan finne alderen til eit fossil eller liknande ved hjelp av karbon-14 datering. Merknad: Ver venleg å ikkje kritiser oppgåva, då målet med den er å lage eit døme, ikkje eit historisk korrekt døme.

"Per var ute å på tur, og plutseleg fann han eit skjelett. Han starta å grave det fram, men fann fort ut at han trong hjelp frå moderne vitskapsmenn å datere funnet. Etter veker med testing fann forskarane ut at fossilet berre hadde 10 % av det som var vanleg innhald av karbon-14 i fossiler. Ut frå dette ynskja Per å finne ut kor gamalt fossilet var. Kan du hjelpe han?"

For å klare oppgåva er det viktig å vite kva me kjenner, til no har me følgande informasjon:



Set inn i formelen:


Det vil sei at fossilet som Per fann, var nær 19 000 år gamalt!

Kjelder:

http://science.howstuffworks.com/carbon-14.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon-14