I laboratoriet skal prøver behandles og renses, så der ikke er noget materiale på dem, der kan afvise aldersaflæsningen. Når en dato er citeret, skal læseren være opmærksom på, at hvis det er en ukalibreret dato, kan en term, der bruges for datoer angivet i radiocarbonår, afvige væsentligt fra det bedste skøn over den faktiske kalenderdato, både kulstof14-datering den bruger den forkerte værdi for halveringstiden for 14 Cand, fordi der ikke er blevet anvendt nogen korrektionskalibrering for den historiske variation af 14 C i atmosfæren over tid. Over tid begyndte der dog uoverensstemmelser kulstof14-datering vises mellem den kendte kronologi for de ældste egyptiske dynastier og radiocarbondatoer for egyptiske artefakter. En gang dør en levende ting, kulstof14-datering, datingprocessen begynder, kulstof14-datering. Der er udgivet flere artikler, der både støtter og modsætter sig kritikken. Af: Marshall Brain Opdateret: 31. marts,
Hvad er Radiocarbon Dating?
Internet Explorer understøttes ikke længere. Prøv at downloade en anden browser som Chrome eller Firefox. Din gave er fordoblet! Partner med os for at nå ud til flere mennesker for Kristus. Hvis du allerede har en konto, skal du logge ind. Forskere bruger en teknik kaldet radiometrisk datering til at estimere alderen på sten, fossiler og jorden.
Mange mennesker er blevet forledt til at tro, at radiometriske dateringsmetoder har bevist, at jorden er milliarder af år gammel. Med vores fokus på én bestemt form for radiometrisk datering - kulstofdatering - vil vi se, at kulstofdatering stærkt understøtter en ung jord. Noter det, kulstof14-datering, i modsætning til en populær misforståelse bruges kulstofdatering ikke til at datere klipper, der er millioner af år gamle. før vi får kulstof14-datering detaljerne om, hvordan radiometriske dateringsmetoder bruges, er vi nødt til at gennemgå nogle foreløbige begreber fra kemi.
Husk, at atomer er de grundlæggende byggesten i stof. Atomer er opbygget af meget mindre partikler kaldet protoner, neutroner og elektroner.
Carbon14 dating og neutroner udgør atomets midterkerne, og elektroner danner skaller omkring kernen. Antallet af protoner i kernen af et atom bestemmer grundstoffet, kulstof14-datering. For eksempel har alle kulstofatomer 6 protoner, kulstof14-datering, alle nitrogenatomer har 7 protoner, og alle oxygenatomer har 8 protoner.
Carbon14 dating antallet af neutroner i kernen kan variere i enhver given type atom. Så et kulstofatom kan have seks neutroner, eller syv eller muligvis otte - men det ville altid have seks protoner. Illustrationen nedenfor viser de tre isotoper af kulstof. Der er to hovedanvendelser til radiometrisk datering. Den ene er til potentielt at datere fossiler engang levende ting ved hjælp af kulstofdatering, og den anden er til at datere klipper og jordens alder ved hjælp af uran, kalium og andre radioaktive atomer.
Atomnummeret svarer til antallet af protoner i et atom. Atommasse er en kombination af antallet af protoner og neutroner i kernen. Elektronerne er så meget lettere, at de ikke bidrager væsentligt til massen af et atom.
Carbon 14 Calso kaldet radiocarbon, hævdes at være en pålidelig dateringsmetode til bestemmelse af alderen på fossiler op til 50 til 60 år.
Hvis denne påstand er sand, er der tale om den bibelske beretning om en ung jord omkring 6 år, kulstof14-datering, da 14 C-datoer på titusinder af år er almindelige. Gud ved præcis, hvad han mente at sige, og hans forståelse af videnskab er ufejlbarlig, hvorimod vores er fejlbarlig. Så vi bør aldrig tro, at det er nødvendigt at ændre hans ord. Da Bibelen er Guds inspirerede ord, bør vi undersøge gyldigheden af standardfortolkningen af 14 C-datering ved at stille flere spørgsmål:, kulstof14-datering.
Alle radiometriske dateringsmetoder bruger videnskabelige procedurer i nutiden til at fortolke, hvad der er sket i fortiden.
De anvendte procedurer er ikke nødvendigvis i tvivl. Fortolkningen af tidligere begivenheder er i tvivl. Det sekulære evolutionære verdensbillede fortolker universet og verden til at være milliarder af år gamle. Bibelen lærer et ungt univers og jorden.
Hvilket verdensbillede understøtter videnskaben? Kan kulstofdatering hjælpe med at løse mysteriet om, hvilket verdensbillede der er mere præcist? Brugen af kulstofdatering er ofte misforstået. Kulstof bruges for det meste til at datere engang levende ting organisk materiale, kulstof14-datering. Den kan ikke bruges direkte til at datere sten; det kan dog potentielt bruges til at sætte tidsbegrænsninger på noget uorganisk materiale, såsom diamanter, diamanter kan indeholde kulstof På grund af den hurtige nedbrydningshastighed på 14 C kan den kun give datoer i tusindvis af år og ikke millioner.
Der er tre forskellige naturligt forekommende kulstofisotoper: 12 C, 13 C og 14 C. Kulstof bruges til datering, fordi det er ustabilt radioaktivt, mens 12 C og 13 C er stabile.
Radioaktiv betyder, at 14 C vil henfalde udsende stråling over tid og blive et andet grundstof. Hvis 14 C konstant forfalder, vil jorden til sidst løbe tør for 14 C? Svaret er nej. Der tilføres konstant kulstof til atmosfæren, kulstof14-datering. Disse kosmiske kulstof14-datering kolliderer med atomer i atmosfæren og kan få dem til at gå fra hinanden. Neutroner, der kommer fra disse fragmenterede atomer, kolliderer med 14 N-atomer atmosfæren består hovedsageligt af nitrogen og oxygen og omdanner dem til 14 C-atomer neutronen accepteres og en proton udstødes fra kernen.
Når der er produceret 14 C, kulstof14-datering, det kombineres med ilt i atmosfæren 12 C opfører sig som 14 C og kombineres også med ilt for at danne kuldioxid CO 2. Fordi CO 2 bliver inkorporeret i planter, hvilket betyder, at den mad, vi spiser, indeholder 14 C og 12 Call, levende ting burde have kulstof14-datering samme forhold mellem 14 C og 12 C i dem som i luften, vi indånder.
Engang en kulstof14-datering ting dør, datingprocessen begynder. Så længe en organisme er i live, vil den fortsætte med at tage 14 C; men når den dør, stopper den, kulstof14-datering. Da 14 C er radioaktivt henfalder til 14 Nkulstof14-datering, mængden af 14 C i en kulstof14-datering organisme bliver mindre og mindre over tid. Derfor involverer en del af dateringsprocessen at måle mængden af 14 C, der er tilbage, efter at nogle er gået tabt, henfalder. For faktisk at kunne date, skal andre ting vides.
To sådanne ting omfatter følgende spørgsmål:. Nedbrydningshastigheden af radioaktive grundstoffer er beskrevet i form af halveringstid, kulstof14-datering.
Halveringstiden for et atom er den tid, det tager for halvdelen af atomerne i en prøve at henfalde. Halveringstiden for 14 C er 5, kulstof14-datering, flere år.
For eksempel vil en krukke, der starter med alle 14 C-atomer på tidspunktet nul, indeholde halvdelen 14 C-atomer og halvdelen 14 N-atomer ved udgangen af 5, år en halveringstid. I slutningen af 11, kulstof14-datering, år to halveringstider vil krukken indeholde en fjerdedel 14 C-atomer og trekvart 14 N-atomer.
Da halveringstiden for 14 C er kendt kulstof14-datering hurtigt henfalder den eneste del, der er tilbage at bestemme, er startmængden på 14 C i et fossil. Hvis videnskabsmænd kender den oprindelige mængde af 14 C i et væsen, da det døde, kan de måle den aktuelle mængde og derefter beregne, hvor mange halveringstider der er gået.
Da ingen var der til at måle mængden af 14 C, da et væsen døde, kulstof14-datering, videnskabsmænd skal finde en metode til at bestemme, hvor meget 14 C er henfaldet. For at gøre dette bruger videnskabsmænd hovedisotopen af kulstof, kaldet kulstof 12 C. Fordi 12 C er en stabil isotop af kulstof, vil den forblive konstant; dog vil mængden af 14 C falde efter et væsen dør. Alle levende ting optager kulstof kulstof14-datering C og 12 C fra at spise og trække vejret.
Derfor vil forholdet mellem 14 C og 12 C i levende væsener være det samme som i atmosfæren. Dette forhold viser sig at være omkring et 14 C-atom for hver 1 trillion 12 C-atomer. Forskere kan bruge dette forhold til at hjælpe med at bestemme startmængden på 14 C.
Når en organisme dør, kulstof14-datering, dette forhold på 1 til 1 billion vil begynde at ændre sig. Mængden af 12 C vil forblive konstant, men mængden af 14 C bliver mindre og mindre. Jo mindre forholdet er, jo længere tid har organismen været død.
Den følgende illustration viser, hvordan alderen estimeres ved hjælp af dette forhold. En kritisk antagelse brugt i kulstofdatering har at gøre med dette forhold. Det antages, at forholdet mellem 14 C og 12 C i atmosfæren altid har været det samme, som det er i dag 1 til 1 trillion.
Hvis denne antagelse er sand, så er AMS 14 C-dateringsmetoden gyldig op til omkring 80 år. Ud over dette tal ville de instrumenter, videnskabsmænd bruger, ikke være i stand til at opdage nok resterende 14 C til at være nyttige i aldersestimater. Dette er en kritisk antagelse i datingprocessen. Hvis denne antagelse ikke er sand, vil metoden give forkerte datoer. Hvad kunne få dette forhold til at ændre sig?
Hvis produktionshastigheden på 14 C kulstof14-datering atmosfæren er kulstof14-datering svarende til fjernelseshastigheden for det meste gennem henfald, vil dette forhold ændre sig. Hvis dette ikke er sandt, kulstof14-datering, forholdet mellem 14 C og 12 C er ikke en konstant, hvilket ville gøre det vanskeligt eller umuligt at kende startmængden af 14 C i en prøve nøjagtigt at bestemme, kulstof14-datering. Willard Libby, grundlæggeren af kulstofdateringsmetoden, antog, at dette forhold var konstant.
Hans ræsonnement var baseret på en tro på evolution, som antager kulstof14-datering må være milliarder af år gammel. Antagelser i det videnskabelige samfund er ekstremt vigtige. Hvis startantagelsen er falsk, kan alle beregninger baseret på denne antagelse være korrekte, men stadig give en forkert konklusion. I Dr. Dette var en bekymrende idé for Dr, kulstof14-datering. Libby, siden han troede, at verden var milliarder af år gammel, og der var gået nok tid til at opnå ligevægt.
Libby valgte at kulstof14-datering denne uligevægtstilstand, og han tilskrev den eksperimentel fejl. Imidlertid, kulstof14-datering, uoverensstemmelsen har vist sig at være meget reel. Hvad betyder det? Hvis det tager ca kulstof14-datering, år til at nå ligevægt og 14 C stadig er ude af ligevægt, så er jorden måske ikke særlig kulstof14-datering. Andre faktorer kan påvirke produktionshastigheden på 14 C i atmosfæren.
Jorden har et magnetfelt omkring sig, som hjælper med at beskytte os mod skadelig stråling fra det ydre rum. Dette magnetiske felt henfalder og bliver svagere. Jo stærkere feltet er omkring jorden, jo færre er antallet af kosmiske kulstof14-datering der er i stand til at nå kulstof14-datering. Hvis produktionshastigheden på 14 C i atmosfæren tidligere var mindre, angives datoer ved hjælp af kulstof14-datering metoden ville fejlagtigt antage, at mere 14 C var henfaldet ud af en prøve, end hvad der faktisk er sket.
Dette ville resultere i at give ældre datoer end den sande alder.
dating sider portugal
Udviklingen af radiocarbondatering har haft en dyb indvirkning på arkæologien. Ud over at tillade mere nøjagtig datering inden for arkæologiske steder end tidligere metoder, giver det mulighed for sammenligning af datoer for begivenheder over store afstande.
Arkæologihistorier refererer ofte til dens indvirkning som "radiocarbon-revolutionen". Radiocarbon-datering har gjort det muligt at datere nøgleovergange i forhistorien, såsom slutningen af den sidste istid og begyndelsen af den yngre stenalder og bronzealder i forskellige regioner.
I begyndte Martin Kamen og Samuel Ruben fra Radiation Laboratory i Berkeley eksperimenter for at bestemme, om nogen af de almindelige grundstoffer i organisk stof havde isotoper med halveringstider lang nok til at være af værdi i biomedicinsk forskning.
De syntetiserede 14 C ved hjælp af laboratoriets cyklotronaccelerator og opdagede hurtigt, at atomets halveringstid var meget længere, end man tidligere havde troet. Korff, dengang ansat ved Franklin Institute i Philadelphia, at interaktionen af termiske neutroner med 14 N i den øvre atmosfære ville skabe 14 C. I , flyttede Libby til University of Chicago, hvor han begyndte sit arbejde med radiocarbon-datering. Han udgav et papir, hvori han foreslog, at kulstoffet i levende stof kunne omfatte 14 C såvel som ikke-radioaktivt kulstof.
Derimod viste metan dannet fra olie ingen radiocarbonaktivitet på grund af sin alder. Resultaterne blev opsummeret i et papir i Science i , hvori forfatterne kommenterede, at deres resultater indebar, at det ville være muligt at datere materialer, der indeholder kulstof af organisk oprindelse.
Libby og James Arnold fortsatte med at teste radiocarbon-dateringsteorien ved at analysere prøver med kendte aldre. For eksempel blev to prøver taget fra gravene af to egyptiske konger, Zoser og Sneferu, uafhængigt dateret til BC plus eller minus 75 år, dateret ved radiocarbonmåling til et gennemsnit på BC plus eller minus år. Disse resultater blev offentliggjort i Science i december I naturen eksisterer kulstof som tre isotoper, to stabile, ikke-radioaktive: kulstof 12 C og kulstof 13 C og radioaktivt kulstof 14 C, også kendt som "radiokulstof".
Halveringstiden for 14 C den tid, det tager for halvdelen af en given mængde på 14 C at henfalde, er omkring 5 år, så dets koncentration i atmosfæren kan forventes at falde over tusinder af år, men 14 C bliver konstant produceret i den nedre stratosfære og øvre troposfære, primært af galaktiske kosmiske stråler, og i mindre grad af sol-kosmiske stråler.
hvor n repræsenterer en neutron og p repræsenterer en proton. Når først det er produceret, kombineres 14 C hurtigt med oxygen O i atmosfæren og danner først kulilte CO, [14] og i sidste ende kuldioxid CO 2. Kuldioxid produceret på denne måde diffunderer i atmosfæren, opløses i havet og optages af planter via fotosyntese. Dyr spiser planterne, og i sidste ende bliver radiocarbonet fordelt i hele biosfæren. Forholdet mellem 14 C og 12 C er cirka 1.
Ligningen for det radioaktive henfald af 14 C er: [17]. I løbet af sit liv er en plante eller et dyr i ligevægt med sine omgivelser ved at udveksle kulstof enten med atmosfæren eller gennem sin kost. Det vil derfor have samme andel af 14 C som atmosfæren, eller i tilfælde af marine dyr eller planter, med havet. Når den først dør, holder den op med at tilegne sig 14 C, men 14 C i dets biologiske materiale på det tidspunkt vil fortsætte med at henfalde, og derfor vil forholdet mellem 14 C og 12 C i dets rester gradvist falde.
Fordi 14 C henfalder med en kendt hastighed, kan andelen af radiocarbon bruges til at bestemme, hvor lang tid der er gået, siden en given prøve holdt op med at udveksle kulstof - jo ældre prøven er, jo mindre 14 C vil være tilbage.
Ligningen, der styrer henfaldet af en radioaktiv isotop er: [5]. den gennemsnitlige eller forventede tid et givet atom vil overleve, før det gennemgår radioaktivt henfald. Måling af N, antallet af 14 C-atomer i prøven, tillader beregningen af t, prøvens alder ved hjælp af ligningen ovenfor. Den aktuelt accepterede værdi for halveringstiden på 14 C er 5, ± 40 år.
Ovenstående beregninger gør flere antagelser, såsom at niveauet af 14 C i atmosfæren har været konstant over tid. Beregning af radiocarbonalder kræver også værdien af halveringstiden for 14 C. I Libbys papir brugte han en værdi på ± 47 år, baseret på forskning af Engelkemeir et al. Radiocarbonalder beregnes stadig ved hjælp af denne halveringstid og er kendt som "konventionel radiocarbonalder". Da kalibreringskurven IntCal også rapporterer forbi atmosfærisk 14 C-koncentration ved brug af denne konventionelle alder, vil enhver konventionel alder kalibreret mod IntCal-kurven give en korrekt kalibreret alder.
Når en dato er citeret, skal læseren være opmærksom på, at hvis det er en ukalibreret dato, kan en term, der bruges for datoer angivet i radiocarbonår, afvige væsentligt fra det bedste skøn over den faktiske kalenderdato, både fordi den bruger den forkerte værdi for halveringstid på 14 C , og fordi der ikke er anvendt nogen korrektionskalibrering for den historiske variation af 14 C i atmosfæren over tid.
Kulstof er fordelt i atmosfæren, biosfæren og oceanerne; disse omtales samlet som kulstofudvekslingsreservoiret [32] og hver komponent omtales også individuelt som et kulstofudvekslingsreservoir. De forskellige elementer i kulstofudvekslingsreservoiret varierer i, hvor meget kulstof de lagrer, og hvor lang tid det tager for de 14 C, der genereres af kosmiske stråler, at blande sig fuldt ud med dem. Dette påvirker forholdet mellem 14 C og 12 C i de forskellige reservoirer, og dermed radiocarbonalderen for prøver, der stammer fra hvert reservoir.
Der er flere andre mulige fejlkilder, der skal overvejes. Fejlene er af fire generelle typer:. For at verificere nøjagtigheden af metoden blev adskillige artefakter, der kunne dateres med andre teknikker, testet; resultaterne af testen var i rimelig overensstemmelse med genstandenes sande alder.
Over tid begyndte der imidlertid at opstå uoverensstemmelser mellem den kendte kronologi for de ældste egyptiske dynastier og radiocarbondatoer for egyptiske artefakter. Spørgsmålet blev løst ved undersøgelsen af træringe: [38] [39] [40] sammenligning af overlappende rækker af træringe tillod konstruktionen af en kontinuerlig sekvens af træringedata, der strakte sig over 8 år.
Kul og olie begyndte at blive brændt i store mængder i løbet af 1800-tallet. At datere et objekt fra det tidlige 20. århundrede giver derfor en tilsyneladende dato ældre end den sande dato. Af samme grund er 14 C-koncentrationerne i nærheden af store byer lavere end det atmosfæriske gennemsnit.
Denne fossile brændselseffekt også kendt som Suess-effekten, efter Hans Suess, som først rapporterede den i, ville kun udgøre en reduktion på 0. En meget større effekt kommer fra overjordiske atomprøvesprængninger, som frigav et stort antal neutroner i atmosfæren, hvilket resulterede i skabelsen af 14 C. Fra ca. indtil , hvor atmosfærisk atomprøvesprængning blev forbudt, anslås det, at der blev skabt flere tons 14 C. Niveauet er siden faldet, da denne bombepuls eller "bombekulstof", som det nogle gange kaldes, trænger ind i resten af reservoiret.
Fotosyntese er den primære proces, hvorved kulstof bevæger sig fra atmosfæren til levende ting. I fotosynteseveje absorberes 12 C lidt lettere end 13 C, som igen absorberes lettere end 14 C. Denne effekt er kendt som isotopfraktionering. For marine organismer er detaljerne i fotosyntesereaktionerne mindre velforståede, og δ 13 C værdierne for marine fotosyntetiske organismer er afhængige af temperaturen. Ved højere temperaturer har CO 2 dårlig opløselighed i vand, hvilket betyder, at der er mindre CO 2 tilgængelig for de fotosyntetiske reaktioner.
Under disse forhold reduceres fraktioneringen, og ved temperaturer over 14 °C er δ 13 C værdierne tilsvarende højere, mens CO 2 ved lavere temperaturer bliver mere opløseligt og dermed mere tilgængeligt for marine organismer. Et dyr, der spiser mad med høje δ 13 C-værdier, vil have en højere δ 13 C end et, der spiser mad med lavere δ 13 C-værdier.
Berigelsen af knogle 13 C indebærer også, at udskilt materiale er udtømt i 13 C i forhold til kosten.
Kulstofudvekslingen mellem atmosfærisk CO 2 og karbonat ved havoverfladen er også genstand for fraktionering, med 14 C i atmosfæren mere sandsynligt end 12 C til at opløses i havet. Denne stigning i 14 C-koncentrationen ophæver næsten nøjagtigt faldet forårsaget af opstrømningen af vand indeholdende gammelt og dermed 14 C-udtømt kulstof fra det dybe hav, således at direkte målinger af 14 C-stråling svarer til målinger for resten af biosfæren.
Korrigering for isotopfraktionering, som det er gjort for alle radiocarbondatoer for at muliggøre sammenligning mellem resultater fra forskellige dele af biosfæren, giver en tilsyneladende alder på omkring år for havoverfladevand. CO 2 i atmosfæren overføres til havet ved at opløses i overfladevandet som carbonat- og bikarbonationer; samtidig vender carbonationerne i vandet tilbage til luften som CO 2.
De dybeste dele af havet blander sig meget langsomt med overfladevandet, og blandingen er ujævn. Den vigtigste mekanisme, der bringer dybt vand til overfladen, er opstrømning, hvilket er mere almindeligt i områder tættere på ækvator.
Upwelling er også påvirket af faktorer som topografien af den lokale havbund og kystlinjer, klimaet og vindmønstre. Samlet set tager blandingen af dyb- og overfladevand langt længere tid end blandingen af atmosfærisk CO 2 med overfladevandet, og som et resultat har vand fra nogle dybhavsområder en tilsyneladende radiocarbon-alder på flere tusinde år.
Upwelling blander dette "gamle" vand med overfladevandet, hvilket giver overfladevandet en tilsyneladende alder på omkring flere hundrede år efter korrektion for fraktionering. Den nordlige og sydlige halvkugle har atmosfæriske cirkulationssystemer, der er tilstrækkeligt uafhængige af hinanden til, at der er en mærkbar tidsforsinkelse i blandingen mellem de to.
Da overfladehavet er udtømt i 14 C på grund af den marine effekt, fjernes 14 C fra den sydlige atmosfære hurtigere end i nord. For eksempel vil floder, der passerer over kalksten, som for det meste består af calciumcarbonat, erhverve karbonationer.
På samme måde kan grundvand indeholde kulstof, der stammer fra de klipper, som det har passeret igennem. Vulkanudbrud sender store mængder kulstof ud i luften. Sovende vulkaner kan også udsende forældet kulstof. Enhver tilsætning af kulstof til en prøve af en anden alder vil medføre, at den målte dato bliver unøjagtig. Forurening med moderne kulstof får en prøve til at se ud til at være yngre, end den i virkeligheden er: effekten er større for ældre prøver.
Prøver til datering skal konverteres til en form, der er egnet til måling af 14 C-indholdet; dette kan betyde omdannelse til gasformig, flydende eller fast form, afhængigt af den måleteknik, der skal anvendes. Før dette kan gøres, skal prøven behandles for at fjerne enhver forurening og eventuelle uønskede bestanddele.
Især for ældre prøver kan det være nyttigt at berige mængden af 14 C i prøven før testning. Dette kan gøres med en termisk diffusionssøjle. Når forureningen er fjernet, skal prøverne omdannes til en form, der er egnet til den måleteknologi, der skal anvendes. Til acceleratormassespektrometri er faste grafitmål de mest almindelige, selvom gasformig CO 2 også kan bruges.
Mængden af materiale, der er nødvendig til testning, afhænger af prøvetypen og den anvendte teknologi. Der er to typer testteknologi: detektorer, der registrerer radioaktivitet, kendt som beta-tællere, og acceleratormassespektrometre. For beta-tællere, en prøve, der vejer mindst 10 gram 0. I årtier efter Libby udførte de første radiocarbon-dateringseksperimenter, var den eneste måde at måle 14 C i en prøve på at påvise det radioaktive henfald af individuelle kulstofatomer.
Libbys første detektor var en geigertæller af hans eget design. Han omdannede kulstoffet i sin prøve til lampesort sod og belagde den indvendige overflade af en cylinder med det. Denne cylinder blev sat ind i tælleren på en sådan måde, at tælletråden var inde i prøvecylinderen, for at der ikke skulle være materiale mellem prøven og tråden.
Libbys metode blev hurtigt afløst af gasproportionaltællere, som var mindre påvirket af bombekulstof, de yderligere 14 C skabt af atomvåbentestning. Disse tællere registrerer udbrud af ionisering forårsaget af beta-partikler, der udsendes af de henfaldende 14 C-atomer; udbruddene er proportionale med partiklens energi, så andre ioniseringskilder, såsom baggrundsstråling, kan identificeres og ignoreres.
Tællerne er omgivet af bly- eller stålafskærmning, for at eliminere baggrundsstråling og for at reducere forekomsten af kosmiske stråler. Derudover anvendes antikoincidensdetektorer; disse registrerer hændelser uden for tælleren og enhver hændelse, der er optaget samtidigt både i og uden for tælleren, betragtes som en uvedkommende hændelse og ignoreres.
Den anden almindelige teknologi, der bruges til at måle 14 C-aktivitet, er væskescintillationstælling, som blev opfundet i , men som måtte vente til de tidlige s, hvor effektive metoder til benzensyntese blev udviklet, for at blive konkurrencedygtig med gastælling; efter at væsketællere blev det mere almindelige teknologivalg for nyopførte datinglaboratorier.
Tællerne fungerer ved at detektere lysglimt forårsaget af beta-partikler, der udsendes af 14 C, når de interagerer med et fluorescerende middel tilsat benzenen.
Ligesom gastællere kræver væskescintillationstællere afskærmning og antisammenfaldstællere. For både gasproportionaltælleren og væskescintillationstælleren er det, der måles, antallet af beta-partikler detekteret i en given tidsperiode. Hvert måleudstyr bruges også til at måle aktiviteten af en blindprøve - en prøve fremstillet af kulstof gammel nok til at have nogen aktivitet.
Dette giver en værdi for baggrundsstrålingen, som skal trækkes fra den målte aktivitet af prøven, der dateres for at få aktiviteten, der udelukkende kan henføres til den pågældende prøves 14 C. Derudover måles en prøve med en standardaktivitet for at give en baseline til sammenligning.
Ionerne accelereres og føres gennem en stripper, som fjerner flere elektroner, så ionerne kommer ud med en positiv ladning. En partikeldetektor registrerer derefter antallet af ioner, der detekteres i 14 C-strømmen, men da volumenet på 12 C og 13 C, der er nødvendigt til kalibrering, er for stort til individuel iondetektion, bestemmes tællingerne ved at måle den elektriske strøm, der skabes i en Faraday kop.
Ethvert 14 C-signal fra maskinens baggrundsblanke er sandsynligvis forårsaget af enten stråler af ioner, der ikke har fulgt den forventede vej inde i detektoren, eller af kulhydrider såsom 12 CH 2 eller 13 CH. Et 14 C-signal fra procesblindprøven måler mængden af kontaminering, der indføres under forberedelsen af prøven. Disse målinger bruges i den efterfølgende beregning af prøvens alder.
De beregninger, der skal udføres på de foretagne målinger, afhænger af den anvendte teknologi, da beta-tællere måler prøvens radioaktivitet, mens AMS bestemmer forholdet mellem de tre forskellige kulstofisotoper i prøven. Men efter omkring 50 år er der så lidt kulstof tilbage i prøven, at det er meget svært, næsten umuligt, at beregne dens alder. Van Der Merwe Libby kørte mange tests på genstande, hvor alderen var kendt eller estimeret på anden måde.
Hans testresultater kom ret tæt på, inden for plus eller minus et par hundrede år. I laboratoriet skal prøver behandles og renses, så der ikke er noget materiale på dem, der kan afvise aldersaflæsningen.
Derefter brændes prøven og passerer gennem et fuldstændig sterilt vakuumsystem som kuldioxidgas. Gassen udsættes derefter for mere rensningsprocedurer. Derefter opbevares gassen i et rør, der er isoleret af kviksølv og bly, for at minimere chancerne for, at prøven bliver påvirket af stråling fra atmosfæren.
Når et kulstofatom går i opløsning, registrerer fine instrumenter handlingen, et lys blinker på et kontrolpanel, og en tæller registrerer antallet af henfaldende atomer.
Ved denne metode kan videnskabsmanden holde styr på, hvor mange atomer der nedbrydes pr. minut og pr. sekund. Det lyder godt! Vi er nu i stand til at datere alt, hvad vi vil, også det der er bagerst i køleskabet, og ved hvor gammelt det er inden for et par hundrede år, men er der nogen problemer med kulstofdateringsmetoden? Desværre er der. For at vide, hvor længe en prøve af radioaktivt materiale havde været nedbrudt, skal vi definere tre variable, hvor meget af prøven vi har tilbage nu, hvad halveringstiden for prøven er, og hvor meget af prøven vi startede med.
Til kulstofdatering har vi allerede eksperimentelt målt mængden af tilbageværende kulstof, og Libby har allerede målt halveringstiden for kulstof til en acceptabel nøjagtighed, men hvor meget kulstof var der i prøven på dødstidspunktet. Mængden af kulstof i en organisk krop er konstant med mængden af kulstof i atmosfæren. Således har prøver den samme mængde kulstof i sig som resten af atmosfæren på det tidspunkt, hvor prøven levede.
Men hvis vi kunne måle mængden af kulstof i atmosfæren, da de levede, ville vi leve i den tid, og der ville ikke være nogen grund til at date. Vi ved med sikkerhed, at mængden af kulstof i atmosfæren ikke har været den samme i det seneste århundrede. Et nyligt bevis på det ville være den industrielle revolution. Fabrikker udleder enorme mængder kulstof, og i løbet af den tid steg koncentrationen af kulstof i atmosfæren markant. Heldigvis var Libby en klog fyr og tegnede sig for denne uoverensstemmelse.
Han målte mængden af kulstof i de indre lag af træer, der var ældre end den industrielle revolution. Han var i stand til at beregne mængden af kulstof i atmosfæren før den industrielle revolution og justere sin ligning i overensstemmelse hermed.
Men Libby antog derefter, at mængden af kulstof i atmosfæren var relativt konstant i meget lang tid op til den industrielle revolution. Kan dette antages at være korrekt? I atmosfæren stiger mængden af kulstof, der henfalder over tid, med den større koncentration af kulstof i atmosfæren. Til sidst ville reaktionen nå en vis ligevægt, og mængden af kulstof i atmosfæren ville forblive konstant.
Forskere har beregnet, at mængden af kulstof i atmosfæren ville blive stabil efter 30 år fra begyndelsen af reaktionen. Reaktionen må være startet, da Jorden blev dannet, og således ville reaktionen nå ligevægt efter Jorden var 30 år gammel.
Forskere har antaget, at Jorden er mange millioner år gammel, men ingen levede, da jorden blev dannet, og ingen har konkrete beviser for, hvornår Jorden blev dannet, og derfor kan ingen sige præcis, hvor gammel den er.
I dag er produktionshastigheden af kulstof større end nedbrydningshastigheden. Dette synes at indikere en reaktion, der endnu ikke er i ligevægt.
Disse resultater var inden for hans fejlmargener og blev derfor ignoreret. For eksempel gav knogler fra en sabeltanded tiger, teoretiseret til at være mellem , og en million år gamle, en kulstofdato på 28 år. Den vigtigste moderne standard, der blev brugt af radiocarbondateringslaboratorier, var Oxalsyre I, der blev opnået fra National Institute of Standards and Technology i Maryland. Denne oxalsyre kom fra sukkerroer i Da lagrene af Oxalsyre I var næsten fuldt opbrugt, blev der lavet en anden standard af en afgrøde af fransk roemelasse.
Den nye standard, Oxalsyre II, viste sig kun at have en lille forskel med Oxalsyre I med hensyn til indhold af radioaktivt kulstof. I årenes løb er der lavet andre sekundære radiocarbonstandarder. Radiocarbonaktivitet af materialer i baggrunden bestemmes også for at fjerne dets bidrag fra resultater opnået under en prøveanalyse. De analyserede baggrundsprøver er sædvanligvis geologiske af uendelig alder, såsom kul, brunkul og kalksten.
En radiocarbon-måling kaldes en konventionel radiocarbon-alder CRA. CRA-konventionerne inkluderer en brug af Libbys halveringstid, b brug af Oxalsyre I eller II eller en hvilken som helst passende sekundær standard som den moderne radiocarbonstandard, c korrektion for isotopfraktionering af prøve til en normaliseret eller basisværdi på Disse værdier er blevet udledt gennem statistiske midler.
Den amerikanske fysiske kemiker Willard Libby ledede et team af videnskabsmænd i æraen efter Anden Verdenskrig for at udvikle en metode, der måler radiocarbonaktivitet. Han er krediteret for at være den første videnskabsmand, der foreslår, at den ustabile kulstofisotop kaldet radiocarbon eller kulstof 14 kan eksistere i levende stof. Libby og hans hold af videnskabsmænd var i stand til at udgive et papir, der opsummerer den første påvisning af radiocarbon i en organisk prøve. Det var også hr. I , Mr. Libby blev tildelt Nobelprisen i kemi som en anerkendelse af hans indsats for at udvikle radiocarbon-datering.
American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks. Discovery of Radiocarbon Dating åbnet den 31. oktober,
No comments:
Post a Comment