Die Radiokarbonanalyse hat unser Verständnis der letzten 50.000 Jahre verändert. Professor Willard Libby demonstrierte es erstmals 1949, wofür er später mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde.
Dating-Methode
Die Essenz der Radiokohlenstoffanalyse besteht darin, drei verschiedene Kohlenstoffisotope zu vergleichen. Isotope eines bestimmten Elements haben die gleiche Anzahl von Protonen im Kern, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen. Das bedeutet, dass sie trotz ihrer großen chemischen Ähnlichkeit unterschiedliche Massen haben.
Die Gesamtmasse eines Isotops wird durch einen numerischen Index angegeben. Während die leichteren Isotope 12C und 13C stabil sind, ist das schwerste Isotop 14C (Radiokohlenstoff) ist radioaktiv. Sein Kern ist so groß, dass er instabil ist.
Im Laufe der Zeit zerfällt 14C, die Grundlage der Radiokohlenstoffdatierung, zu Stickstoff 14N. Das meiste Kohlenstoff-14 entsteht in der oberen Atmosphäre, wo durch kosmische Strahlung erzeugte Neutronen mit Atomen 14N.
reagieren.
Dann oxidiert es zu 14CO2, tritt in die Atmosphäre ein und vermischt sich mit 12 CO2 und 13CO2. Kohlendioxid wird verwendetPflanzen während der Photosynthese und von dort durch die Nahrungskette. Daher wird jede Pflanze und jedes Tier in dieser Kette (einschließlich Menschen) eine gleiche Menge an 14C im Vergleich zu 12C in der Atmosphäre haben (Verhältnis14S:12S).
Methodeneinschränkungen
Wenn Lebewesen sterben, wird Gewebe nicht mehr ersetzt und radioaktiver Zerfall 14C macht sich bemerkbar. Nach 55.000 Jahren ist 14C so stark zerfallen, dass seine Überreste nicht mehr gemessen werden können.
Was ist Radiokohlenstoffdatierung? Der radioaktive Zerfall kann als „Uhr“verwendet werden, da er unabhängig von physikalischen (z. B. Temperatur) und chemischen (z. B. Wassergeh alt) Bedingungen ist. Die Hälfte des in der Probe enth altenen 14C zerfällt in 5730 Jahren.
Daher, wenn Sie das Verhältnis 14C:12C zum Zeitpunkt des Todes und das heutige Verhältnis kennen, dann können Sie berechnen wie viel Zeit vergangen ist. Leider ist es nicht so einfach, sie zu identifizieren.
Radiokarbonanalyse: Fehlerquote
Die Menge an 14C in der Atmosphäre, also in Pflanzen und Tieren, war nicht immer konstant. Sie variiert beispielsweise je nachdem, wie viele kosmische Strahlen die Erde erreichen. Sie hängt von der Sonnenaktivität und dem Magnetfeld unseres Planeten ab.
Glücklicherweise ist es möglich, diese Schwankungen in Proben zu messen, die mit anderen Methoden datiert wurden. Sie können die Jahresringe von Bäumen und die Veränderung ihres Inh alts zählenRadiokohlenstoff. Aus diesen Daten kann eine „Kalibrierkurve“erstellt werden.
Derzeit wird daran gearbeitet, es zu erweitern und zu verbessern. 2008 konnten nur Radiokarbondaten bis 26.000 Jahre kalibriert werden. Heute wurde die Kurve auf 50.000 Jahre verlängert.
Was kann gemessen werden?
Nicht alle Materialien können mit dieser Methode datiert werden. Die meisten, wenn nicht alle organischen Verbindungen erlauben eine Radiokohlenstoffdatierung. Einige anorganische Materialien, wie der Aragonitbestandteil von Muscheln, können ebenfalls datiert werden, da Kohlenstoff-14 bei der Bildung des Minerals verwendet wurde.
Materialien, die seit Beginn der Methode ver altet sind, umfassen Holzkohle, Holz, Zweige, Samen, Knochen, Muscheln, Leder, Torf, Schlick, Erde, Haare, Töpferwaren, Pollen, Wandmalereien, Korallen, Blutreste, Stoff, Papier, Pergament, Harz und Wasser.
Die Radiokarbonanalyse eines Metalls ist nicht möglich, wenn es kein Kohlenstoff-14 enthält. Die Ausnahme bilden Eisenprodukte, die unter Verwendung von Kohle hergestellt werden.
Doppelte Zählung
Wegen dieser Komplikation werden Radiokohlenstoffdaten auf zwei Arten dargestellt. Unkalibrierte Messungen sind in Jahren vor 1950 (BP) angegeben. Kalibrierte Daten werden auch als BC dargestellt. e., und danach, sowie mit dem calBP-Gerät (kalibriert bis heute, vor 1950). Dies ist eine "beste Schätzung" des tatsächlichen Alters der Probe, aber es ist notwendig, darauf zurückgreifen zu können alte Daten und kalibrieren Sie sie, während neue Studien die Kalibrierungskurve aktualisieren.
Menge und Qualität
Die zweite Schwierigkeit ist die extrem niedrige Prävalenz von 14С. Nur 0,0000000001 % des Kohlenstoffs in der heutigen Atmosphäre ist 14C, was es unglaublich schwierig zu messen und extrem empfindlich gegenüber Verschmutzung macht.
In den Anfangsjahren erforderte die Radiokarbonanalyse von Zerfallsprodukten riesige Proben (z. B. einen halben menschlichen Oberschenkelknochen). Viele Labors verwenden jetzt das Beschleuniger-Massenspektrometer (AMS), das das Vorhandensein verschiedener Isotope erkennen und messen sowie einzelne Kohlenstoff-14-Atome zählen kann.
Diese Methode erfordert weniger als 1 Gramm Knochen, aber nur wenige Länder können sich mehr als ein oder zwei AMS leisten, die mehr als 500.000 Dollar kosten. Zum Beispiel hat Australien nur 2 dieser Instrumente, die zur Radiokohlenstoffdatierung geeignet sind, und sie sind für einen Großteil der Entwicklungsländer unerreichbar.
Sauberkeit ist der Schlüssel zur Genauigkeit
Außerdem müssen die Proben sorgfältig von Kohlenstoffverunreinigungen aus Klebstoff und Erde gereinigt werden. Dies ist besonders wichtig bei sehr alten Materialien. Wenn 1 % eines Elements in einer 50.000 Jahre alten Probe von einem modernen Schadstoff stammt, wird es auf 40.000 Jahre datiert.
Aus diesem Grund entwickeln Forscher ständig NeuesMethoden zur effizienten Reinigung von Materialien. Sie können das Ergebnis der Radiokohlenstoffanalyse erheblich beeinflussen. Die Genauigkeit des Verfahrens hat sich mit der Entwicklung eines neuen Reinigungsverfahrens mit Aktivkohle ABOx-SC deutlich erhöht. Dadurch war es beispielsweise möglich, das Datum der Ankunft der ersten Menschen in Australien um mehr als 10.000 Jahre zu verschieben.
Radiokarbonanalyse: Kritik
Die in der Bibel erwähnte Methode, die beweist, dass seit Beginn der Erde weit mehr als 10.000 Jahre vergangen sind, wurde von Kreationisten wiederholt kritisiert. Zum Beispiel argumentieren sie, dass Proben innerhalb von 50.000 Jahren frei von Kohlenstoff-14 sein sollten, aber Kohle, Öl und Erdgas, von denen angenommen wird, dass sie Millionen von Jahren alt sind, enth alten messbare Mengen dieses Isotops, was durch Radiokohlenstoffdatierung bestätigt wird. Der Messfehler ist in diesem Fall größer als die Hintergrundstrahlung, die im Labor nicht eliminiert werden kann. Das heißt, eine Probe, die kein einziges radioaktives Kohlenstoffatom enthält, zeigt ein Datum von 50.000 Jahren. Diese Tatsache stellt jedoch die Datierung der Objekte nicht in Frage, und schon gar nicht, dass Öl, Kohle und Erdgas jünger als dieses Alter sind.
Außerdem stellen Kreationisten einige Kuriositäten bei der Radiokohlenstoffdatierung fest. Beispielsweise hat die Datierung von Süßwassermollusken ihr Alter auf über 2.000 Jahre bestimmt, was ihrer Meinung nach diese Methode diskreditiert. Tatsächlich wurde festgestellt, dass Schalentiere den größten Teil ihres Kohlenstoffs aus Kalkstein und Humus beziehen, die sehr wenig 14C enth alten, da diese Mineralien sehr alt sind und keinen Zugang zu ihnen habenLuftkohle. Die Radiokohlenstoffanalyse, deren Genauigkeit in diesem Fall in Frage gestellt werden kann, ist ansonsten wahr. Holz beispielsweise hat dieses Problem nicht, da Pflanzen den Kohlenstoff direkt aus der Luft beziehen, die eine volle Dosis 14C.
enthält.
Ein weiteres Argument gegen die Methode ist die Tatsache, dass Bäume in einem Jahr mehr als einen Ring bilden können. Das stimmt, aber häufiger kommt es vor, dass sie überhaupt keine Wachstumsringe bilden. Die Grannenkiefer, auf der die meisten Messungen basieren, hat 5 % weniger Ringe als ihr tatsächliches Alter.
Datum einstellen
Die Radiokohlenstoffanalyse ist nicht nur eine Methode, sondern spannende Entdeckungen in unserer Vergangenheit und Gegenwart. Die Methode ermöglichte es Archäologen, die Funde in chronologischer Reihenfolge anzuordnen, ohne dass schriftliche Aufzeichnungen oder Münzen erforderlich waren.
Im 19. und frühen 20. Jahrhundert verknüpften unglaublich geduldige und sorgfältige Archäologen Keramik und Steinwerkzeuge aus verschiedenen geografischen Gebieten, indem sie nach Ähnlichkeiten in Form und Mustern suchten. Mit der Idee, dass sich Objektstile im Laufe der Zeit weiterentwickelten und komplexer wurden, konnten sie sie dann ordnen.
Daher g alten die großen Kuppelgräber (bekannt als Tholos) in Griechenland als Vorläufer ähnlicher Bauwerke auf der schottischen Insel Maeshowe. Dies unterstützte die Idee, dass die klassischen Zivilisationen Griechenlands und Roms im Zentrum aller Innovationen standen.
Allerdings inAls Ergebnis der Radiokarbonanalyse stellte sich heraus, dass die schottischen Gräber Tausende von Jahren älter waren als die griechischen. Nördliche Barbaren waren in der Lage, komplexe Strukturen ähnlich den klassischen zu entwerfen.
Andere bemerkenswerte Projekte waren die Zuordnung des Grabtuchs von Turin zum Mittel alter, die Datierung der Schriftrollen vom Toten Meer in die Zeit Christi und die etwas umstrittene Periodisierung der Zeichnungen in der Chauvet-Höhle bei 38.000 calBP (etwa 32.000 BP), Tausende von Jahren früher als erwartet.
Die Radiokarbonanalyse wurde auch verwendet, um den Zeitpunkt des Aussterbens der Mammuts zu bestimmen, und hat zur Debatte darüber beigetragen, ob sich moderne Menschen und Neandertaler getroffen haben oder nicht.
Isotop 14С wird nicht nur zur Altersbestimmung verwendet. Die Methode der Radiokohlenstoffanalyse ermöglicht es uns, die Zirkulation des Ozeans zu untersuchen und die Bewegung von Medikamenten im ganzen Körper zu verfolgen, aber dies ist ein Thema für einen anderen Artikel.
