Hur fungerar Carbon Dating?

Anonim

Kol är oumbärligt för det biologiska livet. Allt liv på jorden är baserat på det. Om det inte fanns för kolsyraförmåga, kunde det enkla organiska materialet inte ha utvecklats för att uppnå den extraordinära, otänkbara komplexiteten som den nu har: komplexiteten att utveckla ett system för att känna, andas, att smälta, utsöndra och i mager, hårlös primat, även ett system att tänka.

Allt liv på jorden är baserat på kol. (Foto Credit: Subham Dey)

En liten andel av detta kol är dock radioaktivt! Genom att mäta mängden av detta radioaktiva kol i organiskt material kan vi bestämma dess ålder. Metoden att göra så kallas radioaktivt koldatering eller helt enkelt koldatering. Så här fungerar det.

Kol-14

Ett element och dess isotop uppvisar samma elektriska egenskaper, men olika fysikaliska egenskaper. Detta beror på att båda elementen omfattar samma antal protoner och elektroner, men ett annat antal neutroner. Tvillingarna identifieras sedan med olika beteckningar, och belyser antalet neutroner, vilket är bifogat elementets symbol. C-12 har 12 neutroner, medan C-14 har 14 neutroner; båda har dock 6 protoner och elektroner.

Viktiga saker om C-14 är att det är radioaktivt, att det är instabilt, vilket tvingar det att avge partiklar och därför förfallna över tid.

(Foto Credit: Sciencing)

Principen om kol-dating

Men när en organism dör, upphör den att konsumera kol. Nu, eftersom C-14 är radioaktiv, börjar den förfallna. Förhållandet mellan C-14 och C-12-atomer i organismen minskar nu. Ju äldre organismen desto mer C-14 förfallas, desto mindre är förhållandet. Detta förhållande används för närvarande av arkeologer, säg ett träd eller en fossil.

De hänvisar till följande ekvation för mätning av provets ålder:

Ekvationen dikterar förfall av en radioaktiv isotop. Här representerar N ^ antalet isotopatomer i provet vid t = 0 eller när organismen, en del av vilken nu bildar provet, dog, medan N representerar antalet atomer kvar efter tiden t har passerat .

Kom ihåg att förhållandet mellan C-14 och C-12 atomer i organismen och miljön är densamma när den lever. Kunskapen om detta förhållande, som vi redan har, tillåter oss att få värdet av N ᵒ, det ursprungliga antalet C-14 atomer. Nuvärdet N måste emellertid mätas. C-14-atomer i provet räknas av delikata instrument, såsom beta-räknare och massaccelerator-spektrometrar.

λ är en elementskonstant vars värde för C-14 är 8, 267. Den tid t som sedan har passerat eller provets ålder kan erhållas genom att omordna ekvationen:

Är Carbon Dating pålitlig?

Dessutom verkar koldatumning vara baserad på en felaktighet. Det baseras basellt på antagandet att förhållandet mellan C-14 och C-12 atomer i miljön alltid har varit detsamma under hela varje ålder.

Detta är verkligen inte sant. Sedan den industriella revolutionen har vi framförallt utspätt mängden C-12 atomer i miljön genom att skamlöst dumpa in den en alarmerande mängd koldioxid, som framställs genom förbränning av fossila bränslen. En ökning av C-12 innebär att förhållandet nu minskas, vilket innebär att en ålder av ett prov kommer att mäta sig för att vara äldre än vad det verkligen är!

Omvänt producerar nukleära explosioner enorma mängder C-14, så den mängd kärnprov som vi har utfört har ökat sin mängd i atmosfären. Detta ökar förhållandet, vilket leder till att ett ålder av ett prov mäter yngre än det verkligen är.

Sedan den industriella revolutionen har vi framförallt utspätt mängden C-12 atomer i miljön genom skamlös dumpning i den en alarmerande mängd koldioxid. Fotokredit: Pixabay

Med kunskap om hur mycket avvikelse som en ökning eller minskning av C-14-atomer kommer att orsaka kan vi ta hänsyn till dessa skillnader genom att helt enkelt subtrahera eller lägga till felet från eller till den uppenbara åldern för att få den verkliga åldern. Återigen är koldatering inte otvivelaktigt korrekt, men det är tillräckligt bra.