• Kohlenstoff-14 ist ein schwach radioaktives Isotop von Kohlenstoff; Es ist auch als Radiokohlenstoff bekannt und ein Isotopenchronometer.
• Die C-14-Datierung gilt nur für organische und einige anorganische Materialien (nicht für Metalle).
• Gasproportionalzählung, Flüssigszintillationszählung und Beschleuniger-Massenspektrometrie sind die drei wichtigsten Radiokarbondatierungsmethoden.

Was ist Radiokarbondatierung?

Die Radiokarbondatierung ist eine Methode, die objektive Altersschätzungen für kohlenstoffbasierte Materialien liefert, die von lebenden Organismen stammen. 1 Ein Alter konnte geschätzt werden, indem die in der Probe vorhandene Menge an Kohlenstoff-14 gemessen und mit einem international verwendeten Referenzstandard verglichen wurde.

Der Einfluss der Radiokarbondatierungstechnik auf den modernen Menschen hat sie zu einer der bedeutendsten Entdeckungen des 20. Keine andere wissenschaftliche Methode hat es geschafft, das Verständnis des Menschen nicht nur für seine Gegenwart, sondern auch für Ereignisse, die bereits vor Tausenden von Jahren stattfanden, zu revolutionieren. Archäologie und andere Humanwissenschaften verwenden Radiokohlenstoff Dating Theorien zu beweisen oder zu widerlegen. Über die Jahre, Kohlenstoff 14 Dating hat auch Anwendungen in der Geologie gefunden, Hydrologie, Geophysik, Atmosphärenwissenschaft, Ozeanographie, Paläoklimatologie und sogar Biomedizin.

Grundprinzipien der Kohlenstoffdatierung

Radiokohlenstoff (Kohlenstoff 14) ist ein Isotop des Elements Kohlenstoff, das instabil und schwach radioaktiv ist. Die stabilen Isotope sind Kohlenstoff 12 und Kohlenstoff 13.Kohlenstoff 14 wird kontinuierlich in der oberen Atmosphäre durch die Wirkung von kosmischen Strahlungsneutronen auf Stickstoff 14 Atome gebildet. Es wird in der Luft schnell zu Kohlendioxid oxidiert und tritt in den globalen Kohlenstoffkreislauf ein.Pflanzen und Tiere assimilieren im Laufe ihres Lebens Kohlenstoff 14 aus Kohlendioxid. Wenn sie sterben, hören sie auf, Kohlenstoff mit der Biosphäre auszutauschen, und ihr Kohlenstoff-14-Gehalt beginnt dann mit einer Rate zu sinken, die durch das Gesetz des radioaktiven Zerfalls bestimmt wird.

Die Radiokarbondatierung ist im Wesentlichen eine Methode zur Messung der Restradioaktivität.

Messung von Radiokohlenstoff – AMS vs radiometrisch Dating

Es gibt drei Haupttechniken zur Messung des Kohlenstoff—14-Gehalts einer bestimmten Probe – Gasproportionalzählung, Flüssigszintillationszählung, und Beschleuniger-Massenspektrometrie.

Die gasproportionale Zählung ist eine herkömmliche radiometrische Datierungstechnik, die die von einer bestimmten Probe emittierten Betateilchen zählt. Beta-Partikel sind Produkte des Radiokohlenstoffzerfalls. Bei diesem Verfahren wird die Kohlenstoffprobe zunächst in Kohlendioxidgas umgewandelt, bevor eine Messung in Gasproportionalzählern erfolgt.

Flüssigszintillationszählung ist eine weitere Radiokarbondatierungstechnik, die in den 1960er Jahren populär war. Bei dieser Methode liegt die Probe in flüssiger Form vor und ein Szintillator wird hinzugefügt. Dieser Szintillator erzeugt einen Lichtblitz, wenn er mit einem Betateilchen interagiert. Ein Fläschchen mit einer Probe wird zwischen zwei Photomultipliern geführt, und nur wenn beide Geräte den Lichtblitz registrieren, wird gezählt.Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) ist eine moderne Radiokohlenstoff-Datierungsmethode, die als die effizientere Methode zur Messung des Radiokohlenstoffgehalts einer Probe angesehen wird. Bei diesem Verfahren wird der Kohlenstoff 14-Gehalt direkt relativ zum vorhandenen Kohlenstoff 12 und Kohlenstoff 13 gemessen. Die Methode zählt keine Betateilchen, sondern die Anzahl der in der Probe vorhandenen Kohlenstoffatome und den Anteil der Isotope.

Kohlenstoff-14 Datierbare Materialien

Nicht alle Materialien können mit Radiokohlenstoff datiert werden. Die meisten, wenn nicht alle organischen Verbindungen können datiert werden. Einige anorganische Stoffe, wie die Aragonitkomponente einer Schale, kann auch datiert werden, solange die Bildung des Minerals die Assimilation von Kohlenstoff beinhaltete 14 im Gleichgewicht mit der Atmosphäre.Proben, die seit Beginn der Methode mit Radiokohlenstoff datiert wurden, umfassen unter anderem Holzkohle, Holz, Zweige, Samen, Knochen, Muscheln, Leder, Torf, Seeschlamm, Erde, Haare, Keramik, Pollen, Wandmalereien, Korallen, Blutreste, Stoffe, Papier oder Pergament, Harze und Wasser.

Diese Materialien werden physikalisch und chemisch vorbehandelt, um mögliche Verunreinigungen zu entfernen, bevor sie auf ihren Radiokohlenstoffgehalt analysiert werden.

Kohlenstoff Dating Standards

Das Radiokohlenstoffalter einer bestimmten Probe unbekannten Alters kann bestimmt werden, indem der Kohlenstoffgehalt gemessen wird 14 Inhalt und Vergleich des Ergebnisses mit dem Kohlenstoff 14 Aktivität in modernen und Hintergrundproben.Der wichtigste moderne Standard, der von Radiokarbondatierungslabors verwendet wurde, war die Oxalsäure, die ich vom National Institute of Standards and Technology in Maryland erhielt. Diese Oxalsäure stammte 1955 aus Zuckerrüben. Etwa 95% der Radiokohlenstoffaktivität von Oxalsäure I entspricht der gemessenen Radiokohlenstoffaktivität des absoluten Radiokohlenstoffstandards – eines Holzes aus dem Jahr 1890, das nicht von fossilen Brennstoffen beeinflusst wurde.

Als die Vorräte an Oxalsäure I fast vollständig verbraucht waren, wurde ein weiterer Standard aus einer Ernte von 1977 französischer Rübenmelasse hergestellt. Der neue Standard, Oxalsäure II, hat nachweislich nur einen geringen Unterschied zu Oxalsäure I in Bezug auf den Radiokohlenstoffgehalt. Über die Jahre, Es wurden andere sekundäre Radiokohlenstoffstandards erstellt.

Die Radiokohlenstoffaktivität von Materialien im Hintergrund wird ebenfalls bestimmt, um ihren Beitrag aus den Ergebnissen einer Probenanalyse zu entfernen. Die Hintergrundradiokohlenstoffaktivität wird gemessen, und die erhaltenen Werte werden vom Radiokohlenstoff der Probe abgezogen Dating Ergebnisse. Hintergrundproben analysiert sind in der Regel geologischen Ursprungs unendlichen Alters wie Kohle, Braunkohle, und Kalkstein.

Kohlenstoff-14-Datierungsmessungen

Eine Radiokohlenstoffmessung wird als konventionelles Radiokohlenstoffalter (CRA) bezeichnet. Die CRA-Konventionen umfassen (a) die Verwendung der Libby–Halbwertszeit, (b) die Verwendung von Oxalsäure I oder II oder eines geeigneten Sekundärstandards als moderner Radiokohlenstoffstandard, (c) Korrektur der Probenisotopenfraktionierung auf einen normalisierten oder basischen Wert von -25,0 Promille relativ zum Verhältnis von Kohlenstoff 12 / Kohlenstoff 13 in der Carbonatstandard-VPDB – Kreide-Belemnitbildung bei Peedee in South Carolina, (d) Null BP (vor Gegenwart) ist definiert als AD 1950, und (e) die Annahme, dass der globale Radiokohlenstoffgehalt konstant ist.

Standardfehler werden auch in einem Radiokarbondatierungsergebnis gemeldet, daher die „±“ -Werte. Diese Werte wurden durch statistische Mittel abgeleitet.

Pionier der Radiokohlenstoffdatierung

Der amerikanische physikalische Chemiker Willard Libby leitete ein Team von Wissenschaftlern in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg, um eine Methode zur Messung der Radiokohlenstoffaktivität zu entwickeln. Ihm wird zugeschrieben, der erste Wissenschaftler zu sein, der vorschlägt, dass das instabile Kohlenstoffisotop Radiokohlenstoff oder Kohlenstoff genannt wird 14 könnte in lebender Materie existieren.

Herr. Libby und sein Team von Wissenschaftlern konnten ein Papier veröffentlichen, das den ersten Nachweis von Radiokohlenstoff in einer organischen Probe zusammenfasst. Es war auch Herr Libby, der zuerst die Zerfallsrate von Radiokohlenstoff maß und 5568 Jahre ± 30 Jahre als Halbwertszeit feststellte.1960 erhielt Libby den Nobelpreis für Chemie in Anerkennung seiner Bemühungen, die Radiokarbondatierung zu entwickeln.

1. American Chemical Society Nationale historische chemische Sehenswürdigkeiten. Entdeckung der Radiokarbondatierung (Zugriff Oktober 31, 2017).
2. Sheridan Bowman, Radiokarbondatierung: Interpretation der Vergangenheit (1990), University of California Press

Weiterführende Literatur:

Beschleuniger-Massenspektrometrie Radiokohlenstoffdatierung
Kalibrierung der Kohlenstoff-14-Datierungsergebnisse
Radiokohlenstoffdatierung und Bombenkohlenstoff