عمرسنجی با کربن 14 چگونه انجام می شود؟

ممکن است خبرهایی را در مورد مصنوعات باستانی دیده یا خوانده باشید. در حفاری باستان شناسی قسمتی از ابزار چوبی را از زیر خاک در می آورند و سپس اعلام می کنند که این تکه چوب متعلق به 2000 سال قبل است یا جسد مومیایی شده مردی در مصر پیدا می شود و باستان شناسان می گویند که این فرد مثلاً 5000 سال پیش زندگی می کرده است.

دانشمندان چگونه سن بقایای یک انسان یا شئی را می فهمند؟ آنها چه روش هایی را بکار می برند و این روش ها چگونه عمل می کنند؟ در این مقاله شما می توانید با آنچه دانشمندان انجام می دهند آشنا شوید.

دانشمندان از ویژگی رادیواکتیویته عناصر بخصوص کربن 14 برای اندازه گیری سن اجسام استفاده می کنند. نیمه عمر کربن 14 روشی برای اندازه گیری سن قطعی بقایای یک منبع زیستی است. از قبیل استخوان، لباس، چوب و فیبر گیاهی که به نسبت معینی توسط فعالیت انسان در گذشته ایجاد شده است.

کربن 14 چگونه به وجود آمده است؟

پرتوهای کیهانی هر روز به مقدار زیاد وارد جو زمین می شوند. برای مثال هر انسان در هر ساعت مورد اصابت حدود نیم میلیون پرتو پُر انرژی کیهانی قرار می گیرد. این پرتوهای کیهانی به محض ورود به جو، با اتم های گازی جو برخورد می کنند و در نتیجه نوترون های پُر انرژی نیز در برخورد با اتم های گاز نیتروژن، آن را می شکافند و دو عنصر کربن 14 (6 پروتون و 8 نوترون) و یک اتم هیدروژن به وجود می آورند. ایزوتوپ کربن 14 رادیواکتیو است.

کربن 14 در جانداران

اتم های کربن 14 که از پرتوهای کیهانی ایجاد شده اند، به شکل دی اکسید کربن با اکسیژن ترکیب می شوند. سپس گیاهان بطور طبیعی آن را جذب می کنند و توسط فتوسنتز در فیبرهای گیاهی پخش می کنند. حیوانات و انسان ها گیاهان را می خورند و به این ترتیب، کربن 14 به خوبی جذب بدن آنها می شود. نسبت طبیعی کربن 12 به کربن 14 در هوا و همه موجودات زنده در یک زمان معین تقریباً ثابت است. اتم های کربن 14 همواره متلاشی می شوند، اما همیشه درصد معینی از اتم کربن 14 در بدن شما و همه گیاهان و حیوانات جاندار وجود دارد.

تعیین عمر یک فسیل

با مرگ ارگانیسم های زنده، دریافت کربن جدید متوقف می شود. نسبت کربن 12 به 14 در لحظه مرگ با سایر موجودات زنده برابر است، اما کربن 14 متلاشی می شود و جایگزین نمی شود. مادامی که مقدار کربن 12 باقیمانده در نمونه ثابت باشد، این کربن 14 با نیمه عمر 5700 ساله اش متلاشی می شود. با مشاهده نسبت کربن 12 به 14 در یک نمونه و مقایسه آن با ارگانیسم های زنده، امکان تعیین عمر موجود در گذشته با دقت زیادی مشخص می شود.

برای مثال، اگر شما فسیلی داشته باشید که 10 درصد کربن 14 در مقایسه با نمونه زنده داشته باشد، عمر آن فسیل طبق محاسبات ریاضی حدود 19 هزار سال برآورد می شود. البته از آنجا که نیمه عمر کربن 14، 5700 سال است این تنها برای عمرسنجی مواردی بیش از حدود 60000 سال عمر معتبر است. به هر ترتیب اصول عمرسنجی کربن 14 برای سایر ایزوتوپ ها هم مورد استفاده قرار می گیرد.

پتاسیم 40 عنصر طبیعی رادیواکتیو دیگری است که در اندام تمام موجودات وجود دارد و نیمه عمر آن 1.3 میلیارد سال است. سایر رادیوایزوتوپ های مفید برای عمرسنجی رادیواکتیویته شامل اورانیوم 235 با نیمه عمر 704 میلیون سال، اورانیوم 238 با نیمه عمر 4.5 میلیارد سال، توریم 232 با نیمه عمر 14 میلیارد سال و روبیدیوم 87 با نیمه عمر 49 میلیارد سال هستند.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «عمرسنجی با کربن 14 چگونه انجام می شود؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله وب سایت HowStuffWorks ترجمه شده توسط بهنام زاده به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.