Qual é o papel do carbono 14 para a Determinação Data

Qual é o papel do carbono 14 para a Determinação Data

Carbono existe na natureza sob a forma de três isótopos principais - C12, C13, ambos se que são estáveis, e C14, que é instável ou radioativos. O C12 representa 98,89%, C13 - 1,11%, enquanto o C14 - representa apenas 0,00000000010%.

Isto significa que um átomo de carbono 14 existe na natureza para cada 1.000.000.000.000 átomos de C12 na vida material.

Desde 14C é instável se decompõe volta para Nitrogênio N14 a partir do qual ela foi formada na atmosfera superior, e como ele decai emite uma partícula beta fraco (b), ou eletrônica, que possui uma energia média de 160keV. A decadência pode ser mostrado:

14C => 14N + b

Libby, Anderson e Arnold (1949) foram os primeiros a medir a taxa desta decadência. Eles descobriram que, após 5568 anos, metade do C14 na amostra original terão decaído e depois outro 5.568 anos, metade do que o material restante terá deteriorado, e assim por diante. A meia-vida (t 1 / 2) é o nome dado a este valor que Libby medido em 5568 ± 30 anos. Isso ficou conhecido como o tempo de meia-vida de Libby.

No entanto, a utilização deste phenonemon é limitado a 50 - 60 000 anos, ou seja 10 meias-vidas. Depois de 10 meias-vidas, existe uma pequena quantidade de carbono radioativo presente na amostra. Além de cerca de 50 - 60 000 anos, então, o limite da técnica é alcançado, e outras técnicas radiométricas deve ser usado.

O 14C é formado na atmosfera superior, através do efeito de nêutrons dos raios cósmicos sobre o nitrogênio 14. A reação é:

  14N + n => 14C + p

Onde n é p um nêutron e um próton.

O 14C é formado rapidamente oxidado a 14CO2 e entra plantas da terra e modos de vida animal através da fotossíntese e da cadeia alimentar.

Plantas e animais que utilizam carbono em cadeias alimentares biológicos levar até 14C durante suas vidas. Eles existem em equilíbrio com a concentração de C14 na atmosfera, ou seja, o número de átomos de C14 e átomos de carbono não-radioativo permanece aproximadamente o mesmo ao longo do tempo. Assim como uma planta ou animal morre, elas deixam a função metabólica de absorção de carbono, não há mais intaking de carbono radioativo, a decadência só.

Ao medir a concentração de C14 ou radioatividade residual de uma amostra, cuja idade não é conhecida, é possível obter o countrate ou número de eventos de desintegração por grama de carbono. Ao comparar este com os níveis de atividade moderna e utilizando o valor medido meia-vida torna-se possível calcular a data da morte da amostra.

Libby e sua equipe inicialmente testado o método de radiocarbono em amostras do Egito pré-histórico. Eles escolheram amostras cuja idade pode ser determinada de forma independente. Uma amostra de madeira de acácia do túmulo do faraó Zoser, da Dinastia 3, 2700-2600 aC foi obtida e datado. Libby fundamentado que, desde a meia-vida do C14 é 5568 anos, eles devem obter uma concentração de C14 de cerca de 50% o que foi encontrado em madeira viva. Os resultados obtidos indicaram que este era o caso.

A técnica C14 tem sido e continua a ser aplicados e utilizados em muitos, muitos campos diferentes, incluindo a hidrologia, ciência atmosférica, oceanografia, geologia paleoclimatologia, arqueologia e biomedicina.

Medições posteriores da meia-vida de Libby-indicado o valor era de ca. 3%, muito baixa e uma mais exacta meia-vida foi de 5730 ± 40 anos. Isso é conhecido como a meia-vida de Cambridge. (Para converter um "Libby" era uma idade usando a meia-vida de Cambridge, deve-se multiplicar por 1,03).

Libby recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1960.

Radiocarbono Labs:

Deutsches Archologisches Institu
Erlangen-Nürnberg University AMS Group;
Institut for Bodenkunde - Isotopendatierungslabor
University of Heidelberg Institute for Environmental Physics
Leibniz Labor for Radiometric Dating and Isotope Research
Koln Radiocarbon Laboratory