Jesu li testovi za određivanje starosti ugljikom 14 uvijek tocni i 100% pouzdani? Negdje sam procitao da je ugljik 14 jako fulao starost nekih predmeta.

Ime i prezime: ivan ivan.ivić

 


Za odgovor na ovo pitanje zamolili smo kemičarku dr. sc. Andreju Sironić, višu asistenticu u Laboratoriju za mjerenje niskih radioaktivnosti Zavoda za eksperimentanlu fiziku Instituta Ruđer Bošković koja se bavi upravo metodom C-14. Andreja je rado pristala odgovoriti na postavljeno pitanje, te u nastavku donosim njezin odgovor.

Pozdrav,

Odgovorio: Tomislav Portada   tportad@irb.hr

<-- Povratak

 


Datiranje metodom C-14 jeste gotovo 100 % pouzdano ako znaš što radiš. Teško je reći što je uzrokovalo grešku u određivanju starosti pomoću 14C tih nekih premeta, kad je to ovako općenito sročeno.

Za početak, osnovno o samoj metodi. Metodom 14C se može odrediti starost materijala koji je bio dio prirodnog ciklusa ugljika (živi svijet, organski i karbonatni materijal nastao iz živog svijeta). 14C nastaje u gornjim slojevnim atmosfere uslijed kozmičkog zračenja i ulazi u ciklus ugljika na Zemlji. Nakon direktnog ili posrednog prestanka unosa CO2 iz atmosfere u materijal (smrt organizma, izrasta pojedinog goda u deblu, taloženje sloja sedimenta...) koncentracija 14C u materijalu opada prema zakonu radioaktivnog raspada, s vremenom poluraspada od 5730 godina, zbog čega se metoda može koristiti za datiranje do 50 000 godina. Mjereći preostalu koncentraciju 14C u materijalu može se odrediti vrijeme proteklo od smrti organizma. Ovdje treba naglasiti da se na radioaktivni raspad 14C u materijalu ne može utjecati vanjskim "pritiscima" kao kod datiranja koji se baziraju na kemijskim promjenama u materijalu (npr. racemizacija aminokiselina u proteinu).

Više o tome na ovoj stranici.

A sad o mogućim uzrocima pogrešnih rezultata.

Sljedeći mogući uzroci odstupanja određene 14C starosti od prave uzimaju se u obzir pri izračunavanju rezultata:

1. Izotopna frakcionacija prema kojoj omjer 14C/12C nije potpuno jednak u svim sasatvnicama ugljikovog ciklusa. Normalizacija se vrši na osnovi omjera izotopa 13C/12C u uzorku.

2. Koncentracija 14C u atmosferi varira tijekom vremena zbog promjena u intenzitetu kozmičkog zračenja. Kalibracija se vrši pomoću kalibracijskih krivulja, koje su izrađene usporedbom 14C starosti godova drveća, koralja, sedimenata itd. s njihovom starošću određenom nekom drugom neovisnom metodom (dendrokronologijom, U/Th radioaktivnim raspadom).

3. "Reservoir effect" (učinak spremnika), odnosno kad god se u materijal direktno ili posredno unosio ugljik koji nije u potpunosti bio iz atmosfere. Postoji morski reservoir effect prema kojemu će otopljeni C u vodi imati manju početnu koncentraciju 14C nego atmosfera zbog velike količine ugljika u oceanima i spore izmjene s atmosferskim C. Ovo morske uzorke može "postarati" za 300 do 500 godina. Postoje krivulje koje se koriste za korekciju. Uz morski, postoji i efekt tvrde vode "hard water effect" koji opisuje miješanje "starog" ugljika iz stijena, vapnenca ili dolomita s atmosferskim. On se očituje u jezerima i rijekama u kršu. Za ovaj efekt se može unijeti korekcija ukoliko se odredi koncentracija 14C u suvremenim uzorcima.

Ali kako je "The devil is in the details", moguće su i sljedeće pogreške zbog:

1. Neodgovarajuće obrade uzorka: Ako nije potpuno uklonjen materijal koji je vezan uz uzorak, a donesen je naknadno (sintetski premazi kod umjetnina, humusne kiseline iz tla u kojem se nalazio predmet, karbonati iz tla...)

2. Upitne reprezentativnosti dijela uzorka koji je analiziran:

2a) Ako nije dobro uzorkovano, tj. analizirani materijal nije reprezentativan za uzorak (primjer uzorkovanja umjetničke slike s dijela koji je naknadno restauriran)

2b) Kod datiranje drva moguće je uzorkovati vanjske ali i unutarnje godove koji mogu biti i do 200 godina stariji! Isto vrijedi i kod uzorkovanja drvenog ugljena sa zgarišta. Ovo se naziva "old wood effect".

2c) Kremirane kosti također mogu sadržavati i C iz materijala koji je gorio uz njih (npr. vikinzi su preminule polijevali naftom prije spaljivanja; starije drvo je gorjelo u havariji kad je i čovjek/životinja stradao)

3. Neidentificiranog "reservoir effecta" – često uzrokovanom načinom prehrane. Primjer: uočene su razlike u starosti kostiju muževa i žena na jednom srednjevjekovnom groblju u Nizozemskoj i do 200 godina. Ovo je objašnjeno time da su se žene većinom hranile ribom, a muškarci kopnenim životinjama, te je razlika u godinama ustvari posljedica morskog "reservoir effecta". Prema tome, umjesto ljudskih kostiju pouzdaniji materijal bi bile kosti biljojeda.

Lokalni "reservoir effect" mogu stvoriti i vulkanske erupcije ili sumporni izvori koje mogu unijeti fosilni C u atmosferu i tako prividno "postarati" bilje i do 1000 godina (npr. vulkanske erupcija na otoku Santorini u Egejskom moru ili sumpornih izvori u Eifelu, zapadna Njemačka).

Jeste li našli koji od ovih primjera u slučaju predmeta koje ste naveli?

Nadam se da smo ovime malo bolje približili metodu datiranja 14C, ali i ukazali i na njenu pouzdanost.

Pozdrav,

Odgovorio: Andreja Sironić   .

<-- Povratak

 

Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija