|
 |
|
Možete li mi objasniti kako se zaprvao mjeri starost (npr. mumije) pomoču izotopa ili atoma ugljika?
|
|
Ime i prezime:
Ivan Paštrović
kangaro_bu@hotmail.com
|
 |
 |
Datiranje uzoraka pomoću radioaktivnog ugljika-14 temelji se na činjenici da je njegov udio u ukupnom zemaljskom ugljiku ugrubo stalan. Razlog tomu je što taj izotop, osim što se raspada, kao i sve što je radioaktivno, u Zemljinoj atmosferi i nastaje, i to nuklearnom reakcijom jezgre dušika-14 (najčešći izotop dušika) s neutronom:
1n + 14N → 14C + 1p
Izvor tih neutrona je Sunce, ali u moderna vremena priličan rusvaj proizveli su ljudi s nuklearnim bombama tako da je za očekivati da će kroz nekoliko tisuća godina, bude li kakve napredne civilizacije, postojati nekakva anomalija s uzorcima koji su pod zemljom završili iza četrdesetih.
Nakon što atom dušika prijeđe u atom ugljika, molekula dušika kojoj je jedan atom transmutiran reagira s kisikom iz atmosfere dajući ugljikov i dušik ili neki njegov oksid. Potonji nam nije zanimljiv, a prvi, zajedno s dioksidima ugljika-12 i ugljika-13, preko fotosinteze ulazi u kruženje ugljika u prirodi odnosno u biosferu kao osnovni građevni element. Poradi toga će i biljke za života imati približno isti udio ugljika-14. Kako životinje jedu biljke ili druge životinje, koje opet jedu biljke, ispada da će i životinje imati isti udio ugljika-14 kao i biljke.
No, tomu je tako samo dok su žive. Jednom kad živo biće umre, njegov metabolizam se gasi i slijedi mu razlaganje. Većina žive mase tako se vraća nazad u živi svijet, ali ponešto završi i u fosilima. Kako su fosili mrtvi, njihova izmjena tvari, a onda i ugljika ugrubo je nikakva pa će s vremenom udio ugljika-14 opadati slijedeći kinetiku radioaktivnog raspada:
N(14C) = N0(14C)·e-λ·t
Jednostavnije se može reći (što iz zakona radioaktivnog raspada i slijedi) da se raspada tako da nakon nekog vremena (za ugljik-14 je to 5730 godina) ostane samo polovica početne količine tvari. Nakon još jednog takvog razdoblja od polovice će opet ostati polovica itd. Poradi toga, znamo li koliki je udio ugljika-14 u nekom uzorku, možemo izračunati i koliko je vremena prošlo od smrti tog živog bića (ili nastanka predmeta). Sve što treba je skupiti nešto ugljika iz uzorka i odrediti radioaktivnost istog te izračunati udio ugljika-14, a onda i starost uzorka.
Stvarnost je, naravno, kompliciranija. Za početak, s uzorcima treba biti vrlo oprezan kako ne bi došlo do kontaminacije "modernim" organskim tvarima. Zatim, treba nekako ugljik izolirati i prevesti ga u nešto na čemu će se lako mjeriti aktivnost. Kad se mjerenje konačno obavi, evo novih problema. S jedne strane, datiranje pomoću ugljika-14 daje dobre rezultate samo za uzorke koji nisu stariji od šezdesetak tisuća godina, što znači da starost većine paleontološkog materijala treba tom metodom nije moguće odrediti. S druge, koncentracija ugljika-14 u biosferi nije stalna ni vremenski ni geografski. Postoji niz faktora koji utječu na distribuciju tog izotopa, a najbitniji su narav Sunca i Zemljino magnetsko polje. Dok se za Sunce još može reći da kroz zadnjih nekoliko desetaka tisuća godina sije istom žestinom, Zemljino magnetsko polje ovisi o sastavu kore, a k tomu i polovi pomalo šaraju (i do nekoliko desetaka kilometara godišnje) pa protok nabijenih čestica na nekoj lokaciji nužno varira s vremenom.
Kako se rješavaju pojedini problemi, nije mi poznato, ali očito je da se mogu riješiti, kad se metoda uredno koristi, a rezultati smatraju pouzdanima. Ako te zanimaju detalji, javi se ponovno, a ako ti je i ovo previše, pogledaj jedan stariji, znatno jezgrovitiji odgovor.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
