WRÓC TYMCZASOWO NA STARĄ STRONĘ
POZNAŃSKIEGO LABORATORIUM RADIOWĘGLOWEGO

Datowanie radiowęglowe

Aparatura w Poznańskim Laboratorium Radiowęglowym (PLR)

Izotop węgla C14 jest szeroko stosowany w datowaniu utworów geologicznych i obiektów archeologicznych. Znajduje  również zastosowanie w badaniach środowiska współczesnego i zmian środowiska w przeszłości.

Datowanie radiowęglowe

Wiek radiowęglowy
Konwencjonalny wiek radiowęglowy jest określany dzięki porównaniu stosunku 14C/12C w badanej próbce i w standardzie współczesnej biosfery

Dzięki asymilacji z atmosfery, koncentracja 14C w żyjących organizmach lądowych jest stała (Ro). Po obumarciu organizmu, ubytek 14C spowodowany rozpadem promieniotwórczym nie jest dłużej równoważony przez asymilację, i ilość 14C zaczyna maleć.
Porównanie stosunków 14C/12C w próbce obumarłej materii organicznej (Rm) i w atmosferze pozwala na określenie wieku radiowęglowego. Jest to długość czasu, jaki upłynął od momentu obumarcia organizmu do chwili pomiaru.

Zmiany koncentracji 14C w przeszłości

Zmiany koncentracji 14C na przestrzeni czasu
W ciągu ostatnich 50 tysięcy lat koncentracja 14C w atmosferze zazwyczaj była większa niż w standardzie i wiek radiowęglowy prawie zawsze jest młodszy od kalendarzowego wieku próbki

Wiek radiowęglowy określa się zakładając, że początkowa koncentracja 14C (tj. koncentracja w momencie obumarcia organizmu) była taka jak w standardzie współczesnej biosfery (z uwzględnieniem poprawki na frakcjonowanie izotopowe). Jest to równoważne założeniu, że koncentracja 14C w atmosferze była zawsze taka sama. Założenie to nie jest jednak spełnione. Określenie związku między wiekiem radiowęglowym a kalendarzowym jest przedmiotem kalibracji radiowęglowej skali czasu.

Kalibracja radiowęglowej skali czasu

Krzywa kalibracyjna
Przykład kalibracji wieku radiowęglowego. Dacie radiowęglowej 300 BP odpowiadają dwie wartości wieku kalendarzowego: 1530calAD i 1620calAD. Uwzględnienie niepewności wieku radiowęglowego pozwala określić rozkład prawdopodobieństwa wieku kalendarzowego

Precyzyjne datowania 14C próbek o dokładnie znanym wieku kalendarzowym (głównie rocznych przyrostów drzew, rocznych przyrostów osadów morskich i jeziornych, korali) umożliwiły skonstruowanie krzywej kalibracyjnej 14C. Pozwala ona na odczytanie wieku kalendarzowego jeżeli znany jest wiek radiowęglowy. Tak odczytany wiek wyrażany jest w latach „cal BP”, „cal BC” lub „cal AD”. Niestety, wynik kalibracji nie zawsze jest jednoznaczny (patrz rysunek obok). Oprogramowanie do kalibracji dat radiowęglowych można znaleźć na przykład w witrynie Laboratorium 14C w Oxfordzie.

Znajomość krzywej kalibracyjnej równoważna jest znajomości zmian koncentracji 14C w atmosferze w przeszłości. Koncentracja jest wyrażona w formie D14C, tj. względnej odchyłki od koncentracji w standardzie współczesnej biosfery. Zmiany tej koncentracji są spowodowane czynnikami geofizycznymi (pole magnetyczne Ziemi, cyrkulacja wód w oceanie światowym) i astrofizycznymi (aktywność Słońca). Między innymi, zmiany koncentracji 14C dają informacje o wahaniach aktywności Słońca w przeszłości.

Wszystkie laboratoria na świecie wykonujące pomiary 14C są zarejestrowane, a badacze radiowęgla tworzą nieformalną organizację wokół czasopisma „Radiocarbon” – International Journal of Cosmogenic Isotope Research.

Zobacz również:
frakcjonowanie izotopowe, kalibracja radiowęglowej skali czasu, efekt rezerwuarowy