شارك
الرئيسيةما هو الكربون 14؟
يعد الكربون 14، النظير المشع الأطول عمراً للكربون، والذي يسمح تحلله بالتأريخ الدقيق للمستحاثات، حيث تُستخدم قياسات كمية الكربون 14 الموجودة في عينة مستحاثية بتقدير عمرها.
من الذي اخترع طريقة التأريخ بالكربون؟
طور العالم ويلارد ليبي في عام 1946، طريقة لتأريخ المواد العضوية عن طريق قياس محتواها من الكربون 14، وهو نظير مشع للكربون الشائع (الكربون 12).
أين يوجد الكربون 14؟
تمتص جميع الكائنات الحية الكربون من الغلاف الجوي، بما في ذلك كمية من الكربون 14 المشع. يوجد الكربون 14 في ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي، لأن إنتاجه يتم باستمرار عن طريق التصادم بين ذرات النيتروجين والأشعة الكونية.
ما هي المدة التي يستغرقها الكربون 14 ليتحلل تماماً؟
يستغرق الكربون 14 نحو 5730 عاماً لكي يتحلل (نصف عمره)، في حين أن النظائر الأخرى للكربون تستغرق دقائق أو ساعات فقط لكي تتحلل، إلا أن نصف كمية الكربون 14 لمادة معينة تختفي بعد 5730 عاماً، بعد أن يتحول إلى نيتروجين 14. جعل نصف العمر الطويل هذا النظير لا يقدر بثمن بالنسبة لعلماء الآثار كأداة لتحديد عمر المادة العضوية، سواء كانت نباتية أو حيوانية، وذلك لأن كل الكائنات العضوية تعتمد على الكربون كهيكل أساسي في بنيتها.
هل الكربون 14 ضار بالبشر؟
يعتبر الكربون 14 مصدراً لانبعاث أشعة بيتا منخفضة الطاقة، والكميات الكبيرة من هذا النظير لا تشكل سوى خطراً ضئيلاً للأشخاص المعرضين له. يخترق إشعاع بيتا بالكاد الطبقة الخارجية الواقية من جلد الجسم. لكن يجب التعامل مع مركبات الكربون 14 باستخدام القفازات، وفي بعض الحالات الخاصة، باستخدام قفازات مزدوجة للحماية.
كيف يتم التأريخ بالكربون 14؟
يتحلل الكربون 14 غير المستقر تدريجياً إلى الكربون 12 بمعدل ثابت، وهذا هو مفتاح التأريخ بالكربون المشع. يقيس العلماء نسبة نظائر الكربون ليتمكنوا من تقدير المدى الزمني الذي كانت فيه العينة البيولوجية نشطة أو حية. بمجرد موت الكائن الحي، يتوقف عن امتصاص الكربون الجديد، لكن نسبة الكربون 12 إلى الكربون 14 في لحظة الوفاة هي نفسها لدى أي كائن حي آخر، لكن الكربون 14 بعد الوفاة يتحلل ولا يتم استبداله.
بالنظر إلى نسبة الكربون 12 إلى الكربون 14 في العينة ومقارنتها مع النسبة الموجودة في كائن حي، فمن الممكن تحديد عمر عينة كائن حي مستحاثية أو قديمة بدقة إلى حد ما.
وذلك بتطبيق المعادلة التالية:
t = [ln (Nf / No) / (-0.693)] x t1 / 2
حيث ln هو اللوغاريتم الطبيعي، N f / N o هي النسبة المئوية للكربون 14 في العينة مقارنة بكمية الأنسجة الحية، و t 1/2 هو نصف عمر الكربون 14 (5730 عاماً)، والرقم -0.693 ثابت.
لذا، إن كانت هناك مستحاثة تحتوي على 10٪ كربون 14 مقارنة بعينة حية، فإن تلك المستحاثة سيكون عمرها:
t = [ ln (0.10) / (-0.693) ] x 5,730
عاماً t=19,038