Kohlenstoff14-Dating

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Im Labor müssen die Proben so bearbeitet und gereinigt werden, dass sich kein Material darauf befindet, das die Altersanzeige verfälschen könnte. Wenn ein Datum zitiert wird, sollte sich der Leser bewusst sein, dass ein nicht kalibriertes Datum, ein Begriff, der für Datumsangaben in Radiokarbonjahren verwendet wird, erheblich von der besten Schätzung des tatsächlichen Kalenderdatums abweichen kann Kohlenstoff14-Dating es verwendet den falschen Wert für die Halbwertszeit von 14 Cand, da keine Korrekturkalibrierung für die historische Variation von 14 C in der Atmosphäre im Laufe der Zeit angewendet wurde. Im Laufe der Zeit begannen jedoch Diskrepanzen Kohlenstoff14-Dating erscheinen zwischen der bekannten Chronologie der ältesten ägyptischen Dynastien und den Radiokarbondaten ägyptischer Artefakte. Sobald ein Lebewesen stirbt, Kohlenstoff14-Dating, der Dating-Prozess beginnt, Kohlenstoff14-Dating. Es wurden mehrere Papiere veröffentlicht, die die Kritik sowohl unterstützen als auch ablehnen. Von: Marshall Brain Aktualisiert: 31. März,

Was ist Radiocarbon-Dating??

Internet Explorer wird nicht mehr unterstützt. Versuchen Sie, einen anderen Browser wie Chrome oder Firefox herunterzuladen. Dein Geschenk wird verdoppelt! Arbeiten Sie mit uns zusammen, um mehr Menschen für Christus zu erreichen. Wenn Sie bereits ein Konto haben, melden Sie sich an. Wissenschaftler verwenden eine Technik namens radiometrische Datierung, um das Alter von Gesteinen, Fossilien und der Erde zu schätzen.

Viele Menschen glauben, dass radiometrische Datierungsmethoden bewiesen haben, dass die Erde Milliarden von Jahren alt ist. Mit unserem Fokus auf eine bestimmte Form der radiometrischen Datierung – die Kohlenstoffdatierung – werden wir sehen, dass die Kohlenstoffdatierung eine junge Erde stark unterstützt. Beachten Sie, dass, Kohlenstoff14-Dating, Entgegen einem weit verbreiteten Missverständnis wird die Kohlenstoffdatierung nicht verwendet, um Gesteine ​​mit einem Alter von Millionen von Jahren zu datieren. Bevor wir kommen Kohlenstoff14-Dating Um die Einzelheiten der Verwendung radiometrischer Datierungsmethoden zu erfahren, müssen wir einige vorläufige Konzepte aus der Chemie überprüfen.

Denken Sie daran, dass Atome die Grundbausteine ​​der Materie sind. Atome bestehen aus viel kleineren Teilchen, die Protonen, Neutronen und Elektronen genannt werden.

Kohlenstoff14-Dating und Neutronen bilden den zentralen Kern des Atoms, und Elektronen bilden Schalen um den Kern. Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt das Element, Kohlenstoff14-Dating. Zum Beispiel haben alle Kohlenstoffatome 6 Protonen, Kohlenstoff14-Dating, Alle Stickstoffatome haben 7 Protonen und alle Sauerstoffatome haben 8 Protonen.

Kohlenstoff14-Dating Die Anzahl der Neutronen im Kern kann bei jedem Atomtyp variieren. Ein Kohlenstoffatom könnte also sechs Neutronen oder sieben oder möglicherweise acht haben – aber es würde immer sechs Protonen haben. Die Abbildung unten zeigt die drei Isotope von Kohlenstoff. Es gibt zwei Hauptanwendungen für die radiometrische Datierung. Einer dient dazu, Fossilien, die einst lebende Dinge zu datieren, mithilfe der Kohlenstoffdatierung, und der andere dient der Datierung von Gesteinen und dem Alter der Erde mithilfe von Uran, Kalium und anderen radioaktiven Atomen.

Die Ordnungszahl entspricht der Anzahl der Protonen in einem Atom. Die Atommasse ist eine Kombination aus der Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern. Die Elektronen sind so viel leichter, dass sie nicht wesentlich zur Masse eines Atoms beitragen.

Kohlenstoff 14 C, auch als Radiokohlenstoff bezeichnet, gilt als zuverlässige Datierungsmethode zur Bestimmung des Alters von Fossilien von bis zu 50 bis 60 Jahren.

Wenn diese Behauptung wahr ist, ist der biblische Bericht über eine junge Erde von ungefähr 6 Jahren in Frage gestellt, Kohlenstoff14-Dating, seit 14 C sind Daten von Zehntausenden von Jahren üblich. Gott weiß genau, was er sagen wollte, und sein Verständnis der Wissenschaft ist unfehlbar, während unseres fehlbar ist. Wir sollten es also niemals für notwendig halten, Sein Wort zu ändern. Da die Bibel das inspirierte Wort Gottes ist, sollten wir die Gültigkeit der Standardinterpretation der Datierung von 14 C prüfen, indem wir mehrere Fragen stellen:, Kohlenstoff14-Dating.

Alle radiometrischen Datierungsmethoden verwenden wissenschaftliche Verfahren in der Gegenwart, um zu interpretieren, was in der Vergangenheit passiert ist.

Die verwendeten Verfahren stehen nicht unbedingt in Frage. Die Interpretation vergangener Ereignisse ist fraglich. Das säkulare evolutionäre Weltbild interpretiert das Universum und die Welt als Milliarden von Jahren. Die Bibel lehrt ein junges Universum und die Erde.

Welches Weltbild unterstützt die Wissenschaft?? Kann die Kohlenstoffdatierung helfen, das Rätsel zu lösen, welches Weltbild genauer ist?? Die Verwendung der Kohlenstoffdatierung wird oft missverstanden. Kohlenstoff wird hauptsächlich verwendet, um einst lebende Dinge organisches Material zu sein, Kohlenstoff14-Dating. Es kann nicht direkt verwendet werden, um Gesteine ​​zu datieren; es kann jedoch möglicherweise verwendet werden, um einige anorganische Materialien wie Diamanten zeitlich zu beschränken Diamanten könnten Kohlenstoff enthalten Wegen der schnellen Zerfallsrate von 14 C kann es nur Daten im Jahrtausendbereich und nicht Millionen angeben.

Es gibt drei verschiedene natürlich vorkommende Kohlenstoffisotope: 12 C, 13 C und 14 C. Kohlenstoff wird zur Datierung verwendet, da er instabil radioaktiv ist, während 12 C und 13 C stabil sind.

Radioaktiv bedeutet, dass 14 C zerfällt, im Laufe der Zeit Strahlung aussendet und zu einem anderen Element wird. Wenn 14 C ständig zerfällt, wird der Erde irgendwann 14 C . ausgehen? Die Antwort ist nein. Der Atmosphäre wird ständig Kohlenstoff zugeführt, Kohlenstoff14-Dating. Diese kosmischen Kohlenstoff14-Dating mit Atomen in der Atmosphäre kollidieren und diese zerfallen lassen. Neutronen, die von diesen fragmentierten Atomen stammen, kollidieren mit 14 N-Atomen die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff und wandeln sie in 14 C-Atome um das Neutron wird aufgenommen und ein Proton wird aus dem Kern herausgeschleudert.

Sobald 14 C produziert sind, Kohlenstoff14-Dating, es verbindet sich mit Sauerstoff in der Atmosphäre 12 C verhält sich wie 14 C und verbindet sich auch mit Sauerstoff zu Kohlendioxid CO 2. Weil CO 2 in Pflanzen eingebaut wird, was bedeutet, dass die Nahrung, die wir essen, 14 C enthält und 12 Call Lebewesen haben sollten Kohlenstoff14-Dating gleiches Verhältnis von 14 C und 12 C in ihnen wie in der Luft, die wir atmen.

Einmal Kohlenstoff14-Dating Ding stirbt, der Dating-Prozess beginnt. Solange ein Organismus lebt, nimmt er weiterhin 14 C auf; Wenn es jedoch stirbt, wird es aufhören, Kohlenstoff14-Dating. Da 14 C radioaktiv ist, zerfällt in 14 NKohlenstoff14-Dating, die Menge von 14 C in a Kohlenstoff14-Dating Organismus wird mit der Zeit immer weniger. Daher besteht ein Teil des Datierungsprozesses darin, die Menge an 14 C zu messen, die übrig bleibt, nachdem etwas verloren gegangen ist, zerfallen. Um das Dating tatsächlich durchführen zu können, müssen andere Dinge bekannt sein.

Zwei solcher Dinge umfassen die folgenden Fragen:. Die Zerfallsrate radioaktiver Elemente wird als Halbwertszeit beschrieben, Kohlenstoff14-Dating.

Die Halbwertszeit eines Atoms ist die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atome in einer Probe zerfällt. Die Halbwertszeit von 14 C beträgt 5, Kohlenstoff14-Dating, Jahre.

Zum Beispiel enthält ein Glas, das mit allen 14 C-Atomen zum Zeitpunkt Null beginnt, am Ende von 5 Jahren Halbwertszeit die Hälfte 14 C-Atome und die Hälfte 14 N-Atome. Am Ende von 11, Kohlenstoff14-Dating, Jahre zwei Halbwertszeiten enthält das Glas ein Viertel 14 C-Atome und drei Viertel 14 N-Atome.

Da die Halbwertszeit von 14 C bekannt ist Kohlenstoff14-Dating es zerfällt schnell, es bleibt nur noch die Ausgangsmenge von 14 C in einem Fossil zu bestimmen. Wenn Wissenschaftler die ursprüngliche Menge von 14 C in einer Kreatur kennen, als sie starb, können sie die aktuelle Menge messen und dann berechnen, wie viele Halbwertszeiten vergangen sind.

Da niemand da war, um die Menge von 14 C zu messen, wenn eine Kreatur starb, Kohlenstoff14-Dating, Wissenschaftler müssen eine Methode finden, um zu bestimmen, wie viel 14 C zerfallen ist. Dazu verwenden Wissenschaftler das Hauptisotop des Kohlenstoffs, den sogenannten Kohlenstoff 12 C . Da 12 C ein stabiles Kohlenstoffisotop ist, bleibt es konstant; die Menge von 14 C wird jedoch sinken, nachdem eine Kreatur gestorben ist. Alle Lebewesen nehmen Kohlenstoff auf Kohlenstoff14-Dating C und 12 C durch Essen und Atmen.

Daher ist das Verhältnis von 14 C zu 12 C in Lebewesen das gleiche wie in der Atmosphäre. Es stellt sich heraus, dass dieses Verhältnis etwa ein 14 C-Atom pro 1 Billion 12 C-Atome beträgt. Wissenschaftler können dieses Verhältnis verwenden, um die Ausgangsmenge von 14 C . zu bestimmen.

Wenn ein Organismus stirbt, Kohlenstoff14-Dating, dieses Verhältnis von 1 zu 1 Billion wird sich ändern. Die Menge von 12 C bleibt konstant, aber die Menge von 14 C wird immer weniger. Je kleiner das Verhältnis, desto länger ist der Organismus tot.

Die folgende Abbildung zeigt, wie das Alter anhand dieses Verhältnisses geschätzt wird. Eine kritische Annahme bei der Kohlenstoffdatierung hat mit diesem Verhältnis zu tun. Es wird angenommen, dass das Verhältnis von 14 C zu 12 C in der Atmosphäre immer gleich war wie heute 1 zu 1 Billion.

Wenn diese Annahme zutrifft, ist die Datierungsmethode AMS 14 C bis zu etwa 80 Jahren gültig. Jenseits dieser Zahl könnten die von den Wissenschaftlern verwendeten Instrumente nicht genügend verbleibendes 14 C erkennen, um für Altersschätzungen nützlich zu sein. Dies ist eine kritische Annahme im Dating-Prozess. Wenn diese Annahme nicht zutrifft, gibt die Methode falsche Daten an. Was könnte dazu führen, dass sich dieses Verhältnis ändert??

Wenn die Produktionsrate von 14 C Kohlenstoff14-Dating die atmosphäre ist Kohlenstoff14-Dating gleich der Abtragsrate meistens durch Zerfalldieses Verhältnis ändert sich. Wenn das nicht stimmt, Kohlenstoff14-Dating, das Verhältnis von 14 C zu 12 C ist keine Konstante, was es schwierig oder unmöglich machen würde, die Ausgangsmenge von 14 C in einer Probe genau zu bestimmen, Kohlenstoff14-Dating. Willard Libby, der Begründer der Kohlenstoffdatierungsmethode, nahm dieses Verhältnis als konstant an.

Seine Argumentation basierte auf einem Glauben an die Evolution, der davon ausgeht, dass Kohlenstoff14-Dating muss milliarden jahre alt sein. Annahmen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft sind extrem wichtig. Wenn die Ausgangsannahme falsch ist, können alle Berechnungen, die auf dieser Annahme basieren, richtig sein, aber dennoch eine falsche Schlussfolgerung ergeben. In Dr. Dies war eine beunruhigende Idee für Dr, Kohlenstoff14-Dating. Libby, seit er glaubte, die Welt sei Milliarden von Jahren alt und es sei genug Zeit vergangen, um ein Gleichgewicht zu erreichen.

Libby hat sich dafür entschieden Kohlenstoff14-Dating diese Diskrepanz im Nichtgleichgewichtszustand und er führte sie auf experimentelle Fehler zurück. jedoch, Kohlenstoff14-Dating, die Diskrepanz hat sich als sehr real herausgestellt. Was bedeutet das? Wenn es ungefähr dauert Kohlenstoff14-Dating, Jahre, um das Gleichgewicht zu erreichen und 14 C noch nicht im Gleichgewicht ist, dann ist die Erde vielleicht nicht sehr Kohlenstoff14-Dating. Andere Faktoren können die Produktionsrate von 14 C in der Atmosphäre beeinflussen.

Die Erde ist von einem Magnetfeld umgeben, das uns vor schädlicher Strahlung aus dem Weltraum schützt. Dieses Magnetfeld zerfällt und wird schwächer. Je stärker das Feld um die Erde ist, desto weniger kosmische Kohlenstoff14-Dating die die erreichen können Kohlenstoff14-Dating. Wenn die Produktionsrate von 14 C in der Atmosphäre in der Vergangenheit geringer war, werden die Daten mit den Kohlenstoff14-Dating Methode würde fälschlicherweise annehmen, dass mehr 14 C aus einer Probe zerfallen ist, als tatsächlich aufgetreten ist.

Dies würde dazu führen, dass ältere Daten als das wahre Alter angegeben werden.

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Die Entwicklung der Radiokarbon-Datierung hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf die Archäologie. Sie ermöglicht nicht nur eine genauere Datierung innerhalb archäologischer Stätten als frühere Methoden, sondern ermöglicht auch den Vergleich von Ereignisdaten über große Entfernungen.

Archäologiegeschichten bezeichnen ihre Auswirkungen oft als "Radiokarbon-Revolution". Die Radiokarbon-Datierung hat es ermöglicht, wichtige Übergänge in der Vorgeschichte zu datieren, wie das Ende der letzten Eiszeit und den Beginn der Jungsteinzeit und der Bronzezeit in verschiedenen Regionen.

In , begannen Martin Kamen und Samuel Ruben vom Radiation Laboratory in Berkeley Experimente, um zu bestimmen, ob eines der in organischen Stoffen verbreiteten Elemente Isotope mit einer Halbwertszeit hat, die lang genug ist, um in der biomedizinischen Forschung von Wert zu sein.

Sie synthetisierten 14 C mit dem Zyklotron-Beschleuniger des Labors und fanden bald heraus, dass die Halbwertszeit des Atoms viel länger war als bisher angenommen. Korff, damals am Franklin Institute in Philadelphia angestellt, dass die Wechselwirkung von thermischen Neutronen mit 14 N in der oberen Atmosphäre 14 C . erzeugen würde. Libby wechselte an die University of Chicago, wo er seine Arbeit zur Radiokarbon-Datierung begann. Er veröffentlichte eine Veröffentlichung, in der er vorschlug, dass der Kohlenstoff in lebender Materie sowohl 14 C als auch nicht-radioaktiven Kohlenstoff enthalten könnte.

Im Gegensatz dazu zeigte Methan, das aus Erdöl hergestellt wurde, aufgrund seines Alters keine Radiokohlenstoffaktivität. Die Ergebnisse wurden in einem Artikel in Science in zusammengefasst, in dem die Autoren kommentierten, dass ihre Ergebnisse implizierten, dass es möglich wäre, Materialien mit Kohlenstoff organischen Ursprungs zu datieren.

Libby und James Arnold testeten die Radiokarbon-Datierungstheorie, indem sie Proben mit bekanntem Alter analysierten. Zum Beispiel wurden zwei Proben aus den Gräbern zweier ägyptischer Könige, Zoser und Sneferu , die unabhängig auf BC plus oder minus 75 Jahre datiert wurden, durch Radiokohlenstoffmessung auf einen Durchschnitt von BC plus oder minus Jahre datiert. Diese Ergebnisse wurden im Dezember in Science veröffentlicht. In der Natur existiert Kohlenstoff in Form von drei Isotopen, zwei stabilen, nicht radioaktiven: Kohlenstoff 12 C und Kohlenstoff 13 C und radioaktiver Kohlenstoff 14 C , auch bekannt als „Radiokohlenstoff“.

Die Halbwertszeit von 14 C beträgt etwa 5 Jahre, bis die Hälfte einer bestimmten Menge von 14 C zerfallen ist produziert in der unteren Stratosphäre und oberen Troposphäre, hauptsächlich durch galaktische kosmische Strahlung und in geringerem Maße durch solare kosmische Strahlung.

wobei n ein Neutron darstellt und p ein Proton darstellt. Einmal produziert, verbindet sich das 14 C schnell mit dem Sauerstoff O in der Atmosphäre, um zunächst Kohlenmonoxid CO , [14] und schließlich Kohlendioxid CO 2 . zu bilden. Das dabei entstehende Kohlendioxid diffundiert in die Atmosphäre, wird im Ozean gelöst und über die Photosynthese von Pflanzen aufgenommen. Tiere fressen die Pflanzen, und letztendlich verteilt sich der Radiokohlenstoff in der gesamten Biosphäre. Das Verhältnis von 14 C zu 12 C beträgt ungefähr 1.

Die Gleichung für den radioaktiven Zerfall von 14 C lautet: [17]. Eine Pflanze oder ein Tier befindet sich während seines Lebens im Gleichgewicht mit seiner Umgebung, indem es entweder Kohlenstoff mit der Atmosphäre oder durch seine Nahrung austauscht. Es wird daher den gleichen Anteil von 14 C haben wie die Atmosphäre oder im Falle von Meerestieren oder -pflanzen mit dem Ozean. Sobald es stirbt, nimmt es kein 14 C mehr auf, aber das 14 C in seinem biologischen Material wird zu diesem Zeitpunkt weiter zerfallen, und so nimmt das Verhältnis von 14 C zu 12 C in seinen Überresten allmählich ab.

Da 14 C mit einer bekannten Rate zerfällt, kann der Anteil des Radiokohlenstoffs verwendet werden, um zu bestimmen, wie lange es her ist, dass eine bestimmte Probe den Kohlenstoffaustausch beendet hat – je älter die Probe, desto weniger 14 C bleibt übrig.

Die Gleichung für den Zerfall eines radioaktiven Isotops lautet: [5]. die durchschnittliche oder erwartete Zeit, die ein bestimmtes Atom überlebt, bevor es radioaktiv zerfällt. Die Messung von N , der Anzahl von 14 C-Atomen, die sich derzeit in der Probe befinden, ermöglicht die Berechnung von t , dem Alter der Probe, unter Verwendung der obigen Gleichung. Der derzeit akzeptierte Wert für die Halbwertszeit von 14 C beträgt 5, ± 40 Jahre.

Die obigen Berechnungen gehen von mehreren Annahmen aus, beispielsweise dass der 14 C-Wert in der Atmosphäre über die Zeit konstant geblieben ist. Die Berechnung des Radiokohlenstoffalters erfordert auch den Wert der Halbwertszeit für 14 C. In Libbys Aufsatz verwendete er einen Wert von ± 47 Jahren, basierend auf Forschungen von Engelkemeir et al. Die Radiokarbon-Alter werden immer noch anhand dieser Halbwertszeit berechnet und sind als "konventionelles Radiokarbon-Alter" bekannt. Da die Kalibrierungskurve IntCal auch die vergangene atmosphärische 14 C-Konzentration unter Verwendung dieses konventionellen Alters anzeigt, wird jedes konventionelle Alter, das mit der IntCal-Kurve kalibriert wird, ein korrektes kalibriertes Alter erzeugen.

Wenn ein Datum zitiert wird, sollte sich der Leser bewusst sein, dass ein nicht kalibriertes Datum, ein Begriff, der für Datumsangaben in Radiokarbonjahren verwendet wird, erheblich von der besten Schätzung des tatsächlichen Kalenderdatums abweichen kann, sowohl weil er den falschen Wert für die Halbwertszeit von 14 C , und weil keine Korrekturkalibrierung für die historische Variation von 14 C in der Atmosphäre im Laufe der Zeit vorgenommen wurde.

Kohlenstoff ist in der Atmosphäre, der Biosphäre und den Ozeanen verteilt; diese werden zusammenfassend als Kohlenstoff-Austausch-Reservoir bezeichnet, [32] und jede Komponente wird auch einzeln als Kohlenstoff-Austausch-Reservoir bezeichnet. Die verschiedenen Elemente des Kohlenstoffaustauschreservoirs unterscheiden sich darin, wie viel Kohlenstoff sie speichern und wie lange es dauert, bis sich das von der kosmischen Strahlung erzeugte 14 C vollständig mit ihnen vermischt hat. Dies beeinflusst das Verhältnis von 14 C zu 12 C in den verschiedenen Lagerstätten und damit das Radiokohlenstoff-Alter der Proben, die aus den einzelnen Lagerstätten stammen.

Es gibt mehrere andere mögliche Fehlerquellen, die berücksichtigt werden müssen. Es gibt vier allgemeine Arten von Fehlern:. Um die Genauigkeit der Methode zu überprüfen, wurden mehrere Artefakte getestet, die mit anderen Techniken datiert werden konnten; die Ergebnisse der Prüfung stimmten mit dem wahren Alter der Objekte überein.

Im Laufe der Zeit traten jedoch Diskrepanzen zwischen der bekannten Chronologie der ältesten ägyptischen Dynastien und den Radiokarbondaten ägyptischer Artefakte auf. Die Frage wurde durch die Untersuchung von Jahrringen gelöst: [38] [39] [40] Der Vergleich überlappender Jahrringreihen ermöglichte die Konstruktion einer kontinuierlichen Folge von Jahrringdaten, die sich über 8 Jahre erstreckte.

Kohle und Öl wurden im 19. Jahrhundert in großen Mengen verbrannt. Die Datierung eines Objekts aus dem frühen 20. Jahrhundert ergibt daher ein scheinbares Datum, das älter ist als das wahre Datum. Aus dem gleichen Grund liegen die 14 C-Konzentrationen in der Umgebung von Großstädten unter dem atmosphärischen Durchschnitt.

Dieser fossile Brennstoffeffekt, auch bekannt als Suess-Effekt, würde nach Hans Suess, der ihn zuerst berichtete, nur einer Verringerung von 0 . entsprechen. Ein viel größerer Effekt kommt von oberirdischen Atomtests, bei denen eine große Anzahl von Neutronen in die Atmosphäre freigesetzt wurde, was zur Bildung von 14 C . führte. Ungefähr bis zum Verbot von Atomtests in der Atmosphäre wurden schätzungsweise mehrere Tonnen 14 C erzeugt. Der Pegel ist seitdem gesunken, da dieser Bombenimpuls oder "Bombenkohlenstoff", wie er manchmal genannt wird, in den Rest des Reservoirs sickert.

Photosynthese ist der primäre Prozess, durch den Kohlenstoff aus der Atmosphäre in Lebewesen übergeht. In Photosynthesewegen wird 12 C etwas leichter absorbiert als 13 C , das wiederum leichter absorbiert wird als 14 C. Dieser Effekt wird als Isotopenfraktionierung bezeichnet. Bei marinen Organismen sind die Details der Photosynthesereaktionen weniger gut verstanden und die δ 13 C-Werte für marine photosynthetische Organismen sind temperaturabhängig. Bei höheren Temperaturen ist CO 2 in Wasser schlecht löslich, wodurch weniger CO 2 für die photosynthetischen Reaktionen zur Verfügung steht.

Unter diesen Bedingungen wird die Fraktionierung reduziert und bei Temperaturen über 14 °C sind die δ 13 C-Werte entsprechend höher, während bei niedrigeren Temperaturen CO 2 besser löslich und damit für Meeresorganismen besser verfügbar wird. Ein Tier, das Futter mit hohen 13 C-Werten frisst, hat einen höheren δ 13 C-Wert als ein Tier, das Futter mit niedrigeren δ 13 C-Werten frisst.

Die Anreicherung von 13 C in den Knochen impliziert auch, dass das ausgeschiedene Material im Vergleich zur Nahrung an 13 C aufgebraucht ist.

Der Kohlenstoffaustausch zwischen atmosphärischem CO 2 und Karbonat an der Meeresoberfläche unterliegt ebenfalls einer Fraktionierung, wobei sich 14 C in der Atmosphäre eher als 12 C im Ozean auflösen. Dieser Anstieg der 14 C-Konzentration hebt die Abnahme durch den Auftrieb von Wasser mit altem und damit 14 C -verarmtem Kohlenstoff aus der Tiefsee fast genau auf, so dass direkte Messungen der 14 C-Strahlung ähnlich sind wie Messungen im Rest von die Biosphäre.

Die Korrektur der Isotopenfraktionierung, wie sie bei allen Radiokarbondaten vorgenommen wird, um einen Vergleich zwischen den Ergebnissen aus verschiedenen Teilen der Biosphäre zu ermöglichen, ergibt ein scheinbares Alter von etwa Jahren für das Meeresoberflächenwasser. Das CO 2 in der Atmosphäre gelangt in den Ozean, indem es sich im Oberflächenwasser als Karbonat- und Bikarbonat-Ionen auflöst; gleichzeitig kehren die Karbonationen des Wassers als CO 2 . in die Luft zurück.

Die tiefsten Teile des Ozeans vermischen sich sehr langsam mit dem Oberflächenwasser und die Vermischung ist ungleichmäßig. Der Hauptmechanismus, der Tiefenwasser an die Oberfläche bringt, ist der Auftrieb, der in Regionen näher am Äquator häufiger vorkommt.

Der Auftrieb wird auch von Faktoren wie der Topographie des lokalen Meeresbodens und der Küstenlinien, dem Klima und Windmustern beeinflusst. Insgesamt dauert die Vermischung von Tiefen- und Oberflächenwasser weitaus länger als die Vermischung von atmosphärischem CO 2 mit dem Oberflächenwasser, weshalb Wasser aus einigen Tiefseegebieten ein scheinbares Radiokarbon-Alter von mehreren tausend Jahren aufweist.

Upwelling vermischt dieses "alte" Wasser mit dem Oberflächenwasser, wodurch das Oberflächenwasser nach der Fraktionierungskorrektur ein scheinbares Alter von etwa mehreren hundert Jahren erhält. Die nördlichen und südlichen Hemisphären haben atmosphärische Zirkulationssysteme, die voneinander so unabhängig sind, dass eine merkliche Zeitverzögerung zwischen den beiden auftritt.

Da der Oberflächenozean durch den marinen Effekt an 14 C erschöpft ist, wird 14 C schneller aus der südlichen Atmosphäre entfernt als im Norden. Zum Beispiel nehmen Flüsse, die über Kalkstein fließen, der hauptsächlich aus Kalziumkarbonat besteht, Karbonationen auf.

In ähnlicher Weise kann Grundwasser Kohlenstoff enthalten, der aus den Gesteinen stammt, durch die es geströmt ist. Vulkanausbrüche schleudern große Mengen Kohlenstoff in die Luft. Auch ruhende Vulkane können gealterten Kohlenstoff emittieren. Jede Zugabe von Kohlenstoff zu einer Probe eines anderen Alters führt dazu, dass das gemessene Datum ungenau ist. Eine Kontamination mit modernem Kohlenstoff lässt eine Probe jünger erscheinen, als sie tatsächlich ist: Bei älteren Proben ist der Effekt größer.

Proben zur Datierung müssen in eine für die Messung des 14 C-Gehalts geeignete Form gebracht werden; dies kann die Umwandlung in gasförmige, flüssige oder feste Form bedeuten, je nach zu verwendender Messtechnik. Zuvor muss die Probe von Verunreinigungen und unerwünschten Bestandteilen befreit werden.

Insbesondere bei älteren Proben kann es sinnvoll sein, den 14 C-Anteil in der Probe vor dem Testen anzureichern. Dies kann mit einer Thermodiffusionssäule erfolgen. Nach Beseitigung der Kontamination müssen die Proben in eine für die zu verwendende Messtechnik geeignete Form gebracht werden. Für die Beschleuniger-Massenspektrometrie sind feste Graphit-Targets am gebräuchlichsten, obwohl auch gasförmiges CO 2 verwendet werden kann.

Die für die Prüfung benötigte Materialmenge hängt von der Art der Probe und der verwendeten Technologie ab. Es gibt zwei Arten von Testtechnologien: Detektoren, die Radioaktivität aufzeichnen, sogenannte Beta-Zähler, und Beschleuniger-Massenspektrometer. Bei Betazählern eine Probe mit einem Gewicht von mindestens 10 Gramm 0. Nachdem Libby jahrzehntelang die ersten Radiokarbon-Datierungsexperimente durchgeführt hatte, bestand die einzige Möglichkeit, das 14 C in einer Probe zu messen, darin, den radioaktiven Zerfall einzelner Kohlenstoffatome zu detektieren.

Libbys erster Detektor war ein Geigerzähler seines eigenen Designs. Er wandelte den Kohlenstoff in seiner Probe in lampenschwarzen Ruß um und beschichtete damit die Innenfläche eines Zylinders. Dieser Zylinder wurde so in den Zähler eingesetzt, dass sich der Zähldraht im Probenzylinder befand, damit sich kein Material zwischen Probe und Draht befinden sollte.

Libbys Methode wurde bald durch gasproportionale Zähler ersetzt, die weniger durch Bombenkohlenstoff beeinflusst wurden, das zusätzliche 14 C, das durch Atomwaffentests erzeugt wurde. Diese Zähler zeichnen Ionisationsstöße auf, die durch die Beta-Teilchen verursacht werden, die von den zerfallenden 14 C-Atomen emittiert werden; die Bursts sind proportional zur Energie des Teilchens, sodass andere Ionisationsquellen wie Hintergrundstrahlung identifiziert und ignoriert werden können.

Die Theken sind mit Blei- oder Stahlabschirmungen umgeben, um Hintergrundstrahlung zu eliminieren und das Einfallen kosmischer Strahlung zu reduzieren. Darüber hinaus werden Antikoinzidenzdetektoren verwendet; diese Aufzeichnungsereignisse außerhalb des Zählers und jedes Ereignis, das gleichzeitig innerhalb und außerhalb des Zählers aufgezeichnet wird, wird als Fremdereignis betrachtet und ignoriert.

Die andere gebräuchliche Technologie zur Messung der 14 C-Aktivität ist die Flüssigszintillationszählung, die in erfunden wurde, aber bis in die frühen s warten musste, als effiziente Methoden der Benzolsynthese entwickelt wurden, um mit der Gaszählung konkurrenzfähig zu werden; nachdem Flüssigkeitszähler die gängigere Technologie für neu gebaute Datierungslabore geworden sind.

Die Zähler arbeiten, indem sie Lichtblitze erkennen, die von Beta-Partikeln verursacht werden, die von 14 C emittiert werden, wenn sie mit einem fluoreszierenden Mittel interagieren, das dem Benzol zugesetzt wird.

Wie Gaszähler erfordern Flüssigkeitsszintillationszähler Abschirmungs- und Antikoinzidenzzähler. Sowohl beim Gasproportionalzähler als auch beim Flüssigkeitsszintillationszähler wird die Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum detektierten Beta-Partikel gemessen. Jedes Messgerät wird auch verwendet, um die Aktivität einer Blindprobe zu messen – einer Probe, die aus Kohlenstoff hergestellt wurde, der alt genug ist, um keine Aktivität zu haben.

Dies liefert einen Wert für die Hintergrundstrahlung, der von der gemessenen Aktivität der zu datierenden Probe abgezogen werden muss, um die Aktivität zu erhalten, die ausschließlich auf die 14 C . dieser Probe zurückzuführen ist. Zusätzlich wird eine Probe mit einer Standardaktivität gemessen, um eine Vergleichsbasis zu liefern.

Die Ionen werden beschleunigt und durch einen Stripper geleitet, der mehrere Elektronen entfernt, sodass die Ionen mit positiver Ladung austreten. Ein Teilchendetektor zeichnet dann die Anzahl der im 14 C-Strom detektierten Ionen auf, aber da das zur Kalibrierung benötigte Volumen von 12 C und 13 C zu groß ist, um einzelne Ionen zu detektieren, werden die Zählungen durch Messung des elektrischen Stroms bestimmt, der in einem Faraday erzeugt wird Tasse.

Jedes 14 C-Signal von der Hintergrundblindprobe der Maschine wird wahrscheinlich entweder durch Ionenstrahlen verursacht, die nicht dem erwarteten Weg innerhalb des Detektors gefolgt sind, oder durch Kohlenstoffhydride wie 12 CH 2 oder 13 CH. Ein 14 C-Signal aus dem Prozessleerwert misst die Menge der während der Probenvorbereitung eingebrachten Kontamination. Diese Messungen fließen in die anschließende Berechnung des Alters der Probe ein.

Die Berechnungen der durchgeführten Messungen hängen von der verwendeten Technologie ab, da Betazähler die Radioaktivität der Probe messen, während AMS das Verhältnis der drei verschiedenen Kohlenstoffisotope in der Probe bestimmt. Nach etwa 50 Jahren ist jedoch so wenig Kohlenstoff im Exemplar vorhanden, dass es sehr schwer, fast unmöglich ist, sein Alter zu berechnen. Van Der Merwe Libby führte viele Tests mit Gegenständen durch, bei denen das Alter bekannt oder auf andere Weise geschätzt wurde.

Seine Testergebnisse kamen ziemlich nahe, innerhalb von plus oder minus ein paar hundert Jahren. Im Labor müssen die Proben so bearbeitet und gereinigt werden, dass sich kein Material darauf befindet, das die Altersanzeige verfälschen könnte.

Anschließend wird die Probe verbrannt und durchläuft ein völlig steriles Vakuumsystem als Kohlendioxidgas. Das Gas wird dann weiteren Reinigungsverfahren unterzogen. Danach wird das Gas in einem durch Quecksilber und Blei isolierten Rohr gespeichert, um die Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung der Probe durch Strahlung aus der Atmosphäre zu minimieren.

Wenn ein Kohlenstoffatom zerfällt, erkennen feine Instrumente die Aktion, ein Licht blinkt auf einem Bedienfeld und ein Zähler zeichnet die Anzahl der zerfallenden Atome auf.

Mit dieser Methode kann der Wissenschaftler verfolgen, wie viele Atome sich pro Minute und Sekunde zersetzen. Das hört sich toll an! Wir sind jetzt in der Lage, alles zu datieren, was wir wollen, sogar das Etwas hinten im Kühlschrank, und wissen, wie alt es in ein paar hundert Jahren ist, aber gibt es Probleme mit der Kohlenstoffdatierungsmethode?? Leider gibt es. Um zu wissen, wie lange sich eine Probe radioaktiven Materials zersetzt hat, müssen drei Variablen definiert werden, wie viel von der Probe wir noch haben, wie viel Halbwertszeit die Probe hat und mit wie viel Probe wir begonnen haben.

Für die Kohlenstoffdatierung haben wir bereits experimentell die verbleibende Kohlenstoffmenge gemessen, und Libby hat bereits die Halbwertszeit von Kohlenstoff mit einer akzeptablen Genauigkeit gemessen, jedoch wie viel Kohlenstoff zum Zeitpunkt des Todes in der Probe enthalten war. Die Kohlenstoffmenge in einem organischen Körper ist konstant mit der Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre. Daher enthalten die Exemplare die gleiche Menge Kohlenstoff wie die übrige Atmosphäre zu der Zeit, als die Exemplare lebten.

Wenn wir jedoch die Menge an Kohlenstoff in der Atmosphäre messen könnten, als sie lebten, würden wir zu dieser Zeit leben und es gäbe keinen Grund für eine Datierung. Wir wissen mit Sicherheit, dass die Menge an Kohlenstoff in der Atmosphäre im letzten Jahrhundert nicht gleich geblieben ist. Ein neuer Beweis dafür wäre die industrielle Revolution. Fabriken stoßen riesige Mengen Kohlenstoff aus, und während dieser Zeit stieg die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre deutlich an. Glücklicherweise war Libby ein kluger Kerl und hat diese Diskrepanz berücksichtigt.

Er maß die Menge an Kohlenstoff in den inneren Schichten von Bäumen, die älter waren als die industrielle Revolution. Er konnte den Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre vor der industriellen Revolution berechnen und seine Gleichung entsprechend anpassen.

Libby ging dann jedoch davon aus, dass der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre bis zur industriellen Revolution sehr lange relativ konstant war. Kann das als richtig angenommen werden?? In der Atmosphäre nimmt die Menge des im Laufe der Zeit zerfallenden Kohlenstoffs mit der höheren Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre zu. Schließlich würde die Reaktion ein gewisses Gleichgewicht erreichen und die Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre würde konstant bleiben.

Wissenschaftler haben berechnet, dass die Menge an Kohlenstoff in der Atmosphäre 30 Jahre nach Beginn der Reaktion stabil sein wird. Die Reaktion muss mit der Entstehung der Erde begonnen haben, und somit würde die Reaktion ein Gleichgewicht erreichen, nachdem die Erde 30 Jahre alt war.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Erde viele Millionen Jahre alt ist, jedoch hat niemand gelebt, als die Erde entstand, und niemand hat konkrete Beweise dafür, wann die Erde entstanden ist, und daher kann niemand genau sagen, wie alt sie ist.

Heute ist die Produktionsrate von Kohlenstoff höher als die Desintegrationsrate. Dies scheint auf eine Reaktion hinzuweisen, die noch nicht im Gleichgewicht ist.

Diese Ergebnisse lagen innerhalb seiner Fehlergrenzen und wurden daher ignoriert. Zum Beispiel ergaben Knochen eines Säbelzahntigers, der theoretisch zwischen , und einer Million Jahre alt war, ein Kohlenstoffdatum von 28, Jahren. Der wichtigste moderne Standard, der von Radiokarbon-Datierungslabors verwendet wurde, war die Oxalsäure I, die vom National Institute of Standards and Technology in Maryland erhalten wurde. Diese Oxalsäure wurde aus Zuckerrüben gewonnen. Als die Vorräte an Oxalsäure I fast vollständig aufgebraucht waren, wurde ein weiterer Standard aus einer Ernte französischer Rübenmelasse hergestellt.

Der neue Standard Oxalic Acid II hat nachweislich nur einen geringen Unterschied zu Oxalic Acid I in Bezug auf den Radiokohlenstoffgehalt. Im Laufe der Jahre wurden andere sekundäre Radiokarbonstandards erstellt. Die Radiokohlenstoffaktivität von Materialien im Hintergrund wird auch bestimmt, um ihren Beitrag aus den Ergebnissen einer Probenanalyse zu entfernen. Die analysierten Hintergrundproben sind in der Regel geologischen Ursprungs mit unendlichem Alter wie Kohle, Braunkohle und Kalkstein.

Eine Radiokarbon-Messung wird als konventionelles Radiokarbon-Alter-CRA bezeichnet. Die CRA-Konventionen umfassen die Verwendung der Libby-Halbwertszeit, b die Verwendung von Oxalsäure I oder II oder eines geeigneten Sekundärstandards als moderner Radiokohlenstoffstandard, c Korrektur der Probenisotopenfraktionierung auf einen normalisierten oder Basiswert von Diese Werte wurden abgeleitet durch statistische Mittel.

Der amerikanische Physikochemiker Willard Libby leitete in der Nachkriegszeit ein Team von Wissenschaftlern, um eine Methode zur Messung der Radiokohlenstoffaktivität zu entwickeln. Ihm wird zugeschrieben, dass er der erste Wissenschaftler war, der vermutete, dass das instabile Kohlenstoffisotop namens Radiokohlenstoff oder Kohlenstoff 14 in lebender Materie vorkommen könnte. Libby und sein Wissenschaftlerteam konnten eine Zusammenfassung des ersten Nachweises von Radiokohlenstoff in einer organischen Probe veröffentlichen. Es war auch Herr. In , Herr. Libby erhielt den Nobelpreis für Chemie in Anerkennung seiner Bemühungen um die Entwicklung der Radiokohlenstoffdatierung.

Nationale historische chemische Wahrzeichen der American Chemical Society. Entdeckung der Radiokarbon-Datierung, abgerufen am 31. Oktober,