Koolstof 14 is een radioactieve isotoop van koolstof die wordt gevormd in de stratosfeer van de aarde wanneer neutronen van kosmische straling stikstof bombarderen - 14 aanwezig in deze bovenste lagen van de atmosfeer:
717N+ 01n → 614Ç+ 11H
Zoals het symbool hierboven laat zien, is het massagetal (de hoeveelheid protonen en neutronen in de kern) gelijk aan 14.
Het komt terecht in de natuurlijke koolstofcyclus, omdat het reageert met zuurstof in de lucht en koolstofdioxide (CO .) vormt2). Dit gas wordt vervolgens opgenomen door alle plantaardige en dierlijke wezens. Groenten voeren het fotosyntheseproces uit, waarbij ze koolstofdioxide opnemen met koolstof 14. Mensen en plantenetende dieren daarentegen voeden zich met deze planten en nemen ook koolstof 14 op. Ondertussen voeden carnivoren zich met plantenetende dieren en uiteindelijk wordt het geassimileerd door alle levende wezens van alle trofische niveaus.
De hoeveelheid koolstof 14 in de atmosfeer is constant, gelijk aan ongeveer 14 dpm. g
-1, dit omdat de snelheid waarmee dit element zich vormt, is dezelfde snelheid waarmee het uiteenvalt.Plantaardige en dierlijke organismen absorberen koolstof 14 gedurende hun hele leven, en de concentratie ervan zal toenemen totdat het hierboven genoemde evenwicht is bereikt en de massahoeveelheid koolstof 14 gelijk wordt aan die aanwezig in de atmosfeer. Wanneer echter de plant, de mens of het dier sterft, wordt de koolstof niet meer opgenomen en valt deze gewoon uiteen.
Met dat in gedachten gebruiken wetenschappers koolstof 14 om de ouderdom te bepalen van fossielen van dieren en planten of van elk object dat daarvan een bijproduct is, zoals een stuk hout of stof.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
De koolstof-14-dateringstechniek wordt gebruikt om de leeftijd van een fossiel te bepalen, zoals hierboven weergegeven.
Hiervoor is de halfwaardetijd of semi-desintegratieperiode koolstof 14, wat de tijd is die nodig is om de helft van zijn radioactieve kernen te desintegreren, dat wil zeggen, de tijd die nodig is om het monster van radioactief materiaal met de helft te verminderen. De halfwaardetijd van koolstof 14 is ongeveer 5730 jaar:
Koolstof 14 radioactief vervalcurve
Overweeg dus een voorbeeld om te zien hoe je de ouderdom van fossielen kunt bepalen. Stel dat er een fossiel van een dier wordt gevonden en na analyse blijkt dat het een koolstof-14-gehalte van 1,25 ppb heeft. Het heeft dus 12,5% van het koolstofgehalte in levende wezens. Dit betekent dat het dier in kwestie is overleden en dat koolstof 14 sindsdien drie halveringstijden heeft voltooid, wat een totaal van geeft17 190 jaar.Dat is de leeftijd van het fossiel!
De koolstof-14-dateringstechniek kan alleen veilig worden toegepast op objecten die tussen 100 en 40.000 jaar oud zijn. In het geval van datering van objecten van ongeveer 100 jaar oud, zal de hoeveelheid uitgestraalde straling zeer weinig afnemen, en in het geval van objecten ouder dan 40.000 jaar zal de uitgezonden straling praktisch zijn gelijk aan nul.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Wat is koolstof 14?"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono-14.htm. Betreden op 28 juni 2021.