Węgiel 14 to radioaktywny izotop węgla, który powstaje w stratosferze Ziemi, gdy neutrony promieniowania kosmicznego bombardują azot – 14 obecny w tych górnych warstwach atmosfery:
717N+ 01n → 614DO+ 11H
Jak pokazuje jego symbol powyżej, jego liczba masowa (ilość protonów i neutronów w jądrze) jest równa 14.
W końcu wchodzi w naturalny obieg węgla, ponieważ reaguje z tlenem w powietrzu, tworząc dwutlenek węgla (CO2). Gaz ten jest następnie włączany przez wszystkie istoty roślinne i zwierzęce. Warzywa przechodzą proces fotosyntezy, w którym absorbują dwutlenek węgla z węglem 14. Z drugiej strony ludzie i zwierzęta roślinożerne żywią się tymi roślinami, a także zawierają węgiel 14. Tymczasem mięsożercy żywią się zwierzętami roślinożernymi i ostatecznie są asymilowane przez wszystkie żywe istoty na wszystkich poziomach troficznych.
Ilość węgla 14 obecnego w atmosferze jest stała i wynosi około 14 dpm. sol-1, to dlatego, że prędkość, z jaką formuje się ten pierwiastek, jest tą samą prędkością, z jaką się rozpada.
Organizmy roślinne i zwierzęce pochłaniają węgiel 14 przez całe życie, a jego stężenie będzie wzrasta aż do ustalenia się równowagi, o której mowa powyżej, a masa węgla 14 staje się równa tej obecnej w atmosfera. Jednak, gdy umiera roślina, człowiek lub zwierzę, węgiel przestaje być wchłaniany i po prostu rozpada się.
Mając to na uwadze, naukowcy używają węgla 14 do określenia wieku skamieniałości zwierząt i roślin lub jakiegokolwiek przedmiotu, który jest ich produktem ubocznym, takiego jak kawałek drewna lub tkaniny.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Do określenia wieku skamieniałości stosuje się technikę datowania węglem 14, jak pokazano powyżej.
W tym celu okres półtrwania lub okres półrozpadu węgla 14, czyli czas, w którym połowa jego radioaktywnych jąder rozpada się, to znaczy czas, w którym próbka materiału radioaktywnego zostanie zmniejszona o połowę. Okres półtrwania węgla 14 wynosi około 5730 lat:
Krzywa rozpadu promieniotwórczego węgla 14
Rozważmy więc przykład, aby zobaczyć, jak określić wiek skamieniałości. Powiedzmy, że znaleziono skamieniałość zwierzęcia i po analizie stwierdzono, że zawiera ona 1,25 ppb węgla-14. Ma więc 12,5% zawartości węgla występującej w żywych organizmach. Oznacza to, że dane zwierzę zdechło i od tego czasu węgiel 14 zakończył trzy połowy życia, co daje w sumie17 190 lat.To wiek skamieniałości!
Technika datowania węglem 14 może być bezpiecznie stosowana tylko do obiektów, które mają od 100 do 40 000 lat. W przypadku datowania obiektów mających około 100 lat ilość emitowanego promieniowania będzie miała radiation maleje bardzo mało, a w przypadku obiektów mających ponad 40 000 lat emitowane promieniowanie będzie praktycznie równy zero.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Co to jest węgiel 14?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono-14.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
