Kohlenstoff-14 mit Alter Texte
Oft gibt es Berichte über das Alter eines historischen Gebäudes oder das Alter eines bei archäologischen Ausgrabungen gefundenen Holzwerkzeugs oder das Alter einer gefundenen Mumie. Sie sollen beispielsweise zweitausend oder fünftausend Jahre alt sein. Wissenschaftler und Archäologen verwenden für solche Altersberechnungen die Carbon-14-Methode. Mit dieser Methode wird das Alter eines gefundenen oder untersuchten Objekts bis zu durchschnittlich fünfzigtausend Jahren bestimmt. Diese Methode wird auch verwendet, um das Alter von Objekten zu bestimmen, die kürzlich verwendet wurden, z. B. menschlicher Knochen, Kleidung, Holz und Pflanzenfasern.
Viele kosmische Strahlen treten in die Atmosphäre ein, die die Welt jeden Tag atmosphärisch umgibt. Beispielsweise ist ein Mensch in einer Stunde etwa einer halben Million kosmischen Strahlen ausgesetzt. Kosmische Strahlung wird hauptsächlich durch Atome gebildet, die in der Atmosphäre kollidieren. Diese Stöße treten mit Stickstoffatomen in energetischen Neutronen auf. Während der Neutronenkollision wird ein Stickstoff-14-Atom (7-Proton und 7-Neutron) in ein Kohlenstoff-14-Atom (6-Proton und 8-Neutron) und ein Wasserstoffatom (1-Proton und 0-Neutron) umgewandelt. Das Kohlenstoff-14-Atom ist ein radioaktives Atom mit einer Halbwertszeit von 5700-Jahren.
Diese durch kosmische Strahlung gebildeten Kohlenstoff-14-Atome verbinden sich mit Sauerstoff und bilden Kohlendioxid. Kohlendioxid wird bekanntlich durch Photosynthese der Pflanzen an die Pflanzenfasern abgegeben. Wenn Menschen und Tiere diese Pflanzen konsumieren, wird das Kohlenstoff-14-Atom an Menschen und Tiere weitergegeben.
Zu jedem Zeitpunkt ist das Verhältnis der Kohlenstoff-14-Atome im Körper zu den Kohlenstoff-12-Atomen in der Luft konstant und die Organismen tragen die gleiche Menge an Kohlenstoff-14-Atomen. Der neue Eintrag von Carbon-14 in den Körper hört jedoch auf, sobald Lebewesen sterben. In diesem Fall ist das Verhältnis von Kohlenstoff-12-Atomen zu Kohlenstoff-14-Atomen zum Zeitpunkt des Todes für alle Lebewesen gleich, aber mit dem Tod beginnen die Kohlenstoff-14-Atome zu zerfallen. Daher nimmt die Menge an Kohlenstoff-12 allmählich ab, während die Menge an Kohlenstoff-14 konstant bleibt. Durch Betrachten des Verhältnisses von Kohlenstoff-12-Atomen zu Kohlenstoff-14-Atomen in der Probe und Vergleichen dieses Verhältnisses mit einem lebenden Organismus kann das Alter des Probenobjekts sehr genau bestimmt werden. Mit Hilfe bestimmter Formeln wird zum Beispiel, wenn ein Objekt Kohlenstoff-10 in Prozent 14 im Vergleich zu einer lebenden Stichprobe enthält, das Alter dieses Objekts als 18,940 berechnet.
Wie oben erwähnt, beträgt die Halbwertszeit von Kohlenstoff-14-Atomen 5700-Jahre, und mit dieser Methode ergeben Altersberechnungen von bis zu tausend Jahren 60 zuverlässige Ergebnisse. Zu diesem Zweck werden jedoch neben Kohlenstoff-14 auch andere radioaktive Elemente wie Kalium, Uran und Thorium verwendet. Obwohl das Alter von biologischen und geologischen Objekten mit Hilfe verschiedener Radioisotope wie diesen bestimmt werden kann, ist es zweifelhaft, dass diese Methoden in Zukunft gesunde Ergebnisse liefern werden. Anlass zur Sorge geben Atombomben, Atomreaktoren und Atomtests, insbesondere seit den 1940-Jahren.
Die sogenannte Carbon-14- oder Radiocarbon-Technik wurde vom amerikanischen Chemiker Libby in 1949 erfunden und diese Erfindung brachte ihm einen Nobelpreis ein. Auf diese Weise wurden große Fortschritte in den prähistorischen Studien erzielt und das Zeitalter der Welt neu berechnet. Mit dieser Methode wird das Alter prähistorischer Siedlungen in Afrika und Russland mit 50 Tausend berechnet. Das Alter der Stadt Jericho in Palästina wird mit 11 Tausend Jahren berechnet. Mit der vorliegenden Erfindung haben Archäologen und Paläontologen genauere Ergebnisse erzielt.
Heutzutage werden in vielen Labors Nassprüfungen nach der Carbon-14-Methode durchgeführt. Der in diesen Tests verwendete Hauptstandard ist:
- Kohlenstoffgehalt auf biologischer Basis - Bestimmung des Gehalts an biokompatiblem Kohlenstoff unter Verwendung der Radiokohlenstoffmethode