Метод радиоуглеродного (¹⁴C) датирования позволяет определить возраст органических материалов возрастом до ~50 000 лет. Он основывается на естественном радиоактивном распаде изотопа углерода‑14, который постоянно образуется в атмосфере.
Принцип работы
1. Образование углерода‑14
¹⁴C образуется в верхних слоях атмосферы, когда космические лучи взаимодействуют с азотом.
2. Поглощение углерода живыми организмами
Растения фиксируют углекислый газ, а животные получают углерод, включая ¹⁴C, через пищу. Пока организм жив, его содержание ¹⁴C находится в равновесии с атмосферой.
3. Начало распада после смерти
После гибели обмен углерода прекращается, и ¹⁴C начинает радиоактивно распадаться в ¹⁴N с полувыдержкой 5 730 лет.
4. Измерение остаточного ¹⁴C
Чем меньше ¹⁴C осталось, тем старше образец.
Этапы датирования артефакта
5. Подготовка образца
Из артефакта берут небольшую часть органического материала (дерево, кожа, ткань и т.п.) и очищают её от загрязнений.
6. Определение содержания ¹⁴C
Извлекают углерод и измеряют его изотопный состав, обычно с помощью ускорительной масс‑спектрометрии (AMS) или жидкостного сцинтилляционного счёта.
7. Калибровка результатов
Для учёта колебаний уровня ¹⁴C в атмосфере результаты сравнивают с калибровочными кривыми, построенными по материалам известного возраста.
8. Вычисление возраста
Сопоставляя измеренную концентрацию ¹⁴C с калибровочной кривой, получают оценку времени, прошедшего с момента смерти организма.
Метод широко применяется в археологии, палеонтологии, геологии и других науках. Его ограничения: точность падает после ~50 000 лет, а также требуется наличие органического компонента в артефакте.
