1. Образование углерода-14. Углерод-14 (¹⁴C) представляет собой радиоактивный изотоп углерода, который естественным образом образуется в атмосфере Земли в результате взаимодействия космических лучей с атомами азота.
2. Поглощение углерода. Живые организмы, включая растения и животные, поглощают углерод из окружающей среды, в том числе ¹⁴C, пока они живы. После гибели организма он перестает обмениваться углеродом с атмосферой, и количество ¹⁴С в его останках начинает уменьшаться.
3. Радиоактивный распад:¹⁴C распадается на азот-14 (¹⁴N) посредством бета-распада с известным периодом полураспада 5730 лет. Это означает, что каждые 5730 лет половина атомов ¹⁴C в образце распадается на ¹⁴N.
4. Расчет возраста. Измеряя количество ¹⁴C, оставшееся в органическом образце, по сравнению с известными уровнями ¹⁴C в атмосфере, ученые могут рассчитать, как давно организм умер. Чем старше образец, тем меньше ¹⁴C он будет содержать.
5. Подготовка проб. Чтобы определить возраст артефакта с помощью датирования по углероду-14, из артефакта осторожно извлекают небольшой образец органического материала. Это может быть дерево, кожа, ткань или любой другой органический материал, связанный с артефактом.
6. Измерение углерода-14. Затем образец обрабатывается для извлечения углерода и измерения концентрации ¹⁴C в нем. Это можно сделать с помощью различных методов, таких как жидкостный сцинтилляционный счетчик или масс-спектрометрия на ускорителе.
7. Калибровка. Результаты датирования по углероду-14 калибруются по эталонным материалам известного возраста, чтобы учесть изменения уровней ¹⁴C с течением времени из-за естественных колебаний в атмосфере Земли. Калибровочные кривые помогают определить истинный возраст образца путем внесения поправок на эти отклонения.
8. Определение возраста. Сравнивая измеренную концентрацию ¹⁴C в образце с калиброванной эталонной кривой, ученые могут определить возраст артефакта. Полученная оценка возраста представляет собой время, прошедшее с тех пор, как организм умер и перестал обмениваться углеродом с атмосферой.
Датирование по углероду-14 — ценный инструмент в археологии, палеонтологии, геологии и других областях, требующих датирования органических материалов. Однако он имеет определенные ограничения и не подходит для материалов старше примерно 50 000 лет из-за снижения точности метода. Тем не менее, он остается фундаментальным методом понимания хронологического контекста человеческой истории и различных научных исследований.
