תיארוך פחמן 14
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תיארוך פחמן 14- היא שיטת תיארוך רדיואקטיבי, אחת מהשיטות המדויקות להערכת גילם של ממצאים גאולוגיים וארכיאולוגיים אורגניים. את השיטה פיתח הכימאי האמריקאי וילארד פרנק ליבי (Willard Frank Libby), שזכה בפרס נובל על עבודתו.
[עריכה] הבסיס המדעי
לשם תיארוך וחישוב גילם של חומרים או חפצים אורגניים שונים, נעשה בדרך כלל שימוש באיזוטופ הרדיואקטיבי של הפחמן שמשקלו האטומי 14 אשר נוצר כל הזמן באטמוספירה על ידי אינטראקציה שבה מחליף נייטרון את אחד הפרוטונים בחנקן 14 (מקור הנייטרונים הוא פגיעת קרינה קוסמית באטמוספירה). כך מתקבל ריכוז נמוך (יחסית לאיזוטופים אחרים של פחמן) אך ידוע של האיזוטופ פחמן 14.
הפחמן הוא אחד היסודות הנפוצים בטבע (יחד עם: מימן, חמצן, חנקן וכו'). כמותם מהווה הפחמן חלק אינטגרלי בחומרים שונים ובהם חומרים אורגניים.
בין אטומי הפחמן, גם פחמן 14 מוטמע בצמחים בתוך כדי תהליך הפוטוסינטזה, מהצמחים הוא עובר ליצורים חיים אחרים, עד כדי כך שרמתו באוויר זהה לרמתו בבעלי החיים או הצמחים כל עוד הם חיים. מכאן ברור שרמתו של פחמן 14 בחומר אורגני ידועה, כל עוד הוא חי וסופג את האיזוטופ.
תהליך ספיגת פחמן 14 נעצר כמעט לחלוטין מיד עם מותו של הצמח או של בעל החיים ומאותו רגע הוא מתחיל להתפרק ולהפוך לחומרים אחרים. זמן מחצית החיים של האיזוטופ הרדיואקטיבי פחמן 14 הוא כ־5,750 שנים. כלומר:
- אם מצויה בחומר רק מחצית מהכמות המצויה באוויר, גילו של החומר כ־5,750 שנים.
- אם כמותו ביחס לאוויר רק רבע גיל החומר כ- 11,500 שנים.
- אם כמות פחמן 14 רק שמינית מהכמות באוויר, גילו של החומר כ- 17,250 שנים, וכך הלאה עד שבלתי אפשרי למדוד כמות מדויקת של האיזוטופ.
חישוב זה מתבסס על ההנחה שרמת הפחמן 14 באוויר (ממנו מגיע הפחמן לצמחים) קבועה. הנחה זו אינה נכונה במקרים מיוחדים, למשל בזמן סופה של קרינה קוסמית, שמעלה את כמות הפחמן 14 באוויר.
[עריכה] תיארוך לתקופות שונות
חשיבותו של פחמן 14 בתיארוך חומרים אורגניים לתקופות של עשרות ומאות אלפי שנים, גדולה ביותר בגלל זמן מחצית החיים המתאים למדידות בטווחי זמן כאלו. לעומת זאת ישנם גם איזוטופים רדיואקטיביים אחרים שלהם זמן מחצית חיים ארוך בהרבה כמו אשלגן 40 שזמן מחצית החיים שלו הוא יותר ממילארד שנה. לעומת זאת, זמן מחצית החיים של האיזוטופ הרדיואקטיבי קובלט 60 שנעשה בו שימוש לשם טיפול קרינה (רדיותרפיה), הוא 5.26 שנים. לפיכך דוגמה שמכילה שמונה גרם מהחומר תכיל לאחר 5.26 שנים רק ארבעה גרם. כמות זאת נתונה בדיוק לאותו חוק של "זמן מחצית חיים" וגם מחצית ממנה תיעלם ותהפוך לחומר אחר בתוך 5.26 שנים ויישארו אז רק שני גרם שיהיו נתונים לאותו חוק ולכן, לאחר 5.26 שנים נוספות יישאר רק גרם אחד של החומר וכך הלאה.
[עריכה] פחמן 14 בספרות
- ג'פרי ארצ'ר, כבוד בין גנבים. זייפן מקפיד להשתמש בנייר בגילו של המסמך אותו הוא מזייף, מכיוון שאינו מסוגל לזייף תוצאות בדיקה בפחמן 14.
