Mbinu ya rediokaboni

Mbinu ya rediokaboni (pia: mbinu ya 14C; kwa Kiingereza: radiocarbon dating, carbon-14 dating) ni njia ya kisayansi ya kutambua umri wa mata ogania.

Msingi wa mbinu hii ni uwepo wa kaboni katika kila kiumbe; na kupungua kwa idadi ya isotopi za kaboni aina za 14C kwa sababu idadi za atomi nururifu inapungua kadiri ya mbunguo nyuklia. Kutokana na asilimia za kaboni nururifu ya 14C iliyobaki katika mata ogania inawezekana kukadiria umri wake. 

Mbinu ya rediokaboni ni muhimu hasa kwa fani ya akiolojia. Mbinu hii inamruhusu mtaalamu kujua umri wa ubao, mifupa na mabaki mengine yanayotokana na viumbe wa kale. 

Hata hivyo mbinu hii inahitaji kuwepo kwa mata ogania, yaani haiwezi kutambua umri wa vitu kama dhahabu, chuma, mwamba. 

Vilevile haiwezi kuleta matokeo kwa viumbe wenye umri mkubwa kushinda miaka 60,000.

Historia ya mbinu hii
Mbinu hii ya upimaji iligunduliwa mnamo 1946 na mtaalamu Mmarekani Willard Frank Libby aliyepokea tuzo ya Nobel ya Kemia mwaka 1960. Libby aliweza kuonyesha usahihi wa mbinu yake kwa kutambua umri wa mbao za jeneza na za boti ya Misri ya Kale. Jeneza na boti zilihifadhiwa katika makaburi ya Misri ambako vitu vingi vimekaa tangu miaka elfu kadhaa bila kuoza kutokana na hewa kame ya nchi hiyo. Hali nzuri ya yaliyomo katika makaburi ya Misri imetunza pia maandiko juu ya vitu hivyo ambayo mara nyingi pia hutaja mwaka wa kifo cha mhusika wa kaburi, na hivyo kutaja umri wa kaburi. Upimaji wa Libby ulilingana na umri uliojulikana tayari, hivyo kuthibitisha uwezo wa mbinu yake.http://hbar.phys.msu.ru/gorm/fomenko/libby.htm   Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age J. R. Arnold and W. F. Libby Institute for Nuclear Studies, University of Chicago, Chicago, Illinois SCIENCE December 23, 1949, Vol. 110

 Misingi ya kisayansi 
 Kaboni nururifu na kaboni ya kawaida 
Kaboni hupatikana hewani kwa kawaida kwa umbo thabiti la  12C. Lakini asilimia ndogo sana ya kaboni iliyoko hewani inapigwa na mnururisho wa jua na kubadilika kuwa isotopi nururifu ya  14C. Atomi hizi nururifu huitwa isotopi. Kwenye hewa ya kawaida kuna uhusiano kati ya 12C na  14C ambayo ni kati ya atomi 1,000,000,000 za 12C kuna atomi 1 ya 14C pekee. 

Isotopi za kaboni zinajiunga kirahisi katika muungo kemia na oksijeni hivyo kuunda molekuli za dioksidi kabonia (CO2). Hii CO2 nururifu ni sehemu asilia ya angahewa ya dunia. Hivyo kila mmea duniani unapokea kiwango kidogo cha mata hii tena kila siku sawa jinsi inavyopokea CO2 ya kawaida.

 Kuyeyuka kwa atomi nururifu kuwa msingi wa upimaji 
Sawa na atomi nururifu zote isotopi hizi si thabiti zinayeyuka na kurudi katika hali thabiti, lakini si zote mara moja. Sayansi imegundua kipimo cha „nusumaisha“ kwa kila elementi. Nusumaisha inataja muda ambako nusu ya atomi nururifu inabadilika na kuwa elementi thabiti tena. Kwa kaboni  14C nusumaisha ni takriban miaka 5,730. 
Hata isotopi za 14C hewani zinayeyuka lakini kiwango kinachopotea kinaundwa upya mfululizo kwa hiyi kuna daima kiwango fulani cha 14C na hivyo pia dioksidi kabonia nururifu hewani.

 Kifo cha kiumbehai kama chanzo cha kipindi cha kupimia 
Mimea inapokea kila siku CO2 pamoja na aina nururifu na kuiingiza katika miili yao. Wanyama wala majani wanapokea ile kaboni (isiyo nururifu na pia nururifu) kwa njia ya kula majani, na wanyama wala nyama wanaipokea kupitia nyama ya wanyama wengine wanaoliwa.

Wakati mmea au mnyama anakufa hapumui tena. Maana yake kiwango cha kaboni hakiongezeki tena lakini 14C iliyoingia mwilini hadi kifo inayeyuka kama kawaida. Kwa hiyo kama ubao, mifupa au meno vinahifadhiwa kwa miaka mielfu bado kuna kiasi kidogo zaidi cha 14C ndani yao na inawezekana kukipima. Sasa kiasi hiki kinalinganishwa na kiasi cha kaboni ya kawaida yaani 12C katika mata hii. Kwa kawaida kuna atomi 1 ya 14C katika bilioni moja ya atomi za 12C. Kiasi jinsi gani idadi ya 14C imepungua kulingana na 12C kinaonyesha ni muda gani ubao au mfupa uliacha kupokea CO2 (ya aina zote mbili yaani ya kawaida na nururifu). 

 Mipaka wa uwezo wa kugundua umri 
Mbinu huu wa rediokaboni unaweza kutambua umri hadi miaka 50-60,000 hivi.  Kama sampuli ina miaka zaidi ya hii haiwezekani kwa sababu kiasi cha 14C kimeshapungua mno kutokana na mchakato wa kuyeyuka („mbunguo nyuklia“). Kama kiwango cha mata ni kidogo mno hata nii ni tatizo. Kwa hiyo mbinu wa 14C haileti matokeo kwa swali, je umri wa chokaa mawe ni upi? kwa sababu umri huo ni miaka milioni kadhaa.

 Viungo vya nje 
Radiocarbon - The main international journal of record for research articles and date lists relevant to 14C 
C14dating.com - General information on Radiocarbon dating 
NOSAMS: National Ocean Sciences Accelerator Mass Spectrometry Facility at the Woods Hole Oceanographic Institution  
Discussion of calibration 
Several calibration programs can be found at www.radiocarbon.org 
CalPal Online (Cologne Radiocarbon Calibration & Paleoclimate Research Package)
OxCal program (Oxford Calibration) 
Fairbanks' Radiocarbon Calibration program (for prior to 12400 BP) 
Further basic information on radiocarbon dating (PDF)

Marejeo

Category:Akiolojia
Category:Biolojia
Jamii:Kemia