Uhlíková metóda C14

**Uhlíková metóda C14** alebo **rádiokarbónová metóda datovania** je fyzikálny postup používaný na stanovenie veku organických zvyškov (napr. v archeológii). Princípom metódy je znalosť polčasu rozpadu izotopov uhlíka 12C a 14C a fakt, že v živom organizme je pomer oboch izotopov konštantný, ale po smrti sa tento pomer pozvoľna mení vďaka rozpadu izotopu 14C. Obsah izotopu 14C sa zredukuje na 1/8 približne po 17 150 rokoch, z čoho vyplýva, že táto metóda dáva presné výsledky pri určovaní veku spätne do 50 000 – 60 000 rokov. Každých 5730 ± 40 rokov (tzv. "Cambridgeský polčas rozpadu") sa polovica obsahu 14C premení na 12C, až po dobu ca 40 000 rokov, keď je obsah 14C príliš nízky a jeho meranie komplikované.

Uhlíkovou metódou C14 bol stanovený napríklad vek Turínskeho plátna, pričom bolo dokázané, že plátno bolo vyrobené niekoľko storočí po úmrtí Krista.

## Princíp uhlíkovej metódy C14
Na Zemi sa vyskytujú tri izotopy uhlíka – 12C, 13C (oba stabilné) a nestabilný 14C. Tieto izotopy sa vyskytujú v nasledujúcich pomeroch 12C – 98,89 %, 13C – 1,11 % a 14C – 0,00000000010 %. Jeden atóm 14C sa v prírode vyskytuje na každých 1 000 000 000 000 atómov 12C v živých materiáloch. Rádiokarbónová metóda je založená na spočítaní atómov uhlíka 14C, ktorý vzniká vo vrchných vrstvách atmosféry pôsobením kozmického žiarenia na dusík 14N. Táto reakcia je:

:n + \mathrm{~^{14}_{7}N}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{6}C}+ p
:(kde n je neutrón a p je protón)

14C oxiduje na oxid uhličitý a pozemské rastliny a živočíchy ho počas života prijímajú počas fotosyntézy a pri konzumácii potravy.

J. R. Arnold a W. F. Libby v roku 1949 boli prví, kto navrhol datovať organické materiály pomocou tejto metódy. Polčas rozpadu izotopu 14C je 5730 ± 40  rokov, to znamená že každých 5730 ± 40 rokov sa množstvo 14C zmenší o polovicu. Po 10 polčasoch rozpadu je v látke také malé množstvo 14C, že je už technicky takmer nemerateľné (1 024-krát menej). Preto je limitom použitia metódy 50 – 60 000 rokov. Pre spodnú hranicu použitia žiadne ohraničenie neexistuje.

14C emituje slabú beta časticu (b) s priemernou energiou 160keV. Reakcia je nasledujúca:

:\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ b

Teda 14C sa opäť stáva dusíkom.

## Kritika uhlíkovej metódy C14
Kritici uhlíkovej metódy C14 tvrdia, že nemáme istotu, či pomer izotopov 12C a 14C v minulosti zodpovedal tomu dnešnému. Bola intenzívnejšia sopečná činnosť, iné pomery v atmosfére a iné množstvo prenikajúceho vesmírneho rádioaktívneho žiarenia ako aj ďalšie vplyvy ovplyvňujúce výskyt izotopu 14C. Napríklad počas pokusných atómových a termonukleárnych výbuchov sa lokálne koncentrácia 14C zvýšila. V modernej ére sa v dôsledku spaľovania fosílnych palív v atmosfére mierne globálne jeho koncentrácia znížila. Pri porovnávaní výsledkov datovania pomocou tejto metódy s alternatívnymi metódami dochádza k porovnateľným výsledkom.

## Využitie uhlíkovej metódy C14
Metódu možno použiť napríklad v týchto oblastiach: 
* archeológia a história
* oceánografia – skúmanie sedimentov na dne morí, z ich veku a množstva možno simulovať pomery v oceánoch v dávnych dobách
* paleoekológia – odhad podmienok životného prostredia v dávnych dobách
* dendrochronológia – stanovenie veku zvyškov stromov
* paleoklimatológia – skúmanie klímy v dávnych dobách

## Korekcie pri uplatňovaní metódy C14
### Vplyv spôsobu života
V závislosti od spôsobu života skúmaného objektu musia byť pri datovaní jeho zvyškov vykonávané korekcie. Pri morských živočíchoch a rastlinách činí rozdiel v dôsledku zníženej interakcie s atmosférickým uhlíkom oproti pozemným živočíchom a rastlinám 400 rokov. Z tohto aspektu je datovanie kostí človeka problematické. Pokiaľ počas života konzumoval vo zvýšenej miere morské živočíchy, hladina 14C v jeho kostiach je oproti človeku, ktorý ich nekonzumoval, výrazne znížená.

### Vplyv človeka
#### Priemyselný efekt
Približne od roku 1890 sa vo zvýšenej miere začali spaľovať fosílne palivá. Od roku 1890 do roku 1950 sa množstvo 14C v atmosfére znížilo o 2 %.

#### Efekt atómovej bomby
V dôsledku atómových a termonukleárnych pokusov sa v atmosfére a v oceánoch umelo zvýšilo množstvo izotopu 14C. Najväčšie hodnoty umelého 14C boli na severnej pologuli dosiahnuté v roku 1963 na južnej pologuli v  roku 1965. Tieto vplyvy sa pri datovaní uhlíkovou metódou C14 zohľadňujú.

## Externé odkazy
* Informácie o uhlíkovej metóde C14  
* Pôvodná práca objaviteľov uhlíkovej metódy C14 

## Referencie


Kategória:Aplikovaná fyzika
Kategória:Archeológia
Kategória:Biológia
Kategória:Datovacie metódy