Hur fungerar C14-datering?
C14-datering mäter halten av radioaktivt kol-14 i organiskt material. Kol-14 bildas i atmosfären, tas upp av levande organismer och börjar sönderfalla vid döden med en halveringstid på 5 730 år. Genom att mäta återstående C14 kan forskare bestämma materialet ålder upp till ungefär 50 000 år. Metoden utvecklades av Willard Libby 1949 och gav honom Nobelpriset 1960.
1949 publicerade den amerikanske kemisten Willard Libby en metod som revolutionerade arkeologin. Genom att mäta halten av den radioaktiva kolisotopen kol-14 i organiskt material kunde han bestämma åldern på föremål upp till ungefär 50 000 år tillbaka. Metoden gav Libby Nobelpriset i kemi 1960 och är fortfarande ett av arkeologins viktigaste verktyg.
Kol-14 bildas kontinuerligt i jordens övre atmosfär när kosmisk strålning träffar kväveatomer. Isotopen tas upp av växter genom fotosyntes och sprids genom näringskedjan till alla levande organismer. Så länge en organism lever upprätthålls jämvikten med atmosfärens C14-halt. Vid dödsögonblicket upphör intaget, och den instabila isotopen börjar sönderfalla med en halveringstid på 5 730 år. Genom att mäta hur mycket C14 som återstår kan forskare beräkna när organismen dog.
Modern C14-datering använder acceleratormasspektrometri, AMS, som räknar enskilda C14-atomer istället för att vänta på att de sönderfaller. Det kräver bara milligram material, jämfört med gram för den äldre metoden, och gör det möjligt att datera små fragment som enstaka frön eller benbitar. Resultaten kalibreras mot kända referenspunkter som trädringskronologier, korallring och isprover, eftersom C14-halten i atmosfären har varierat över tid.
Metoden har begränsningar. Material äldre än 50 000 år innehåller för lite C14 för att mäta. Kontaminering med yngre eller äldre kol kan ge felaktiga resultat. Fossila bränslen, som saknar C14 helt, har spätt ut atmosfärens halt sedan industrialiseringen, och atmosfäriska kärnvapentester på 1950-60-talen fördubblade den tillfälligt. Trots dessa utmaningar är C14-datering oumbärlig för att tidsbestämma allt från vikingagravar till Ötzi ismannen och Dödahavsrullarna.
Steg för steg
C14 bildas i atmosfären
Kosmisk strålning träffar kväveatomer och skapar kol-14, som blandas med vanligt kol i koldioxid.
Organismer tar upp C14
Växter absorberar C14 via fotosyntes. Djur och människor får det genom födan. Halten speglar atmosfärens.
C14 sönderfaller efter döden
Vid döden upphör intaget. C14 sönderfaller med en halveringstid på 5 730 år till kväve-14.
Halten mäts med AMS
Acceleratormasspektrometri räknar enskilda C14-atomer i milligram-prover och beräknar åldern.
Vanliga frågor
- Hur gammal kan man datera med C14?
- Upp till ungefär 50 000 år. Äldre material innehåller för lite C14 för att mäta tillförlitligt.
- Kan man datera sten med C14?
- Nej, bara organiskt material som trä, ben, skal, textilier och frön. Sten innehåller inte kol i rätt form.
- Hur exakt är C14-datering?
- Med modern AMS-teknik och kalibrering mot trädringskronologier kan osäkerheten minskas till under 50 år för material upp till 10 000 år gammalt.
- Varför måste resultaten kalibreras?
- Atmosfärens C14-halt har varierat på grund av solaktivitet, vulkanism, fossila bränslen och kärnvapentester. Kalibrering korrigerar för dessa variationer.