Datazione al radiocarbonio
Il carbonio è normalmente presente nell’atmosfera sotto forma di composti gassosi come anidride carbonica e metano. Il carbonio-14 (14C) è un radioisotopo naturale che viene creato da 14N atmosferico (azoto) mediante l’aggiunta di un neutrone e la perdita di un protone, causata dai raggi cosmici. Questo è un processo continuo, quindi più 14C viene sempre creato nell’atmosfera. Una volta prodotto, il 14C si combina spesso con l’ossigeno nell’atmosfera per formare anidride carbonica., L’anidride carbonica prodotta in questo modo si diffonde nell’atmosfera, si dissolve nell’oceano e viene incorporata dalle piante attraverso la fotosintesi. Gli animali mangiano le piante e, in definitiva, il radiocarbonio è distribuito in tutta la biosfera.
Negli organismi viventi, la quantità relativa di 14C nel loro corpo è approssimativamente uguale alla concentrazione di 14C nell’atmosfera. Quando un organismo muore, non ingerisce più 14C, quindi il rapporto tra 14C e 12C diminuirà man mano che 14C decade gradualmente fino a 14N., Questo processo lento, che è chiamato decadimento beta, rilascia energia attraverso l’emissione di elettroni dal nucleo o positroni.
Dopo circa 5.730 anni, metà della concentrazione iniziale di 14C sarà stata convertita in 14N. Questo è indicato come la sua emivita, o il tempo necessario per metà della concentrazione originale di un isotopo per decadere alla sua forma più stabile. Poiché l’emivita di 14C è lunga, viene utilizzata per datare oggetti precedentemente viventi come vecchie ossa o legno., Confrontando il rapporto tra la concentrazione di 14C trovata in un oggetto e la quantità di 14C nell’atmosfera, è possibile determinare la quantità dell’isotopo che non è ancora decaduto. Sulla base di questa quantità, l’età del materiale può essere calcolata con precisione, a condizione che si creda che il materiale abbia meno di 50.000 anni. Questa tecnica è chiamata datazione al radiocarbonio o datazione al carbonio in breve.,
Altri elementi hanno isotopi con emivita diversa. Ad esempio, 40K (potassio-40) ha un’emivita di 1,25 miliardi di anni e 235U (uranio-235) ha un’emivita di circa 700 milioni di anni., Gli scienziati usano spesso questi altri elementi radioattivi per datare oggetti che sono più vecchi di 50.000 anni (il limite della datazione al carbonio). Attraverso l “uso di radiometrica incontri, gli scienziati possono studiare l” età di fossili o altri resti di organismi estinti.