Radiocarbonmethode

Aus BS-Wiki: Wissen teilen
Wechseln zu: Navigation, Suche
C14.jpg Die Radiocarbon- oder C-14-Methode ist ein Verfahren zur Altersbestimmung von abgestorbenem organischen Material (z. B. die Holzplanke eines alten Schiffes oder ein fossiler Knochenfund).
Um das Alter der Probe zu bestimmen, wird der Anteil des darin enthaltenen Kohlenstoffisotops 14C ermittelt.
Auf diese Weise ist eine experimentelle Überprüfung geschichtlicher und vorgeschichtlicher Zeitangaben (Altersbestimmungen zwischen 400 und 30.000 Jahren mit einem Fehler von ca. 5 %) möglich.
Australopithecus.jpg

Radioaktiver Kohlenstoff?

Das radioaktive, d. h. instabile Kohlenstoffisotop 14C wird unter Einwirkung kosmischer Strahlung in der oberen Atmosphäre aus Stickstoff gebildet:

C-14.png

Zwischen Bildung und radioaktivem Zerfall des Isotopes hat sich in der Atmosphäre im Laufe der Erdgeschichte eine Gleichgewichtskonzentration von 14CO2 bzw. eine charakteristische 14C-Aktivität eingestellt: Je Gramm Kohlenstoff zerfallen pro Minute (wenig aber messbar) 14 14C-Atome.

Entsprechendes gilt für lebende Pflanzen und Tiere, da sich durch Stoffwechsel die eigene Gleichgewichtskonzentration von 14C an die der Atmosphäre angleicht.

"Start der C-14-Uhr"

Halbwertszeit.gif Da mit dem Tod die 14C-Aufnahme endet, verringert sich durch den radioaktiven Zerfall auch die messbare 14C-Aktivität:
  • nach Ablauf der ersten Halbwertszeit von 5.730 Jahren auf die Hälfte (Zerfall von 7 14C-Atomen je g C pro Min.),
  • nach Ablauf von 11.460 Jahren auf ein Viertel (Zerfall von 3,5 14C-Atomen je g C pro Min.) usw.

Umgekehrt kann man somit aus dem Maß der in einem abgestorbenen Organismus je Gramm C noch vorhandenen 14C-Aktivität mit Hilfe der Halbwertszeit von 14C zurückrechnen, zu welchem Zeitpunkt er noch volle Aktivität besaß, d. h. wann er gestorben ist.

Wie in der Zerfallskurve ersichtlich, tendiert der 14C-Anteil gegen Null. Bereits nach sieben Halbwertszeiten liegt der ursprünglich vorhandene 14C-Anteil bei unter 1%, daher liegen die Grenzen dieser Methode zur Altersbestimmung bei ca. 30.000 Jahren.

Übung

Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen
zum Thema Radiocarbonmethode:
Chemie FOS-T

auf Seite
-

Chemie heute

auf Seite
23

Elemente Chemie

auf Seite
{{{3}}}

Versuche zunächst, die Berechnungsbeispiele nachzuvollziehen und löse dann die folgende Übungsaufgabe:

  • Bei einer Ausgrabung soll ein Fündstück aus Holz datiert werden. Hierzu wurde die Aktivität bestimmt, gemessen wurden 5,2 Zerfälle pro Sekunde. Der Kohlenstoffanteil der Probe beträgt 25g.
a) Wie alt ist die Probe?
b) Wie viele C-14-Atome enthält das Fündstück?

Weblinks