Isotopenanalyse: Unterschied zwischen den Versionen
Dg (Diskussion | Beiträge) (→Radiocarbonmethode) |
Dg (Diskussion | Beiträge) (→Radiocarbonmethode) |
||
| Zeile 6: | Zeile 6: | ||
=== Radiocarbonmethode === | === Radiocarbonmethode === | ||
| − | Das β-strahlende Kohlenstoffisotop <sup>14</sup>C wird | + | Um das Alter von abgestorbenem organischen Material (z. B. der Holzplanke |
| − | + | eines alten Schiffes oder den Knochenfund eines Menschen) zu bestimmen, wird der Anteil des darin enthaltenen Kohlenstoffisotopes <sup>14</sup>C ermittelt. | |
| − | oberen Atmosphäre | + | |
| + | Das β-strahlende Kohlenstoffisotop <sup>14</sup>C wird unter Einwirkung kosmischer Strahlung in der oberen Atmosphäre aus Stickstoff gebildet: | ||
[[Bild:C-14.png]] | [[Bild:C-14.png]] | ||
| − | hat sich in der Atmosphäre im Laufe der Jahrmillionen eine Gleichgewichtskonzentration von <sup>14</sup>CO2 | + | Durch diesen Prozess hat sich in der Atmosphäre im Laufe der Jahrmillionen eine Gleichgewichtskonzentration von <sup>14</sup>CO2 |
eingestellt. Sie entspricht 16 <sup>14</sup>C-Atom-Zerfällen je g Kohlenstoff pro Minute, ist also außerordentlich | eingestellt. Sie entspricht 16 <sup>14</sup>C-Atom-Zerfällen je g Kohlenstoff pro Minute, ist also außerordentlich | ||
gering. Gleiches gilt für lebende Pflanzen und Tiere, die durch Stoffwechsel die Gleichgewichtskonzentration von <sup>14</sup>C in sich aufnehmen und sie während ihrer Lebenszeit infolge des | gering. Gleiches gilt für lebende Pflanzen und Tiere, die durch Stoffwechsel die Gleichgewichtskonzentration von <sup>14</sup>C in sich aufnehmen und sie während ihrer Lebenszeit infolge des | ||
| − | dauernden Ausgleichs mit der Umwelt konstant halten. Sobald aber ein lebender Organismus stirbt, | + | dauernden Ausgleichs mit der Umwelt konstant halten. |
| + | |||
| + | Sobald aber ein lebender Organismus stirbt, | ||
vermag er kein <sup>14</sup>C mehr aufzunehmen. Damit sinkt die <sup>14</sup>C-Aktivität | vermag er kein <sup>14</sup>C mehr aufzunehmen. Damit sinkt die <sup>14</sup>C-Aktivität | ||
| − | nach Ablauf von | + | nach Ablauf von 5.730 Jahren auf die Hälfte (Halbwertszeit, Zerfall von 8 <sup>14</sup>C-Atomen je g C pro Min.), |
| − | nach Ablauf von | + | nach Ablauf von 11.460 Jahren auf ein Viertel (Zerfall von 4 <sup>14</sup>C-Atomen je g C pro Min.) usw. |
| − | Umgekehrt kann man somit aus dem Maß der in einem abgestorbenen Organismus | + | |
| − | + | Umgekehrt kann man somit aus dem Maß der in einem abgestorbenen Organismus je Gramm C noch vorhandenen <sup>14</sup>C-Aktivität | |
mit Hilfe der Halbwertszeit von <sup>14</sup>C zurückrechnen, zu welchem Zeitpunkt er noch volle | mit Hilfe der Halbwertszeit von <sup>14</sup>C zurückrechnen, zu welchem Zeitpunkt er noch volle | ||
Aktivität besaß, d. h. wann er gestorben ist. Auf diese Weise ist eine experimentelle Überprüfung | Aktivität besaß, d. h. wann er gestorben ist. Auf diese Weise ist eine experimentelle Überprüfung | ||
| − | geschichtlicher und vorgeschichtlicher Zeitangaben (Altersbestimmungen zwischen 400 und | + | geschichtlicher und vorgeschichtlicher Zeitangaben (Altersbestimmungen zwischen 400 und 30.000 |
| − | Jahren mit | + | Jahren mit einem Fehler von ca. 5 %) möglich. |
[[Kategorie:Chemie]] | [[Kategorie:Chemie]] | ||
[[Kategorie:Physik]] | [[Kategorie:Physik]] | ||
[[Kategorie:Ernährungslehre]] | [[Kategorie:Ernährungslehre]] | ||
Version vom 12. März 2006, 22:21 Uhr
Die Verteilung bestimmter Isotope in der Natur ist nicht konstant, sondern orts- und zeitabhängig. Damit ist die Isotopenanalyse zur Alters- und Ortsbestimmung geeignet.
Anwendungsbeispiele
Lebensmitteluntersuchung
Die isotope Zusammensetzung eines Lebensmittels (H, O, N, S, C) unterscheidet sich von der eines Produktes eines anderen Standortes. Dieser so genannte isotopische Fingerabdruck ist nicht sichtbar und kann auch durch chemische Zusätze oder Verarbeitungsprozesse nicht verändert werden. Er ermöglicht uns, die Rückverfolgbarkeit von Lebens- und Futtermitteln zu gewährleisten. Damit kann heute nicht nur das Land oder die Region, sondern prinzipiell auch ein Erzeugerbetrieb identifiziert werden.
Das Projekt Farm-ID basiert auf diesem Analyseverfahren.
Radiocarbonmethode
Um das Alter von abgestorbenem organischen Material (z. B. der Holzplanke eines alten Schiffes oder den Knochenfund eines Menschen) zu bestimmen, wird der Anteil des darin enthaltenen Kohlenstoffisotopes 14C ermittelt.
Das β-strahlende Kohlenstoffisotop 14C wird unter Einwirkung kosmischer Strahlung in der oberen Atmosphäre aus Stickstoff gebildet:
Durch diesen Prozess hat sich in der Atmosphäre im Laufe der Jahrmillionen eine Gleichgewichtskonzentration von 14CO2 eingestellt. Sie entspricht 16 14C-Atom-Zerfällen je g Kohlenstoff pro Minute, ist also außerordentlich gering. Gleiches gilt für lebende Pflanzen und Tiere, die durch Stoffwechsel die Gleichgewichtskonzentration von 14C in sich aufnehmen und sie während ihrer Lebenszeit infolge des dauernden Ausgleichs mit der Umwelt konstant halten.
Sobald aber ein lebender Organismus stirbt, vermag er kein 14C mehr aufzunehmen. Damit sinkt die 14C-Aktivität nach Ablauf von 5.730 Jahren auf die Hälfte (Halbwertszeit, Zerfall von 8 14C-Atomen je g C pro Min.), nach Ablauf von 11.460 Jahren auf ein Viertel (Zerfall von 4 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. 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.
