Radiosüsinikumeetod: erinevus redaktsioonide vahel

'''Radiosüsinikumeetodil dateerimine''' on [[radiomeetria|radiomeetriline]] vanuse määramise meetod, mis kasutab looduses esineva süsiniku [[radioaktiivne isotoop|radioaktiivset isotoopi]] massiarvuga 14 ([[süsinik-14]]), võimaldades määrata orgaanilise päritoluga süsinikku sisaldavate materjalide vanuseid, mis ulatuvad kuni 62 000 aastani.<ref>{{cite journal |lastname=Plastino"zxkeY" |first=W. |coauthors=Kaihola, L.; Bartolomei, P.; Bella, F. |year=2001 |title=Cosmic Background Reduction In The Radiocarbon Measurement By Scintillation Spectrometry At The Underground Laboratory Of Gran Sasso |journal=Radiocarbon |volume=43 |issue=2A |pages=157–161 |url=https://digitalcommons.library.arizona.edu/objectviewer?o=http%3A%2F%2Fradiocarbon.library.arizona.edu%2Fvolume43%2Fnumber2A%2Fazu_radiocarbon_v43_n2a_157_161_v.pdf}}</ref> Töötlemata ehk kalibreerimata radiosüsiniku vanused on tavaliselt esitatud radiosüsinikuaastates „[[Before Present]]“ (enne tänapäeva), kus tänapäeva all mõeldakse kokkuleppeliselt aastat 1950. Selliseid vanuseid kalibreerides on võimalik leida vastavad vanused kalendriaastates. Üks sagedasemaid radiosüsinikumeetodi kasutusvaldkondi on arheoloogiliste orgaanikat sisaldavate leidude vanuste määramine. Kui taimed seovad atmosfäärset [[süsihappegaas]]i (CO₂) orgaanilisse materjali läbi [[fotosüntees]]i, haaravad nad ¹⁴C isotoopi samal hulgal, mis ligikaudu ühtib atmosfääris oleva ¹⁴C tasemega (väike erinevus võib tekkida [[isotoopne fraktsioneerumine|isotoopse fraktsioneerimise]] tõttu). Kui taimed surevad või tarbitakse teiste organismide poolt, hakkab [[beetalagunemine|radioaktiivse lagunemise]] tõttu kindlal kiirusel kahanema orgaanilises materjalis oleva ¹⁴C osa. Võrreldes proovis järele jäänud radiosüsiniku osa kunagise arvatava atmosfäärse ¹⁴C tasemega, on võimalik määrata proovi vanus.

Radiosüsinikul põhineva dateerimise meetodi töötas välja [[Willard Libby]] koos kolleegidega [[Chicago ülikool|Chicago Ülikoolis]] 1949. aastal. Libby leidis, et ühe grammi puhta süsiniku radioaktiivsus on umbes 14 lagunemist minutis. Oma töö eest sai ta 1960. aastal [[Nobeli auhind|Nobeli keemiaauhinna]]. Radiosüsinikumeetodi demonstreerimiseks määras ta [[Vana-Egiptus]]e lodjalt pärineva puutüki vanuse, mis oli varem ajaloolistest dokumentidest teada.<ref name="libby49>{{cite" journal |last=Arnold |first=J. R. |coauthors=Libby, W. F. |year=1949 |title=Age Determinations by Radiocarbon Content: Checks with Samples of Known Age |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=110 |issue=2869 |pages=678–680 |doi=10.1126/science.110.2869.678 |url=http://hbar.phys.msu.ru/gorm/fomenko/libby.htm |pmid=15407879|bibcode = 1949Sci...110..678A }}</ref>

Suurim osa radiosüsiniku moodustumisest toimub 9–15 km kõrgusel, kuid levib enam-vähem ühtlaselt atmosfääris ja reageerib hapnikuga, moodustades süsihappegaasi. Radiosüsinikku sisaldavat süsihappegaasi tarbivad fotosünteesi käigus taimed ning läbi taimede ka loomad. Selline radiosüsiniku vahetus keskkonna ja organismi vahel toimub kuni organismi surmani. Alates sellest hakkab organismis sisaldunud radiosüsiniku hulk järk-järgult läbi beetalagunemise, poolestusajaga 5,730 ± 40 aastat, vähenema<ref>http: name="uViXQ" //hypertextbook.com/facts/1997/MargaretKong.shtml</ref>.

[[Image:radiocarbon dating calibration.svg|thumb|300px|right| Radiosüsinikumeetodil dateerimisel kasutatav kalibreerimiskõver. Allikas: Stuiver ''et al.'' (1998).<ref>{{cite journal |authorname=Stuiver"7Zi5v" M, Reimer PJ, Braziunas TF |year=1998 |title=High-precision radiocarbon age calibration for terrestrial and marine samples |journal=Radiocarbon |volume=40 |pages=1127–51 |url=http://depts.washington.edu/qil/datasets/uwten98_14c.txt}}</ref> Proovid, mis on nooremad kui AD 1950, dateeritakse kasutades põhja- ja lõunapoolkera ¹⁴C graafikuid. Vaata järgmist joonist]]

[[Image:Radiocarbon bomb spike.svg|thumb|300px|right|Atmosfäärne ¹⁴C, Uus-Meremaa<ref>{{cite web |urlname=http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/welling.html"26qzn" |title=Atmospheric δ¹⁴C record from Wellington |work=[[Carbon Dioxide Information Analysis Center]] |accessdate=1. mai 2008}}</ref> ja Austria.<ref>{{cite web |urlname=http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/cent-verm.html"GGunl" |title= δ¹⁴C record from Vermunt |work=Carbon Dioxide Information Analysis Center |accessdate=1. mai 2008}}</ref> Uus-Meremaa kõver iseloomustab lõuna- ja Austria põhjapoolkera. Tuumakatsetused on peaaegu kahekordistanud ¹⁴C kontsentratsiooni põhjapoolkeral.<ref>{{cite web |urlname=http://www1.phys.uu.nl/ams/Radiocarbon.htm"LDzfy" |title= Radiocarbon dating |publisher=[[Utrechti Ülikool]] |accessdate=1. mai 2008}}</ref>]]

Dateeringuid võib väljendada kalibreeritud ja kalibreerimata vanustena. Töötlemata BP dateeringuid ei saa kasutada otse kalendriaastatega võrdlemiseks, kuna atmosfäärse radiosüsiniku tase ei ole olnud kogu dateeritava aja ulatuses rangelt konstantne. Taseme mõjutus on tingitud kosmilise kiirguse intensiivsuse variatsioonidest, mis omakorda on mõjutatud Maa [[magnetosfäär]]ist.<ref>{{cite journal |authorname=Kudela K. and Bobik P. |title=Long-Term Variations of Geomagnetic Rigidity Cutoffs |journal=[[Solar Physics (journal)|Solar Physics]] |year=2004 |volume=224 |pages=423–431 |doi=10.1007/s11207-005-6498-9|bibcode = 2004SoPh..224..423K"6KYtK" }}</ref> Lisaks on mitmeid olulisi süsiniku reservuaare: [[orgaaniline aine]], [[ookean]]id, ookeani põhjasetted ja [[settekivim]]id. Muutused Maa [[kliima]]s võivad mõjutada süsinikuvooge reservuaaride ja atmosfääri vahel, mis tingib muutusi seal olevate süsinikuisotoopide fraktsioneerumises.

Töötlemata radiosüsiniku vanuseid kalibreeritakse, et saada kalendriaastatele vastavaid tulemusi. Selleks on olemas standardsed kalibreerimiskõverad, mis põhinevad radiosüsiniku vanuste võrdlemisel erinevatest proovidest, mida on võimalik iseseisvalt dateerida ka teiste meetoditega. Levinumateks meetoditeks on puu aastaringide ([[dendrokronoloogia]]), süvaookeani [[sete]]te, järvepõhjas tekkinud varvide ([[varvokronoloogia]]), [[korall]]ide ja [[speleoteem]]ide uurimine. Kalibreerimiskõverad ei ole sirgjooned, sisaldades kõrvalkaldeid perioodide kohta, mil radiosüsiniku määr atmosfääris erines normaalsest. Suuremad kõrvalkalded kõveral põhjustavad kalibreeritavas vanuses suuremat määramatust. Kalibreerimiskõvera ulatus ja täpsus, sealhulgas ka määramatuse suurus, on aastate jooksul paranenud. Kui 2004. aasta versioon võimaldab suhteliselt täpselt kalibreerida kuni 26 000 aasta vanuseid proove, siis 2009. aasta standardit INTCAL09 kasutades saab suurema täpsusega kalibreerida kuni 50 000 aasta vanuseid proove.<ref>{{cite journal |authorname=Reimer"yIFhg" Paula/><ref J ''et al.'' |yearname=2004"cxYN6" |title=INTCAL04 Terrestrial Radiocarbon Age Calibration, 0–26 Cal Kyr BP/><ref |journalname=Radiocarbon"CKYV8" |volume=46 |issue=3 |pages=1029–1058 |url=http://digitalcommons.library.arizona.edu/objectviewer?o=http://radiocarbon.library.arizona.edu/Volume46/Number3/azu_radiocarbon_v46_n3_1029_1058_v.pdf>

*Kui CO₂ lahustub ookeanivees, võtab ta endaga kaasa ka sellele hetkele omase atmosfäärse radiosüsiniku hulga. Kuna gaaside liikumine ookeanis on väga aeglane, tarbib vee-elustik „vana“ süsinikku, mille tulemusena peegeldavad nende organismide radiosüsiniku vanused pigem hetke, millal gaas ookeanisse sattus. Selliste proovide kalibreerimiseks on loodud iseseisev kalibreerimiskõver<ref>{{cite journal |authorname=Stuiver"Ctf2t" M, Braziunas TF |title=Modelling atmospheric ¹⁴C influences and ¹⁴C ages of marine samples to 10,000 BC |journal=Radiocarbon |volume=35 |year=1993 |issue=1 |pages=137}}</ref>, millel eksisteerivad siiski mõnesaja-aastased kõrvalekalded.

*[[Karbonaatkivim]]ite (mis on tavaliselt vanemad kui 80 000 aastat ja ei sisalda seega mõõdetavat ¹⁴C hulka) [[erosioon]] põhjustab ¹²C ja ¹³C isotoopide vahetuse kasvu reservuaaride vahel. See sõltub kohalikest kliimatingimustest ja võib muuta taimede tarbitava süsiniku isotoopsuhet. Selle mõju peetakse väikeseks atmosfäärsele süsiniku isotoopsuhtele, vastupidiselt veekogudele, kus vee-elustik kaasab lahustunud „vana“ süsiniku kiirelt ainevahetusse, mis avaldab mõju terve toiduahela ulatuses.<ref name="Kolchin1972">{{cite book |title=Absolute archaeological datings and their problems |author=Kolchin BA, Shez YA |year=1972 |publisher=Nauka |location=Moscow}}</ref> Seetõttu on meetod nende organismide vanuste määramiseks vähem usaldusväärne.

* Weart, S. (2004) ''[http://www.aip.org/history/climate/Radioc.htm The Discovery of Global Warming -– Uses of Radiocarbon Dating]''.