Från Rilpedia

C14-metoden (kol-14-metoden eller radiokolmetoden) är en radiometrisk dateringsmetod som utvecklades i slutet av 1940-talet av professor Willard Frank Libby. Libby fick Nobelpriset 1960 för denna upptäckt. Metoden ledde till en mindre revolution inom arkeologin. Den gör det möjligt att datera fornlämningar och fossil innehållande organiskt material, vanligen träkol och ben, på ett sätt som man inte kunde göra tidigare. Tekniken är enbart tillförlitlig för material som varit levande för mindre än omkring 60 000 år sedan^[1].

Metoden bygger på att ett antal olika sorters kol finns i allt levande. Växter tar ständigt upp ett nytillskott av kol från luften i form av koldioxid, och det blir sedan del av vävnader hos djur som äter växter eller andra djur. Kolisotopen kol-14 (¹⁴C, utläses ”kol fjorton”) genomgår radioaktivt sönderfall med en halveringstid på 5730 år. Isotopen ¹²C är däremot stabil. Fördelningen mellan dessa två isotoper i levande materia är vanligen densamma som i atmosfären, men vid samma tidpunkt som en organism slutar ta upp kol (d.v.s. dör) börjar andelen ¹⁴C att sjunka. Genom att mäta mängdförhållandet mellan kolisotoperna i ett prov kan man beräkna när organismen i fråga dog.

Eftersom atmosfärens halt av ¹⁴C varierat genom tiderna brukar man kalibrera dateringarna efter en kurva framräknad med hjälp av årsringar i träd och glaciärlager. Ålder mätt i kol-14-år eller år före nutid (years before present, BP) innebär okalibrerad angivelse relativt år 1950. För exempelvis äldre bondestenåldern i Sverige skiljer det ungefär tusen år mellan okalibrerade och kalibrerade dateringar.

Innehåll 1 Fysikalisk bakgrund 2 Kalibrering med avseende på kol-14-fluktuationer i atmosfären 3 Dateringarnas notation och precision 4 Källor 5 Externa länkar

Fysikalisk bakgrund

Organiska föreningar är kemiska föreningar vilka innehåller kol. De i naturen vanligast förekommande kol-isotoperna är ¹²C och ¹³C. Dessa isotoper är stabila och sönderfaller inte inom mätningshorisonten. Men det finns även en liten andel ¹⁴C som genom betasönderfall övergår till kväve. ¹⁴C har en halveringstid på 5 730 år, vilket betyder att hälften av isotopen har ”försvunnit” efter cirka 6 000 år.

Man antar att den kosmiska strålningen har varit relativt oförändrad under historiens gång. Därmed nyproduceras ¹⁴C-atomer i jämn takt uppe i jordens atmosfär. Detta sker genom reaktionen

som är relativt vanlig eftersom jordens atmosfär består av 78 % kväve (N). ¹⁴C nyproduceras ständigt i jordens atmosfär genom den kosmiska strålningen, vilken består av neutroner. Den kosmiska strålningen träffar kväve-14-atomen på 9 000 till 10 000 meters höjd och därefter förenas den nyproducerade ¹⁴C-atomen med syre för att bilda atmosfärisk koldioxid (CO₂). Den atmosfäriska koldioxiden sprider sig sedan ner till jorden på två sätt: den regnar ner eller tas upp av växternas fotosyntes. Det betyder att djur ständigt får i sig färskt ¹⁴C genom födan. Men när organismerna dör upphör detta intag och andelen ¹⁴C minskar med åren. Genom att mäta andelen kol-14 i det organiska materialet kan man bestämma hur länge det varit dött.

Kalibrering med avseende på kol-14-fluktuationer i atmosfären

För att datera organiskt material med radiokolmetoden kan man inte anta att fördelningen av ¹⁴C varit konstant under historien, och på olika platser. För att öka precisionen i mätningarna bör fynden jämföras mot en så kallad kalibreringskurva som beskriver isotopfördelningen under årens lopp. Med hjälp av kalibreringkurvorna räknar man sedan om varje C14-datering med hjälp av datorprogram, till exempel programmet OxCal.

För att skapa denna kalibreringskurva har det varit nödvändigt att finna material från olika tider som kan dateras med hög precision med andra metoder, och som bevarat kol-14-fluktuationerna. Exempel på sådant material är gamla exemplar av två arter av rävsvanstallar, Pinus longaeva och Pinus aristata. Ett exemplar funnet år 2004 hade uppnått en ålder av 4 767 år. Från sådana gamla träd kan man mäta isotopfördelningen i de olika årsringarna (dendrokronologi) upp till 10.000 år sedan. Vidare kan man utnyttja geologiska årslager i droppsten (grottavlagringar) upp till 45.000 år sedan. Även borrprov i glaciäris, djupshavssedimentlager, sjösedimentlager, gjutkärnor av känd historisk ålder samt korallprover kan utnyttjas.

Radiokolmetoden har begränsningar vid datering av material som är yngre änindustrialiseringen, eftersom den naturliga balansen av ¹⁴C har rubbats kraftigt av uppgrävda oljereserver (som har lågt ¹⁴C och högt ²C) och fluktuerar kraftigt till följd av människans provsprängningar av atombomer. Fluktuationerna gör att högre kol-14-halt inte alltid betyder yngre ålder. Framtida kulturer förväntas således inte kunna använda sig av radiokolmetoden lika effektivt som vi gör idag. Det hjälper inte alltid med en kalibreringskurva, eftersom skillnaden mellan ålder och kol-14-halt genom den industriella påverkan varierar mycket mera dramatiskt än tidigare.

Dateringarnas notation och precision

Okalibrerade radiokolmätningar presenteras oftast som år före nutid (years before present) och förkortas BP. Detta relateras till 1950 vilket var det år man började använda metoden. Ibland refereras detta till som C14-år. En datering är aldrig på året exakt utan har en felmarginal som beror på provets storlek och kvalitet, samt vilken metod som använts för att mäta halten radioaktivt kol. En okalibrerad datering kan exempelvis vara "4500±60BP". Med äldre metoder kunde felmarginalerna vara ±200 år, men moderna metoder kan ge felmarginaler på ±50 år.

Ofta presenteras kalibrerade dateringar som vanliga kalenderår, men med tanke på felmarginalen blir denna presenterad som ett intervall. Exempelvis blir dateringen ovan i kalibrerad form "3340 - 3090 f.Kr.", men här kan de kalibrerade värderna även variera beroende på hur hög säkerheten är. Vanligen anges dock första standardavvikelsen, vilken är 68,2 % säkerhet, för en kalibrerad datering. Beroende på kalibreringskurvans svängningar kan vissa tidsavsnitt bli mer svårdaterade, vilket exemplet ovan är ett exempel på då en okalibrerad datering med felmarginal ±60 år sträcker sig över 250 år i kalibrerad form.

Källor

1. ↑ Plastino, W., Kaihola, L., Bartolomei, P., Bella, F. (2001) Cosmic background reduction in the radiocarbon measurement by scintillation spectrometry at the underground laboratory of Gran Sasso, Radiocarbon, 43, 157–161

Externa länkar

• Online Radiocarbon Calibration
• Radiocarbon Dating of the Shroud of Turin Utförligt exempel på hur radiokolmetoden används.
• OxCal, ett av de mest använda programmen för kalibrering av kol 14-dateringar