Kosmische stralen elke dag in groten getale de aardatmosfeer binnendringen. Bijvoorbeeld, ieder mens wordt elk uur getroffen door ongeveer een half miljoen kosmische straling. Het is niet ongebruikelijk dat een kosmische straal botst met een atoom in de atmosfeer, het creëren van een secundaire kosmische straal in de vorm van een energetisch neutron, en om deze energetische neutronen te laten botsen met stikstofatomen. Als het neutron botst, een stikstof-14 (zeven protonen, zeven neutronen) atoom verandert in een koolstof-14 atoom (zes protonen, acht neutronen) en een waterstofatoom (één proton, nul neutronen). Koolstof-14 is radioactief, met een halfwaardetijd van ongeveer 5, 700 jaar.

Voor meer informatie over kosmische straling en halfwaardetijd, evenals het proces van radioactief verval, zie Hoe nucleaire straling werkt.

Koolstof-14 in levende dingen

De koolstof-14-atomen die kosmische stralen creëren, combineren met zuurstof om koolstofdioxide te vormen, die planten op natuurlijke wijze opnemen en opnemen in plantenvezels door fotosynthese. Dieren en mensen eten planten en nemen ook koolstof-14 op. De verhouding van normale koolstof (koolstof-12) tot koolstof-14 in de lucht en in alle levende wezens op een bepaald moment is bijna constant. Misschien is één op een biljoen koolstofatomen koolstof-14. De koolstof-14-atomen zijn altijd aan het vervallen, maar ze worden met een constante snelheid vervangen door nieuwe koolstof-14-atomen. Op dit moment, je lichaam heeft een bepaald percentage koolstof-14-atomen, en alle levende planten en dieren hebben hetzelfde percentage.

Daten met een fossiel

Zodra een levend organisme sterft, het stopt met het opnemen van nieuwe koolstof. De verhouding van koolstof-12 tot koolstof-14 op het moment van overlijden is hetzelfde als elk ander levend wezen, maar de koolstof-14 vervalt en wordt niet vervangen. De koolstof-14 vervalt met zijn halfwaardetijd van 5, 700 jaar, terwijl de hoeveelheid koolstof-12 constant blijft in het monster. Door te kijken naar de verhouding van koolstof-12 tot koolstof-14 in het monster en deze te vergelijken met de verhouding in een levend organisme, het is mogelijk om de leeftijd van een voorheen levend wezen vrij nauwkeurig te bepalen.

Een formule om te berekenen hoe oud een monster is door koolstof-14-datering is:

t =[ ln (Nf/Nee) / (-0,693) ] x t1/2

t =[ ln (N _F /N _O ) / (-0.693) ] x t _1/2

waarbij ln de natuurlijke logaritme is, N _F /N _O is het percentage koolstof-14 in het monster vergeleken met de hoeveelheid in levend weefsel, en t _1/2 is de halfwaardetijd van koolstof-14 (5, 700 jaar).

Dus, als je een fossiel had met 10 procent koolstof-14 vergeleken met een levend monster, dan zou dat fossiel zijn:

t =[ ln (0,10) / (-0,693) ] x 5, 700 jaar

t =[ (-2,303) / (-0,693) ] x 5, 700 jaar

t =[ 3.323 ] x 5, 700 jaar

t =18, 940 jaar oud

Omdat de halfwaardetijd van koolstof-14 5 is, 700 jaar, het is alleen betrouwbaar voor het dateren van objecten tot ongeveer 60, 000 jaar oud. Echter, het principe van koolstof-14-datering geldt ook voor andere isotopen. Kalium-40 is een ander radioactief element dat van nature in uw lichaam wordt aangetroffen en heeft een halfwaardetijd van 1,3 miljard jaar. Andere bruikbare radio-isotopen voor radioactieve datering zijn uranium -235 (halfwaardetijd =704 miljoen jaar), Uranium -238 (halfwaardetijd =4,5 miljard jaar), Thorium-232 (halfwaardetijd =14 miljard jaar) en Rubidium-87 (halfwaardetijd =49 miljard jaar).

Het gebruik van verschillende radio-isotopen maakt het mogelijk om biologische en geologische monsters met een hoge mate van nauwkeurigheid te dateren. Echter, radio-isotopendatering zal in de toekomst mogelijk niet zo goed werken. Alles wat sterft na de jaren '40, wanneer kernbommen, kernreactoren en kernproeven in de open lucht begonnen dingen te veranderen, zal moeilijker zijn om precies te dateren.

Oorspronkelijk gepubliceerd:3 oktober 2000

Veelgestelde vragen over koolstof-14 dating

Hoe nauwkeurig is koolstof-14-datering?

Hoe wordt koolstof-14 gebruikt om fossielen te dateren?

Waar wordt koolstof-14 gevonden?

Voor welke dingen kan koolstof-14-datering worden gebruikt?

Is koolstof-14 schadelijk voor de mens?

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

• Hoe nucleaire straling werkt
• Hoe een kerncentrale werkt
• Hoe nucleaire geneeskunde werkt
• Hoe een kernbom werkt
• Hoe radon werkt

Meer geweldige links

• U.S. Geological Survey:koolstof-14-techniek
• NOVA:Hoe oud zijn de piramides?
• Koolstofdatering
• A Science Odyssey:The Dating Game
• U.S. Geological Survey's publicatie "Geotime"