Radyokarbon Tarihlendirme Nasıl Yapılır?
Radyokarbon tarihlendirme ya da karbon-14 tarihlendirme, organik madde içeren nesnelerin yaşını belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Özellikle arkeolojide yaygın olarak kullanılan bu yöntemi geliştiren Williard Libby, 1960 yılında Nobel Ödülü ile onurlandırıldı.
Karbon atomlarının çekirdeklerinde altı proton bulunur. Bu atomların çekirdeklerindeki nötron sayısı ise altı, yedi ya da sekiz olabilir. Altı nötron içeren karbon-12 atomları ve yedi nötron içeren karbon-13 atomları kararlıdır. Ancak sekiz nötron içeren karbon-14 atomları radyoaktiftir ve kararlı hale gelmek için ışıma yaparlar. Doğada bulunan karbon izotopları (aynı elementin nötron sayısı farklı atomları) arasında sadece karbon-14 atomları radyoaktif olduğu için bu izotopa radyokarbon da denir. Doğadaki karbon atomlarının yaklaşık %99’u karbon-12, yaklaşık %1’i karbon-13’tür. Doğadaki karbon-14 atomlarının sayısı ise karbon-12 atomlarınınkinin trilyonda biri kadardır.
Karbon-14’ün bozunma tepkimesi şudur:
Bu denklemde C karbon atomlarını, N azot atomlarını, e elektronu, ῡ ise antinötrinoyu simgeler. Bozunma tepkimesi sonucunda karbon-14 miktarı azalsa da kozmik ışınlar atmosferin üst katmanlarında yeni karbon-14 atomları üretir:
Bu denklemde n nötronu, p ise protonu simgeler.
Atmosferin üst katmanlarında oluşan karbon-14 atomları, yeryüzüne yayılır. Canlılar sürekli çevreleri ile etkileşim halinde olukları için canlıların vücutlarındaki ve atmosferdeki karbon-14 atomları sayısının toplam karbon atomları sayısına oranı hemen hemen aynıdır. Ancak canlılar öldükten sonra vücuda yeni madde girişi olmadığı için dokulardaki karbon-14 miktarı azalmaya başlar. Bu durum bir nesnedeki karbon-14/toplam karbon oranının ölçülerek o nesnenin çevresiyle karbon alışverişi yapmayı bıraktığı zamanın hesaplanmasına imkân verir.
Yöntemin tam olarak nasıl çalıştığını şu şekilde açıklayabiliriz. Karbon-14’ün yarı ömrü 5730 yıldır. Yani belirli bir maddedeki karbon-14 miktarı her 5730 yılda bir yarıya düşer. Örneğin bugün elinizde 1 kilogram karbon-14 varsa, bu maddenin içindeki karbon-14 miktarı 5730 yıl sonra yarım kiloya, 11.460 yıl sonra çeyrek kiloya düşer. Dolayısıyla 5730 yıl önce ölmüş bir organizmadan arta kalan organik maddelerdeki karbon-14/toplam karbon oranının bugünkü değeri, bu oranın 5730 yıl önce atmosferdeki değerinin yarısı kadardır. Benzer biçimde, 11.460 yıl önce ölmüş bir organizmadan arta kalan organik maddelerdeki karbon-14/toplam karbon oranının bugünkü değeri, bu oranın 11.460 yıl önce atmosferdeki değerinin dörtte biri kadardır. Atmosferdeki karbon-14 miktarı zaman içinde az da olsa değişir. Ancak atmosferdeki karbon-14/toplam karbon oranlarının geçmişteki değerleri çeşitli yöntemlerle belirlenebiliyor. Karbon-14 yöntemiyle güvenilir bir biçimde belirlenebilecek en eski tarih, yaklaşık 50.000 yıl öncesidir.
