¿Cómo funciona la datación por carbono?

Answer 1

Primera pregunta:

¿Cómo funciona la datación por carbono?

Primero algunos antecedentes.

El carbono regular, C-12 es el isótopo más común del carbono. Un isótopo es un elemento con el mismo “número atómico” (número de protones), pero un “peso atómico” diferente (protones + neutrones + electrones). Algunos isótopos son estables, lo que significa que no cambian con el tiempo (bueno … tiempos relativamente largos, como en millones o billones de años)

Isótopos de carbono más comunes

Carbono – C-12

6- Neutrones

6- protones

Abundancia natural – 98.93%

Half life- Stable

Masa- 12u

Carbono-C-13

7- Neutrones

6- protones

Abundancia natural- 1.109%

Half life- Stable

Misa- 13.003355 u

Radiocarbono , C-14

8- Neutrones

6- protones

Abundancia natural- 1 parte por trillón

Vida media: 5,730 ± 40 años.

Misa- 14.00324u

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DE ACUERDO. Entonces, tal vez sea más información de la que deseaba, pero es importante tenerlo en cuenta.

Entonces, ¿qué es la datación de carbono?

La idea es bastante simple. Tomamos carbono de una muestra de material biológico y medimos la proporción de carbono estable a radiocarbono inestable, esencialmente C-12 a C-14.

Dado que el C-14 tiene una vida media de aproximadamente 5,700 años y conocemos la proporción normal en material biológico fresco, tenemos un “reloj” para medir la edad de la muestra. Cuanto más viejo sea el material, menos C-14 contendrá, ya que el C-14 se habrá deteriorado con el tiempo a una tasa bastante regular. Así podemos fechar el material.

¿Es confiable?

Aquí es donde se pone un poco borroso …

Sí, es confiable, dentro de ciertas restricciones.

Las proporciones de C-12 a C-14 son algo variables en muestras normales. Las plantas toman carbono como ambos isótopos e incorporan ese carbono en sus células. Los animales comen plantas, e incorporan el carbono en sus células. Los animales comen otros animales, etc. Por lo tanto, la proporción debe ser similar en toda la cadena alimentaria.

Pero, dado que el C-14 se crea principalmente en la atmósfera por la interacción de los rayos cósmicos con el Nitrógeno, la fluctuación real de la intensidad de los rayos cósmicos puede alterar la abundancia natural.

Además, el carbono fósil se puede introducir en la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles, o de la actividad volcánica. Las pruebas atómicas en la atmósfera también alterarán las proporciones.

El resultado de esta variable “línea de base” de relaciones “naturales” es limitar la precisión de la prueba.

Por lo tanto, para mejorar la precisión, es importante tener otras muestras de la misma área que hayan sido fechadas por un método alternativo.

La técnica es tan confiable como la línea de base.

Los estratos donde se encuentra la muestra no deben ser alterados. Ejemplo: he encontrado un poco de hueso en un estrato con fragmentos de cerámica de una cultura conocida, y un poco de carbón vegetal de los mismos estratos. Puedo obtener fechas aproximadas del Carbón en el hueso y el carbón vegetal, y como ya sé por otras fuentes acerca de cuándo se hizo ese estilo de cerámica en particular, puedo datar el hueso con más confianza.

Es posible que haya notado que las fechas de carbono casi siempre se indican con un (+ – año), o simplemente se indican como “entre” la fecha hasta la fecha.

Esa es la “confiabilidad” del proceso y la fuente de muchos desacuerdos entre los arqueólogos. La medida real de la relación es bastante precisa. Es la interpretación que se vuelve borrosa.

Si alguien le dijo que habían fechado una muestra de carbono hasta el 13 de octubre de 1492, su detector de BS debería comenzar a parpadear de inmediato.

La datación por carbono es una herramienta excelente, junto con muchas otras, para determinar la edad y la cronología. Está limitado por las restricciones mencionadas, y por sí solo da solo una aproximación difusa. También tenga en cuenta que no puede fechar vidrio, metal o cerámica. No contienen carbono biológico. Quizás pueda encontrar un poco de material vegetal sobrante de la vasija, residuos de vino de la botella o sangre en el cuchillo. Si está bastante seguro de que el material no ha sido contaminado con compuestos de carbono que son más antiguos o más nuevos, puede obtener una fecha aproximada para el artefacto. O, al menos, tener una idea de cuándo se usó por última vez.

Si encuentras un poco de hueso que data de 30,000 años. BP, en estratos conocidos por otros métodos, es de solo 10,000 años. BP, entonces puede estar bastante seguro de que no pertenece a ese lugar, y fue depositado por la inundación, la excavación por roedores o alguna otra forma.

Espero que esta explicación simplificada le ayude a comprender Carbon Dating, cómo funciona y qué tan precisa es.

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Notas:

El carbono ( 6C ) tiene 15 isótopos conocidos, de 8C a 22C, de los cuales 12C y 13C son estables. El radioisótopo de vida más larga es el 14C, con una vida media de 5,700 años. Este es también el único radioisótopo de carbono que se encuentra en la naturaleza: las cantidades traza se forman cosmogénicamente por la reacción 14N + 1 neutrón → 14C + 1H. El radioisótopo artificial más estable es 11C, que tiene una vida media de 20.334 minutos. Todos los demás radioisótopos tienen una vida media inferior a 20 segundos, la mayoría de menos de 200 milisegundos. El isótopo menos estable es 8C, con una vida media de 2.0 x 10−21 s.

Isótopos del carbono – Wikipedia

Answer 2

Cada organismo del organismo tiene átomos de carbono. Ahora estos átomos de carbono son de 2 tipos:
(1) carbono -12 que es estable (en adelante, C12).
(2) carbono-14, que es radiactivo y se desintegra continuamente (en adelante, C14).

Cuando un organismo está vivo, consume continuamente alimentos de un entorno circundante que contiene una proporción fija de C12 y C14. Así que la proporción de C12 y C14 permanece fija. Pero cuando muere su consumo de alimentos se detiene. Por lo tanto, la cantidad de C12 en su cuerpo permanece fija, pero la cantidad de C14 disminuye con el tiempo debido a la desintegración radioactiva. Esto cambia la proporción de C12 y C14. La tasa de descomposición radiactiva se puede expresar como una función del tiempo con bastante exactitud. Por lo tanto, al medir la cantidad de C14 decaído, podemos determinar la cantidad de tiempo que ha transcurrido desde que el organismo murió.

Answer 3

El punto de la datación radiométrica es aplicarlo a los elementos para los cuales es posible deducir las relaciones isotópicas originales. Por lo general, puede deducir las proporciones originales debido a una propiedad química .

Por ejemplo, el uranio-234 se descompone al torio-230. Sin embargo, el uranio es soluble en agua, mientras que el torio no lo es. Así que cuando los arrecifes de coral se forman por primera vez, incorporan uranio, pero no torio. Por lo tanto, se conoce la proporción inicial de uranio a torio (es decir, 1: 0). Así que si el arrecife tiene átomos de torio, solo puede provenir de uranio en descomposición, no de torio inicial. Eso significa que cuanto más torio hay en el arrecife, más viejo debe ser. De hecho, la cantidad original de Uranium-234 debe ser igual a la suma de los átomos de Uranium-234 y Thorium-230. (Resulta que el Thorium-230 también se descompone, por lo que todavía hay más trabajo matemático por hacer).

De manera similar, el potasio-40 se descompone al argón-40 (y otros productos químicos como el calcio-40). Pero el potasio es un sólido, mientras que el argón es un gas (independientemente de la temperatura y la presión). Por lo tanto, las erupciones volcánicas que arrojan rocas con contenido de potasio estarán exentas de argón, ya que como un gas simplemente se expulsaría de la lava fundida básicamente de forma instantánea. Sin embargo, una vez que la lava se enfríe, el potasio cristalino en descomposición permanecerá atrapado dentro de la roca. Así que los átomos de argón dentro de la roca ígnea básicamente deben provenir de un origen de potasio. (De nuevo, aquí hay una complicación, ya que el argón también puede estar atrapado en xenolitos dentro de la lava, pero estos son fácilmente detectables y evitados).

La datación por carbono es mucho más complicada. El carbono que se acumula a partir del dióxido de carbono en la atmósfera en cualquier momento particular antes de 1950 básicamente incorpora una proporción de carbono 13 a carbono 14 que es uniforme. Los organismos clave que hacen esto son las plantas terrestres. Pero estas proporciones varían y no se conocen a priori. Sin embargo, los árboles (que son plantas terrestres) tienen anillos de árboles. Por lo tanto, es posible datar relativamente árboles de un bosque fósil, asociando las proporciones de carbono resultantes de cada anillo en particular. Al recopilar una base de datos lo suficientemente grande de estas asociaciones, es posible crear una cadena vinculada a la relación de edades desde 1950 hasta hace aproximadamente 13,400 años. Básicamente, la datación por carbono se reduce a encontrar la proporción de carbono-13 a carbono-14 en su artefacto orgánico (algo que se deriva de una fuente de plantas terrestres, como papel o ropa) y luego buscar la relación en las tablas conocidas para ver cuantos años tiene El uso de otros elementos fechados (como los arrecifes de coral y las variaciones de barro) para estas proporciones se ha extendido hasta 50,000 años. Por supuesto, el muestreo de la relación de isótopos de carbono tiene una precisión limitada, lo que impide cualquier otra cosa que supere los 80.000 años. Entonces, en términos prácticos, solo los elementos entre 67 y 50,000 años pueden ser fechados razonablemente con relaciones de isótopos de carbono. (1950 fue el primer año en que se realizaron pruebas de armas nucleares en la atmósfera a gran escala, lo que arrojó las proporciones de carbono lo suficiente como para básicamente arruinar el método para artefactos después de este año).

Answer 4

El carbono en la Tierra se puede encontrar en muchos ‘sabores’ diferentes, llamados isótopos. Los isótopos tienen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones en su núcleo, lo que significa que tienen diferentes pesos atómicos (ese es el número después de la ‘C’)

Uno de esos isótopos, el C-14, es radioactivo. Esto significa que no es estable, y finalmente se descompone en un isótopo más estable, en este caso Nitrógeno (N-14). Dado que la vida media de C-14 (el tiempo que tarda la mitad de una cantidad dada de la sustancia en transformarse en un isótopo más estable) es tan breve (5,568 años), no deberíamos encontrar nada en la naturaleza, pero por suerte para Nosotros, hay un proceso natural que reemplaza constantemente al C-14. Cuando los rayos gamma de alta energía provenientes del sol golpean nuestra atmósfera, una cierta cantidad de nitrógeno (peso atómico, 14) se convierte en C-14 (el proceso no es tan simple como transformar uno de sus protones en un neutrón, pero funciona todo lo mismo). Esto le proporciona a la Tierra una cantidad muy estable de C-14 y dado que todas las otras magnitudes involucradas (la cantidad total de Nitrógeno y Carbono en la atmósfera y la intensidad de la radiación de rayos gamma que golpea a la Tierra) también se puede asumir con seguridad como constante sobre largos períodos de tiempo, llegamos a la conclusión de que la abundancia de C-14 en relación con la de C-12 o C-13 también es muy estable.

Lo delicado de Carbon, y la razón principal por la que podemos usarlo para fechar el pasado es que los átomos de carbono son los ladrillos básicos de la vida, y todos los seres vivos conocidos lo procesan de una u otra forma. Toman el carbono presente en su entorno (ya sea como alimento o como CO2 inhalado del aire) y lo convierten en proteínas, energía (azúcares) y mucho, mucho más …

Mientras esté vivo, un organismo reemplaza constantemente sus “ladrillos” de carbono por otros nuevos, lo que también significa que mantiene constante su relación C-14 / C-12 (que coincide con la del entorno). Pero, tan pronto como muere, deja de hacerlo, y el C-14 decae rápidamente N-14 (recuerda, vida media: 5,568 años …)

Esta es la razón por la cual la datación por radiocarbono no se puede utilizar durante más de 60,000 años, porque para entonces las huellas de C-14 son tan débiles que no se pueden detectar con la suficiente precisión. También significa que el método tiene una cierta “imprecisión”, porque depende de la precisión con la que podamos medir las cantidades relativas de C-14 frente a C-12 (esto se puede calcular, pero crece con la edad y está aproximadamente entre 50 y 1.000 años)

Sin embargo, el método es MUY preciso, en comparación con otros métodos de datación (árboles de anillos, CO2 atrapado en el hielo, etc.) porque los procesos radioactivos son MUY regulares (se utilizan para alimentar los relojes más precisos …) y la relación de C -14 a C-12 es MUY estable en la Tierra.

Las afirmaciones de que esta relación se ve alterada por pruebas nucleares recientes olvidan que 1) este efecto es insignificante en comparación con los errores de medición C-14 y 2) generados por rayos gamma. El método C-14 no es realmente útil para la datación de tales restos “modernos”. Lo mismo puede decirse sobre el supuesto sesgo de los “microorganismos”. La materia orgánica seguramente se descompone después de la muerte, pero este proceso lleva años, no siglos, y, por lo tanto, es insignificante en comparación con toda la varianza del error de medición.

Si desea una explicación realmente completa de la datación por radiocarbono, consulte:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rad …

Answer 5

Tan pronto como un organismo vivo muere, deja de absorber carbono nuevo. La proporción de carbono 12 a carbono 14 en el momento de la muerte es la misma que la de cualquier otro ser vivo, pero el carbono 14 se descompone y no se reemplaza.

C14 tiene una vida media de ~ 5740 años, lo que significa que, después de 5740 años, la mitad de lo que originalmente estaba allí permanece probabilísticamente. Puedes calcular cuántos años tiene algo al encontrar la relación de C12 a C14 usando esta fórmula:

t = [ln (Nf / No) / (-0.693)] x t1 / 2
donde ln es el logaritmo natural, Nf / No es el porcentaje de carbono-14 en la muestra en comparación con la cantidad en tejido vivo, y t1 / 2 es la vida media del carbono-14.

Solo es confiable para calcular especímenes menores de 60,000 años debido a la corta vida media de C14.

Después de 1940 (cuando comenzaron las pruebas nucleares), los niveles de C14 se alteraron en la atmósfera, por lo que es muy difícil calcular la edad de cualquier cosa que haya muerto después de 1940.

Esto también se aplica a otros isótopos también. Otros radioisótopos útiles para la datación radiactiva incluyen uranio -235 (vida media = 704 millones de años), uranio -238 (vida media = 4.5 mil millones de años), torio-232 (vida media = 14 mil millones de años) y rubidio-87 ( vida media = 49 mil millones de años). Esto significa que las cosas mayores de 60,000 años también se pueden calcular.

Answer 6

La datación por radiocarbono funciona al comparar los tres isótopos diferentes del carbono. Los isótopos de un elemento particular tienen el mismo número de protones en su núcleo, pero diferentes números de neutrones. Esto significa que aunque son muy similares químicamente, tienen masas diferentes.

La masa total del isótopo se indica mediante el superíndice numérico. Mientras que los isótopos más ligeros

12

C y

13

C son estables, el isótopo más pesado.

14

C (radiocarbono) es radioactivo. Esto significa que su núcleo es tan grande que es inestable.

A través del tiempo

14

C se descompone en nitrógeno (

14

NORTE). Más

14

C se produce en la atmósfera superior donde los neutrones, que son producidos por los rayos cósmicos, reaccionan con

14

Átomos de n.

Luego se oxida para crear.

14

CO

2

, que se dispersa por la atmósfera y se mezcla con

12

CO

2

y

13

CO

2

. Este CO

2

se utiliza en la fotosíntesis de las plantas, y desde aquí se pasa a través de la cadena alimentaria (ver figura 1, a continuación).

Cada planta y animal en esta cadena (¡incluyéndonos a nosotros!) Tendrá, por lo tanto, la misma cantidad de

14

C en comparación con

12

C como el ambiente (el

14

DO:

12

Relación de C).

Answer 7

Hay dos métodos básicos de C14 (hay variaciones como hacerlo como un líquido o un gas)

Tradicionalmente, se toma una muestra, usted sabe cuánta radiación debería tener, mide la cantidad de radiación que le queda. C14 decae a la vida media de 5730 años y hace crujir las matemáticas.

Luego lo calibra comparándolo con una comparación de anillos de árboles, se observó que los resultados se desvían, ya que la producción de C14 no es constante ni a corto ni a largo plazo. A corto plazo se altera por las manchas solares, por lo que las muestras de semillas son menos precisas, ya que son de corta duración que una muestra de madera. A largo plazo, no era que las fechas de la Edad del Hierro no fueran las esperadas, por lo que las fechas se calibraron.

El método más nuevo es usar un espectrómetro de masas, ya que se requieren muestras más pequeñas, el isótopo se considera como átomos y no como desintegración radiactiva.

Funciona en muestras de hasta 8–10 vidas medias y recuerde que data de la cosa, enterrándome en un ataúd de roble medieval (aún no pls) y analizar el árbol no me hace medieval

otros métodos son mejores en un rango más antiguo, se mide la cantidad de argón producido por el potasio radioactivo, asumiendo que la muestra no permite que el argón se escape

O las series de uranio miden los elementos hijos producidos por las averías radioactivas.

Answer 8

Hay algunas partículas de carbono en la atmósfera. Cuando los rayos del sol los alcanzan, algunas de estas partículas se convierten en carbono 14 (un carbono radioactivo).

La tasa más alta de producción de carbono-14 tiene lugar en altitudes de 9 a 15 km (30,000 a 50,000 pies). En latitudes geomagnéticas altas, el carbono-14 se propaga uniformemente por toda la atmósfera y reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono.

El dióxido de carbono también impregna los océanos, disolviéndose en el agua. Las plantas absorben el dióxido de carbono atmosférico por fotosíntesis y son ingeridas por los animales. Por lo tanto, cada ser vivo está intercambiando constantemente carbono-14 con su entorno mientras vive.

Una vez que un ser muere, sin embargo, este intercambio se detiene. El carbono en su cuerpo permanecerá hasta que se descompone o fosiliza. La cantidad de carbono-14 disminuye gradualmente a través de la desintegración beta radiactiva con una vida media de 5,730 años.

Entonces, los científicos pueden estimar la edad del fósil observando el nivel de descomposición en su carbono radioactivo.

Lea más acerca de Half Life, Carbon Dating y su descubrimiento.

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¿Cómo funciona la datación por carbono 14?

¿Alguna vez te has preguntado cómo se calcula la edad de los fósiles o los artefactos antiguos?

La respuesta es a través de

carbono 14 .

Este método de datación, desarrollado por Williard Libby en 1949, permite conocer con gran precisión la fecha de origen de los restos orgánicos.

¿Qué es el carbono 14?

El carbono 14 es un isótopo del carbono.

Para entender qué es un isótopo, debemos recordar que los átomos están formados por un núcleo, que tiene protones y neutrones, y una capa, que tiene electrones.

La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en el núcleo, es decir, se debe a protones y neutrones, y el número de protones y neutrones en el núcleo suele estar indicado por un número que acompaña al nombre del elemento, esta es la

número de masa

Cambiar el número de protones en el núcleo cambia el elemento que tenemos (la posición en la tabla periódica se define por el valor del número de protones o número atómico), pero ¿qué sucede si cambia el número de neutrones?

Si hacemos esto, tendremos un isótopo de un elemento.

Así, un elemento químico puede tener varios isótopos.

Por ejemplo, en el caso del hidrógeno tenemos dos isótopos: deuterio (1 neutrón) y tritio (2 protones).

Y en el caso del carbono tendremos tres isótopos: carbono 12 (6 protones y seis neutrones), carbono 13 (6 protones y 7 neutrones) y carbono 14 (6 protones y 8 neutrones).

¿Cómo se determina la edad de los fósiles?

Una de las diferencias entre los diferentes isótopos es el tiempo que tarda en desintegrarse.

Así es, cada uno de estos elementos se desintegra lentamente para dar lugar a otros diferentes.

Aunque dependiendo del tipo de isótopo, esto puede suceder muy rápidamente o muy lentamente.

Para saber el tiempo que lleva desintegrar un elemento, se utiliza el período de vida media.

, que es el tiempo que transcurre hasta que la cantidad de muestra se reduce a la mitad.

Por lo tanto, si tomamos por ejemplo el polonio 208 (elemento llamado así por Marie Curie en honor a Polonia), su vida media es de 2.898 años, si tomamos el polonio 209 tomará 103 años y el polonio 210 tomará 138.376 días.

¿Y para los isótopos de carbono ?

Bueno, mientras que los isótopos del carbono 12 y 13 son estables, con el isótopo del carbono 14 no ocurre lo mismo, y tiene una vida media de 5730 años.

El carbono 14 se origina principalmente en la atmósfera debido a la acción de los rayos cósmicos.

Sobre los átomos de nitrógeno, y una vez formados dan lugar al dióxido de carbono.

Y ese dióxido de carbono es absorbido por las plantas durante la fotosíntesis, ¡así que todas tienen carbono 14! Y si los animales toman plantas, también tendrán carbono 14.

La cantidad de carbono 14 permanece prácticamente constante en el tiempo y será igual a la de la atmósfera, ya que alcanzan un equilibrio.

Así que los científicos solo tienen que saber cuánto carbono 14 queda en un fósil y saber qué había en esa atmósfera en ese momento, ¡ya sabes la edad del fósil!

Answer 10

Como, hay muchas respuestas detalladas. Entonces, estoy produciendo la lógica y la razón detrás de esto, no detalles para una fácil comprensión.

La datación por carbono es una técnica utilizada para calcular la edad de las cosas que contienen carbono.

Esto funciona sobre el principio de decaimiento radiactivo de ciertos elementos con el tiempo. Con el tiempo, ciertos elementos se descomponen en otros elementos o su isótopo (el mismo elemento con diferente número de masa ). Para muchos elementos e isótopos, este tiempo se conoce y se llama vida media ( tiempo requerido para la descomposición de la mitad de la masa inicial ).

Por lo tanto, en la datación por carbono usamos C-14 ( isótopo del carbono con 14 números de masa ) para los cálculos. Digamos que sabemos que los humanos tienen una relación de C-14 a C-12 de 1 / x cuando están vivos y en el fósil encontrado encontramos que esta relación cambió a 1 / (x + y); por lo que este C-12 extra se produce a partir de C-14. Por lo tanto, podemos calcular la cantidad de C-14 decaído y con esta vida media podemos calcular la edad.

Sin embargo, hay problemas con esta técnica de que conocer la relación inicial es difícil y también se puede utilizar durante un período de tiempo reducido de 10 vidas medias o 50,000 años. Por lo tanto, se utilizan nuevos métodos en los que la relación inicial también es calculable ( aquí el elemento después de la desintegración es completamente diferente y, por lo tanto, puede usarse para los cálculos de la relación inicial. Como este nuevo elemento solo se produce por desintegración ). Por lo tanto, conocer la masa actual del elemento en descomposición y el elemento producido debido a la desintegración es suficiente para calcular la edad. Estos se utilizan para cálculos de la edad de la tierra, etc.

Answer 11

El tiempo durante el cual el organismo dado ha permanecido vivo, puede determinarse utilizando la técnica de datación por carbono. Fue desarrollado por sir Willard F. Libby.

Answer 12

Agregaría que los niveles de C-14 en la atmósfera no han sido completamente constantes durante el período de tiempo relevante para el que se usa la datación por carbono (además de las pruebas nucleares mencionadas anteriormente), y con frecuencia se usan datos adicionales para mejorar eso. procedimiento de datación, incluida la dendrocronología, el uso de estudios de anillos de árboles.

Además, el material fechado puede sufrir mucha adulteración debido a cosas tales como microorganismos y diversas partículas.

Answer 13

Esta pregunta ya ha sido formulada y contestada:

¿Cómo funciona la datación por carbono?