Vanha luuranko

Radiohiili – Miten radiohiiliajoitus toimii?

Radiohiiliajoitus on auttanut 1950-luvulta asti arkeologeja määrittämään enintään 50 000 vuotta vanhojen löytöjen iän.

Radiohiiliajoitus on auttanut 1950-luvulta asti arkeologeja määrittämään enintään 50 000 vuotta vanhojen löytöjen iän.

Shutterstock

Radiohiiliajoitus

Kaikkiin eliöihin varastoituu hiilen radioaktiivista isotooppia 14 niiden eläessä, mutta kuoleman jälkeen sen tulo loppuu. Mittaamalla eliöstä siinä olevan radiohiilen määrä on mahdollista määrittää sen ikä.

Radiohiiliajoituksella voidaan iätä esimerkiksi kasveja ja eläimiä, jotka ovat kuolleet enintään noin 50 000 vuotta sitten.

Hiilen radioaktiivista isotooppia 14 syntyy ilmakehässä, kun avaruudesta tulevan säteilyn irrottamat neutronit osuvat typpi-14-atomeihin. Radiohiili sisältyy Maan biologiseen kiertoon ja päätyy kasveihin, eläimiin ja ihmisiin. Kuollessaan yksilö lakkaa ottamasta vastaan radiohiiltä, ja aine alkaa hajota eli sen määrä vähenee ajan mittaan.

Kaavio radiohiilen puoliintumisajasta

Vanhan eliön kuolinajankohta voidaan määrittää mittaamalla radiohiilen jäljellä oleva siitä ja vertaamalla sitä nykyajalta peräisin olevaan vertailunäytteeseen.

© Tieteen Kuvalehti

Tavallisessa hiiliatomissa on kuusi protonia ja kuusi neutronia. Sitä kutsutaan hiilen isotoopiksi 12. Hiilen raskaampi ja radioaktiivisempi muoto, hiilen isotooppi 14 eli radiohiili, sisältää kahdeksan neutronia.

Nykyisin hiiltä tarvitaan vain gramman tuhannesosa eliön iän määrittämiseksi. Näyte laitetaan hiukkaskiihdyttimeen, joka yksinkertaistetusti esitettynä lajittelee raskaammat hiili 14 -isotoopit kevyemmistä hiili 12 -isotoopeista.

Radiohiiliajoitus ei ole aivan tarkka

Ajoitusmenetelmä ei ole aivan tarkka, koska ilmakehässä radiohiilen suhteellinen osuus vaihtelee vuodesta toiseen Maan ja Auringon magneettikenttien muutosten mukaan.

Iänmäärityksen luotettavuus riippuu näytteen iästä, ja se on ± 40 vuotta keskiajan näytteiden osalta ja ± 100 vuotta kivikauden näytteiden osalta.

Radiohiilen puoliintumisaika on 5 730 vuotta, mikä tarkoittaa sitä, että tuon ajan kuluessa puolet aineesta on hajonnut. Siten kahden puoliintumisajan eli 11 460 vuoden jälkeen alkuperäisestä radiohiilimäärästä on jäljellä enää ainoastaan neljäsosa.

Lisäksi kala voi aiheuttaa esimerkiksi kivikautisten asuinpaikkalöytöjen iän vääristymisen, koska se sisältää vähemmän radiohiiltä kuin maalta peräisin oleva ravinto. Jos saviastiassa kypsennettiin kalaa, ruoantähteistä saatu ajoitus voi olla tuhansia vuosia pielessä.

Tämä selvisi tanskalaisessa tutkimuksessa vuonna 2013, kun tutkijat kypsensivät tuoretta kalaa saviastiassa ja sovelsivat sitten radiohiiliajoitusta.

Kalan jäännökset ajoitettiin jopa 2 000 vuotta vanhoiksi ja siten saviastiat saivat myös paljon todellista vanhemman ajoituksen.