Árbók Hins íslenzka fornleifafélags - 01.01.2010, Page 7

6 ÁRBÓK FORNLEIFAFÉLAGSINS
1. Inngangur
Í náttúrunni finnast þrjár samsætur kolefnis. Samsætur hafa sama fjölda
róteinda í kjarna en mismunandi fjölda nifteinda. Þær hafa því mismunandi
atómþunga en sömu sætistölu í lotukerfinu. Tvær af samsætum kolefnis
(12C og 13C) eru stöðugar en 14C er geislavirkt (eyðist því stöðugt) og
nefnt geislakol. Í kolefni andrúmsloftsins er 12C langalgengast (99%) en
kolefni af gerðinni 14C afar sjaldgæft (0,0000000001%). Til að varpa enn
frekara ljósi á hversu geislakol er lítill hluti af kolefni andrúmsloftsins
má nefna að í fersku frækorni er aðeins eitt af hverjum 1000 milljörðum
kolefnisatóma af gerðinni 14C.
Aldursgreining með geislakoli (14C) var þróuð af W. Libby og sam-
starfsfólki hans við háskólann í Chicago árið 1949 og byggist á þeirri
nálgun að hlutfallið milli geislavirku samsætunnar 14C og stöðugu
samsætunnar 12C í lífrænu efni endurspeglar sama hlutfall og er í koltvíoxíði
andrúmsloftsins (Libby, 1952). Þegar lífvera deyr hættir hún að taka upp
14C úr andrúmsloftinu og styrkur þess minnkar jafnt og þétt þannig að
eftir 5730 ár, sem er sk. helmingunartími geislakols, er helmingur þess 14C
eftir sem upphaf lega var í lífræna efninu við dauða þess. Þessa vitneskju er
hægt að nota til að aldursgreina lífrænt efni með því að mæla styrk 14C í
sýninu í hlutfalli við stöðugu samsætuna 12C. Með þessari aðferð er hægt
að aldursgreina sýni sem eru allt að 60.000 ára gömul.
Mældur geislakolsaldur er háður ýmsum ákvörðunum og nálgunum.
Til dæmis er reiknað með að upphafsstyrkur geislakols við dauða lífveru
sé þekkt og óbreytt stærð síðastliðin 60.000 ár og sá sami fyrir allar
lífverur. Hvorugt er allskostar rétt. Fyrra atriðið er leiðrétt með sk.
leiðréttingarkúrfum og það síðara með því að mæla hlutfall stöðugu
samsætnanna 13C/12C í sýninu og leiðrétta samkvæmt því. Hlutfall stöðugu
samsætnanna er gefið upp sem frávik frá staðli og nefnt deltagildi (δ13C).
δ13C mælingar eru ekki aðeins mikilvægar til að reikna niðurstöður 14C
mælinga í raunaldur, heldur einnig vegna þess að þær veita vitneskju um
það umhverfi sem sýnið kemur úr, þ.e. hvort það komi af yfirborði jarðar,
úr sjávarumhverfi eða úr einhverskonar blöndu af þessu tvennu.
Tvær aðferðir eru notaðar til að mæla 14C styrk í sýni. Eldri aðferðin,
sem oft er nefnd hefðbundin aðferð (conventional method) byggist á að
mæla geislavirkni sýnisins með því að nota annað hvort gastalningu eða
vökvasindurtalningu (Páll Theodórsson, 1992). Vegna þess hve styrkur
14C er lítill þarf tiltölulega stór sýni (nokkur grömm) til að fá svörun á
viðunandi tíma (1-2 sólarhringar). Þar sem sýnin eru ekki af skornum