Comment fonctionne la datation au carbone?

Anonim

Le carbone est indispensable à la vie biologique. Toute la vie sur Terre est basée sur elle. Sans l'amabilité du carbone, une simple matière organique n'aurait pas pu évoluer pour atteindre l'extraordinaire complexité insondable dont elle se vante désormais: la complexité de développer un système permettant de sentir, de respirer, de digérer, d'excréter et primate maigre, sans poils, même un système à penser.

Toute la vie sur terre est basée sur le carbone. (Crédit photo: Subham Dey)

Cependant, un pourcentage infime de ce carbone est radioactif! Mesurer la quantité de ce carbone radioactif dans la matière organique permet de déterminer son âge; la méthode utilisée est appelée datation au carbone radioactif ou, tout simplement, datation au carbone. Voici comment ça fonctionne.

Carbone 14

Un élément et son isotope présentent les mêmes propriétés électriques, mais des propriétés physiques différentes. En effet, les deux éléments comprennent le même nombre de protons et d'électrons, mais un nombre différent de neutrons. Les jumeaux sont ensuite identifiés par différentes dénotations, soulignant le nombre de neutrons, qui est ajouté au symbole de l'élément. Le C-12 a 12 neutrons, tandis que le C-14 a 14 neutrons; les deux ont cependant 6 protons et électrons.

Les éléments clés du C-14 sont qu’il est radioactif, qu’il est instable, ce qui le force à émettre des particules et donc à se désintégrer dans le temps.

(Crédit photo: Sciencing)

Le principe de la datation au carbone

Cependant, lorsqu'un organisme meurt, il cesse de consommer du carbone. Parce que le C-14 est radioactif, il commence à se désintégrer. Le rapport entre les atomes C-14 et C-12 dans l'organisme diminue maintenant. Plus l'organisme est âgé, plus le C-14 se décompose, plus le rapport est petit. Les archéologues utilisent ce rapport pour dater un arbre ou un fossile, par exemple.

Ils se réfèrent à l'équation suivante pour mesurer l'âge d'un échantillon:

L'équation dicte la désintégration d'un isotope radioactif. Ici, N représente le nombre d'atomes de l'isotope dans l'échantillon à t = 0 ou lorsque l'organisme, dont une partie forme maintenant l'échantillon, est mort, tandis que N représente le nombre d'atomes restants après le temps t écoulé .

N'oubliez pas que le rapport entre les atomes C-14 et C-12 dans l'organisme et dans l'environnement est le même lorsqu'il est en vie. La connaissance de ce rapport, que nous possédons déjà, nous permet d’obtenir la valeur de N , le nombre initial d’atomes de C-14. La valeur actuelle N doit cependant être mesurée. Les atomes C-14 de l'échantillon sont comptés à l'aide d'instruments délicats, tels que les compteurs bêta et les spectromètres à accélérateur de masse.

λ est une constante d'élément dont la valeur pour C-14 est 8, 267. Le temps t écoulé ou l'âge de l'échantillon peut être obtenu en réarrangeant l'équation:

La datation au carbone est-elle fiable?

De plus, la datation au carbone semble reposer sur une erreur. Il est fondamentalement basé sur l'hypothèse que le rapport des atomes C-14 à C-12 dans l'environnement a toujours été le même tout au long de chaque âge.

Ce n'est certainement pas vrai. Depuis la révolution industrielle en particulier, nous avons dilué la quantité d'atomes de C-12 dans l'environnement en y déversant sans vergogne une quantité alarmante de dioxyde de carbone, produite par la combustion de combustibles fossiles. Une augmentation de C-12 signifie que le ratio est maintenant réduit, ce qui signifie que l'âge d'un échantillon sera considéré comme plus vieux que ce qu'il est réellement!

À l’inverse, les explosions nucléaires produisent d’énormes quantités de C-14, de sorte que la pléthore d’essais nucléaires que nous avons effectués a augmenté sa quantité dans l’atmosphère. Cela augmente le ratio, ce qui amène l’âge d’un échantillon à mesurer plus jeune qu’il ne l’est réellement.

Depuis la révolution industrielle en particulier, nous avons dilué la quantité d'atomes de C-12 dans l'environnement en y déversant sans vergogne une quantité alarmante de dioxyde de carbone. Crédit photo: Pixabay

Néanmoins, avec la connaissance de la quantité de déviation qu'une augmentation ou une diminution d'atomes de C-14 entraînera, nous pouvons rendre compte de ces divergences en soustrayant simplement ou en ajoutant l'erreur de ou à l'âge apparent pour obtenir l'âge réel. Encore une fois, la datation au carbone n'est peut-être pas exacte, mais elle est suffisante.