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C-14-Methode zur Bestimmung des Alters von Fossilien

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by

Simon Joll

on 26 June 2016

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Transcript of C-14-Methode zur Bestimmung des Alters von Fossilien

Wie entsteht radioaktives C-14?
- C-14 wird ständig durch Kernreaktionen in den oberen Schichten der Erdatmosphäre neu gebildet
Zum Mitdenken
Ein alter Knochen hat nur noch eine Aktivität von 35 Bq, während ein gleich großer frischer Knochen eine Aktivität von 150 Bq hat. Wie alt ist der Knochen?
Halbwertszeit & Grenzen der Methode
- die Halbwertszeit von C-14 liegt bei 5730 Jahren
Uran-Blei-Methode für ältere Objekte
- benutzt beide Uran-Blei-Reihen
-> Uran-Radium
-> Uran-Actinium
Wie zerfällt es wieder?
- C-12 und C-13 sind stabil, C-14 aber nicht
Grundidee der C-14-Methode
- C-14 kommt über Kohlenstoffdioxid in Pflanzen etc.
-> diese stellen aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Kohlenhydrate her
C-14-Methode zur Bestimmung des Alters von Fossilien
- Freisetzung von Neutronen durch kosmische Strahlung
- Kernreaktion mit solch einem Neutron und Stickstoff-Isotop N-14 (in der Atmosphäre am häufigsten)
- Neutron wird eingefangen, Proton abgespalten
-> aus N-14-Kern ein C-14-Kern
- C-14 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 5730 ± 40 Jahren
-> durch β-Zerfall zu N-14, einem Elektron und einem Antineutrino
- von dort aus kommt es, zusammen mit dem im Verhältnis existierenden C-12, zu den Lebewesen
- mit dem Tod endet der Stoffwechsel, es wird kein neues C-14 aufgenommen
-> bisherige C-14-Isotope zerfallen, die C-12-Isotope nicht
- da die Halbwertszeit etc. bekannt ist, lässt sich so bei Organismen das Alter sehr gut bestimmen
- deshalb lässt sich "nur" das Alter von bis zu 57.000 Jahre alten Fossilien bestimmen
- nach ca. 10 Halbwertszeiten sind die verbleibenden Atome nicht mehr genau messbar (unter 0,1% nicht hinreichend messbar)
- dafür braucht man andere Verfahren (später erläutert)
0,5^(x/5730) = aktuelles Verhältnis
Formel:
Lösungsweg:
0,5^(x/5730) = 35/150
x = ln(35/150)/ln(0,5)*5730
=
12030,33941
=
ungefähr 12.000 Jahre alt
- deutlich höhere Halbwertszeiten
-> braucht länger, um einen nicht messbaren Zustand zu erreichen
- damit wurde zum Beispiel das Alter der Erde gemessen
-> 4,55 Milliarden Jahre etwa
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