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Die C14-Methode
24
Altersbestimmung mit der C14-Methode
Jan Philipps & Jan-Philip
07/12/2020
Quellen
Definition
"Radiokarbonmethode"
"Radiokarbondatierung"
"C14-Datierung"
Altersbestimmungsmethode
-> Vor allem organischer Proben
Findet Anwendung als archäologische Altersbestimmung
Basiert auf dem radioaktiven Zerfall des Kohlenstoff-Isotops C14
-> Halbwertszeit 5730 Jahre
Funktioniert nur für organische Proben
Grenzen
"Ab einem 1/1024 des ursprünglichem C14 wird Messen zu ungenau"
1/1024 = 1/2^10
Zehn Halbwertszeiten
1.
5750 * 10 = 57 500 a
2.
bei ~60 000 Jahren liegt die Grenze
-> Zu Ungenau
Beispiele
Bekannte Beispiele
Grabtuch von Turin
Gletschermann "Ötzi"
Geschichte
Verantwortliche
Beteiligte
Willard Frank Libby
- geboren 1908 - gestorben 1980
- Chemiker und Physiker
- Entwickelte die C14-Methode
-> 1960 Nobelpreis für Chemie
- Beteiligt am Atombombenprojekt
Zeitstrahl
1949:
1939:
Nachweis
Veröffentlichung
später:
1948:
Entwicklung
Korrektur
Entstehung
Aufkommen:
C12 - ~99%
C13 - ~ 1%
C14 - ~1,2 %
-10
14
N + n --> C + p
Kosmische Strahlung
- Auch "Urstrahlung" genannt
- Hochenergetische Strahlung ausgehend von der Sonne und von Galaxien
- besteht vorwiegend aus Protonen, aus Elektronen und vollständig ionisierten Atomen
Aufnahme
14
" C + O --> CO2"
- Als Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre
-> Aufnahme der Pflanzen durch Photosynthese
-> Aufnahme des Menschen durch Nahrung
Anwendung
- Todeszeitpunkt ist der Start der Messung
-> C14 Kerne werden nicht erneuert
-> zerfallen
- Probe wird gereinigt
- In einer Brennkammer zu Kohlenstoffdioxid umgewandelt
- In einem Behälter eingeschlossen
- "Massenspektrometer"
- Magnetfelder werden verwendet um
C12, C13 und C14 zu trennen
- Anteile von gegebenen Isotopen werden ermittelt
.
weitere Methoden
Weitere Methoden
Dendrochronologie
- Basiert auf den
Jahresringen in einem
Baumstamm
- ältester, so gebildeter Kalender reicht ~12500 Jahre in die Vergangenheit
Stratigrafie
- Eher grobe Bestimmung mithilfe der Schichtlehre
Weitere Methoden
Rubidium-Strontium-Methode
- Rubidium 87 - Strontium 87
- häufig als Überprüfung
-> Genauer
Uran-Thorium-Methode
- Zerfall von Uran zu Thorium 230
- Meeressedimente
Kalium-Argon-Methode
- Kalium 40 - Argon 40 -Calcium 40
-> kommen in vielen Mineralien vor
- Gesteine von eins bis zwei Milliarden Jahren
- Argon kann entweichen
-> ungenau
Aufgaben
- Gegeben ist die Halbwertszeit
-> 5730
f(t) = a*b^t
f(t) = a * b^5730
0,5 = b^5730
5730 Wurzel aus 0,5 = ~0,99988
b = ~0,99988
Gletschermann Ötzi
1.
Als Ötzi im Eis gefunden wurde, betrug der Anteil von C14 im Vergleich zum ursprünglichem Wert nur noch ~53,3%
Wann starb Ötzi ?
t
0,533 * a = a * 0,99988
0,533 = 0,99988
log(0,533) = log (0,99988)
log(0,533) = t * log (0,99988)
t =
2.
log(0,533)
log (0,99988)
3.
t = ~5243,3
A: Ötzis Leiche ist ungefähr 5243 Jahre alt
Turiner Grabtuch
1.
Bei einer Messung 1988 waren noch ~92,15% der ursprünglichen 14C-Atome sind übrig
1. Wie alt ist Das Grabtuch ?
2. Wie viel Prozent der 14C-Atome sind in diesem Jahr (2020) noch übrig ?
t
0,9215 * a = a * 0,99988
0,9215 = 0,99988
log(0,9215) = log (0,99988)
log(0,9215) = t * log (0,99988)
t = log(0,9215)/log(0,99988)
2.
3.
t = ~681a
Die Herrstellung des Turiner Grabtuches liegt ~681 Jahre zurück
4.
Seit 1988 sind 32 Jahre vergangen
681 + 32 = 713
0,99988 = ~0,91799
~91,8% Der C14-Kerne sind übrig
713
Bilder/Icons
Inhaltl. Quellen
https://de.freepik.com
https://www.flaticon.com
https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/oetzi-ass-vor-seinem-tod-giftplanze-a-1217492.html
http://www.bastgen.de/schule/physik/13/Material/G131T4%20Turiner%20Grabtuch.pdf
http://www.bio.vobs.at/evolution/e04-alter.php
https://studyflix.de/physik/c14-methode-2117
https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/kohlenstoff-isotope.php
https://evolutionsweg.de/methoden-zur-altersbestimmung/
https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/c-14-methode/
https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/anwendungen-der-kernphysik/grundwissen/altersbestimmung-mit-der-radiocarbonmethode