ما الكربون-14؟
الكربون-14 نظير مشع للكربون. تحتوي الكائنات الحية خلال حياتها على نسبة من الكربون، ومنها كمية قليلة من الكربون-14. عندما يموت الكائن يتوقف تقريبًا عن تبادل الكربون مع البيئة، ويبدأ الكربون-14 الموجود فيه بالتحلل تدريجيًا. لذلك يمكن استخدام كمية الكربون-14 المتبقية لتقدير زمن موت الكائن.
هذه الطريقة تسمى التأريخ بالكربون المشع أو التأريخ بالكربون-14. وهي مفيدة في دراسة بقايا النباتات والحيوانات والأخشاب والعظام والمواد العضوية الحديثة نسبيًا.
عمر نصف الكربون-14
عمر نصف الكربون-14 يقارب 5730 سنة. هذا يعني أنه بعد 5730 سنة يبقى نصف كمية الكربون-14 الأصلية، وبعد 11460 سنة يبقى ربعها تقريبًا، وهكذا. لذلك يستخدم الكربون-14 عادة في نطاق زمني محدود للمواد العضوية، وليس لتأريخ صخور عمرها مئات ملايين السنين.
متى نستخدم الكربون-14؟
- بقايا خشب قديم.
- عظام أو أنسجة كانت لكائنات حية.
- فحم نباتي من مواقع أثرية.
- مواد عضوية محفوظة في رواسب حديثة نسبيًا.
لا نستخدمه عادة لتأريخ الديناصورات مباشرة إذا كان عمرها عشرات ملايين السنين؛ لأن كمية الكربون-14 تصبح ضئيلة جدًا بعد فترات طويلة. في هذه الحالات يستخدم العلماء نظائر أخرى أو يؤرخون طبقات بركانية مرتبطة بالطبقات التي تحتوي الأحافير.
الفرق بين الكربون-14 ونظائر التأريخ الأخرى
الكربون-14 مناسب للمواد العضوية الحديثة نسبيًا. أما اليورانيوم والبوتاسيوم وبعض النظائر الأخرى فتستخدم لتأريخ صخور أقدم بكثير؛ لأنها تتحلل ببطء أكبر ولها أعمار نصفية طويلة. لذلك اختيار النظير يشبه اختيار المسطرة المناسبة: لا تقيس ملعبًا بمسطرة مدرسية صغيرة إذا عندك شريط قياس أطول.
مثال امتحاني محلول
السؤال: لماذا يستخدم الكربون-14 في تأريخ بقايا كائنات حية؟
الحل: لأن الكائنات الحية تحتوي على الكربون، وبعد موتها يبدأ الكربون-14 فيها بالتحلل بمعدل معروف.
السؤال: هل يناسب الكربون-14 تأريخ صخر ناري عمره مليار سنة؟
الحل: لا، لأنه يناسب مواد عضوية أحدث نسبيًا، ولأن عمر نصفه أقصر من أن يكون مفيدًا جدًا لمثل هذه الأعمار الضخمة.