Πέμπτη, 14 Φεβρουαρίου 2013

ΤΟ ΑΝΘΡΑΚΙΚΟ ΡΟΛΟΙ




Στην περίοδο των μεγάλων παγετώνων  το μεγαλύτερο μέρος της επιφανείας της Γης καλυπτόταν από πάγο, που είχε πάχος 2.000 μέτρα.





ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ : Ο άνθρακας-14 είναι ένας τρόπος για τον προσδιορισμό της ηλικίας ορισμένων αρχαιολογικών ευρημάτων-βιολογικής προέλευσης-μέχρι περίπου 50.000 ετών.

Στην εποχή αυτή εμφανίστηκαν τα μαμούθ και άλλα ζώα. Η ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα C14 στην ζώσα οργανική ύλη της εποχής εκείνης ήταν ίδια όπως και σήμερα.

Τα ζώα και τα φυτά που βρέθηκαν στο αιώνια παγωμένο έδαφος διατηρήθηκαν για πολλές χιλιετηρίδες. Το αρχικό στάδιο διατήρησης  των νεκρών οργανισμών χαρακτηρίζεται από ασήμαντη διάσπαση του ραδιενεργού άνθρακα C14 που περιείχαν.

Στην αρχή της σύγχρονης (της μετά τους παγετώνες περιόδου) ο ραδιενεργός άνθρακας C14 στα λείψανα των ζώων και των φυτών ήταν μισός σε ποσότητα, από όση είχαν τα ζώα αυτά όταν ζούσαν. Το ποσοστό αυτό του ραδιενεργού άνθρακα C14 αντιστοιχεί με τον χρόνο ημίσειας τιμής διάσπασης, που είναι  5.500 χρόνια.

Στην μετά παγετώνες περίοδο, υπήρχαν εκτεταμένες στέπες. Στα αραιά δάση υπήρχαν κυρίως έλατα και λάρικες. Τα σύνορα αυτών των δασών βρίσκονται 200 χλμ βορειότερα από ότι σήμερα. Η ανεπάρκεια νερού και η χαμηλή θερμοκρασία αποτελούσαν κατάλληλες συνθήκες , για να σχηματισθούν έλη και οι τυρφώνες, που συγκέντρωναν την νεκρή οργανική ύλη. Ο προσδιορισμός της ποσότητας του ραδιενεργού άνθρακα C14 στις διάφορες γεωλογικές αποθέσεις βοηθάει να υπολογίσουμε την ηλικία τους.




ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ : Μια από τις απόλυτες τεχνικές χρονολόγησης είναι carbon-14 (ή άνθρακας 14) χρονολογώντας, το οποίο είναι χρησιμοποιημένα μέχρι σήμερα οργανικά υπολείμματα.

Η διάσπαση του ραδιενεργού άνθρακα C14 γίνεται με αυστηρή νομοτέλεια και ανεξάρτητα από τα κοιτάσματα της οργανικής ουσίας και τους όρους διατήρηρσής της. Ύστερα από κάθε 5.500 χιλ χρόνια η ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα C14  σ αυτήν μειώνεται κατά το μισό και όσο λιγότερος ο ραδιενεργού άνθρακα C14 μένει στην οργανική ύλη, τόσο δυσκολότερο είναι να προσδιοριστεί η ακριβή ποσότητά του.

Η ελαχίστη ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα C14 στα γεωλογικά λείψανα επιτρέπει να προσδιορίσουμε την ηλικία τους, στην περίπτωση μοναχά που αυτή δεν είναι μεγαλύτερη από 20-30.000 χρόνια. Όταν η διάσπαση του ραδιενεργού άνθρακα C14 είναι πιο μακροχρόνια, η απομένουσα ποσότητα του στην οργανική ύλη δεν προσδιορίζεται και το «ανθρακικό ρολόι» παύει να λειτουργεί.

Πιο συγκεκριμένα κάθε ραδιενεργό στοιχείο όταν διασπάται «γεννά’ πάντοτε «θυγατρικό» στοιχείο έτσι έχουμε μια συνεχή «αλυσίδα» πχ το Ουράνιο, το ακτίνιο και το θόριο  «γεννούν» τον μόλυβδο και το αέριο ήλιο, από το κάλιο σχηματίζεται το ασβέστιο και το αέριο αργόν, από το ρουβίδιο σχηματίζεται το στρόντιο κοκ Κάθε στοιχείο έχει την δική του ταχύτητα διάσπασης και αυτό λέγεται ημίσεια τιμή πχ η Η.Τ. του ουρανίου είναι 4,5 δις χρόνια του καλίου 1,4 δις  χρόνια και του ραδίου 1.590 χρόνια.

Όταν προσδιορίσουμε την ηλικία των ορυκτών, μπορούμε να προσδιορίσουμε κι την ηλικία των πετρωμάτων και κατά συνέπεια να προσδιορίσουμε τις γεωλογικές περιόδους, σ όλα αυτά έδωσαν απαντήσεις οι επιστήμονες με την μέθοδο του άνθρακα.  Η μέθοδος περίπου είναι η ακόλουθη:
Η επίδραση των κοσμικών ακτίνων προκαλούν στην ατμόσφαιρα αντιδράσεις που προκαλούν την μετατροπή των στοιχείων πχ το άζωτο Ν14 μετατρέπεται σε άτομα ειδικού άνθρακα με ατομικό βάρος 14  , ο κοσμικός ραδιοάνθρακας  C14 διαφέρει από τον συνηθισμένο άνθρακα της Γης στο ότι είναι ραδιενεργός.







ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ : Οργανισμοί που έπαψαν να προσλαμβάνουν διοξείδιο τού άνθρακα.
Η άμμος σε μεγάλα βάθη, περιέχει 1% οργανική ύλη.
Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για κατασκευές εδώ και 2000 έτη.
Μετεωρίτες που παράγουν από την κοσμική ακτινοβολία τού διαστήματος, 50 πυρήνες ραδιενεργού άνθρακα ανά χιλιόγραμμο και ανά λεπτό, ή 10 πυρήνες για σιδηρομετεωρίτες. Τη στιγμή τής πτώσης τους στη Γη, παύει η παραγωγή, και μπορεί έτσι να προσδιοριστεί η εποχή τής πτώσης.



Ο ραδιοάνθρακας εκπέμπει σωματίδια βήτα (β) και μετατρέπεται ξανά σε άζωτο. Ο ραδιοανθρακας θα εξαφανιζόταν σε 50.000 χρόνια αν το απόθεμά του δεν ανανεωνόταν  από κοσμική αναδημιουργία του. Το ραδιοανθρακικό ρολόι μετράει τον χρόνο από την στιγμή του θανάτου του οργανισμού, την στιγμή που σταματάει η ανταλλαγή του άνθρακα με την ατμόσφαιρα της Γης.

Οι επιστήμονες προσδιορίζουν με μεγάλη ακρίβεια την ηλικία δείγματος δένδρου από τάφους και μνημεία της Αιγύπτου και  ο έλεγχος της ακρίβειας των μετρήσεων με την μέθοδο του  C14 συμπίπτει με μετρήσεις που έκαναν άλλοι επιστήμονες στηριζόμενοι στην αρχαιολογία και την ιστορία. Με την μέθοδο αυτή βρήκαν με ακρίβεια τον χρόνο εγκατάστασης ανθρώπων πχ στο Περού η πότε έγινε ο μεγάλος παγετώνας στην Β Αμερική και την Ευρώπη  (έγινε πριν 11.000 χρόνια περίπου).

            Ο προσδιορισμός του C14 είναι έργο λεπτό και πολύπλοκο και ο προσδιορισμός του C14  γίνεται ύστερα από μακροχρόνια χημική προετοιμασία. Ο ραδιοχημικός Λίμπι υπολογισε θεωρητικώς την ποσότητα του C14  που πρέπει να υπάρχει στην ατμόσφαιρα και με δοκιμαστικές μετρήσεις το 1949 οι Άρνολντ και Λίμπι απέδειξαν την ορθότητα των ισχυρισμών τους.






ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ : Εμπλουτισμός με λέιζερ του C-14 σε σχέση με τον C-12, μέχρι βαθμού 100:1.
Χρήση κυκλότρου στο ρόλο ενός πολύ ευαίσθητου φασματογράφου μάζας για την ανίχνευση ατόμων C-14.
Χρήση επιταχυντή Van Der Graaf, που μπορεί να ανιχνεύσει άτομα C-14 σε πολύ μικρή ποσότητα δείγματος. Η μέθοδος αυτή, μετράει άτομα άνθρακα, και όχι εκπομπή σωματιδίων β από τη διάσπαση C-14 όπως στη συνηθισμένη μέθοδο. Αυτή η μέθοδος δίνει 1000 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από τις ακτίνες βήτα.


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ


ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΓΚΥΚΛΟΠAIΔΕΙΑ ΤΩΝ ΝΕΩΝ τόμος 2 της ΡΩΣΙΚΗΣ ΑΚΑΔΗΜΙΑΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου