• Cumartesi , 29 Nisan 2017

Karbon-14 ile Yaş Tayini Nasıl Yapılır?

Muhtemelen tarihi yapıtlarla ilgili ilginç hikayeler duymuş yada okumuşsunuzdur. Bir arkeolojik kazıda tahtadan yapılmış bir alete rastlanmış ve arkeologlar onun 5000 yıl yaşında olduğunu bulmuşlardır. And dağlarında bir çocuk mumyası bulunmuş ve arkeologlar çocuğun yaklaşık 2000 yıl önce yaşadığını söylemişlerdir. Bilim adamları bir nesnenin yada insan kalıntısının kaç yıllık olduğunu nasıl biliyorlar? Onlar hangi yöntemleri kullanıyorlar ve bu yöntemler nasıl işliyor? Bu makalede bilim adamlarının nesnelerin yaşını belirlemek için kullandıkları radyoaktifliği yani karbon–14 ile yaş tayinini inceleyeceğiz.

Karbon–14 ile yaş tayini, yaklaşık 50.000 yıla kadarki biyolojik orijinli arkeolojik eserlerin yaşını belirlemede kullanılan bir yöntemdir. Yakın geçmişte insanoğlu tarafından kullanılan kemik, kıyafet, tahta ve bitki fiberleri gibi şeylerin yaş tayininde kullanılır.

Karbon-14 Nasıl Oluşur?

Dünya atmosferine her gün çok sayıda kozmik ışın girer. Örneğin, bir insana her saat yaklaşık yarım milyon kozmik ışın çarpar. Kozmik ışınlar genellikle atmosferde atomlarla çarpışarak enerjik nötron formunda ikincil kozmik ışınları oluştururlar. Bu enerjik nötronlarda nitrojen atomlarıyla çarpışırlar. Nötron çarpıştığında bir nitrojen-14 atomu (7 proton 7 nötron) bir karbon-14 atomuna (6 proton 8 nötron) ve bir hidrojen atomuna (1 proton 0 nötron) dönüşür. Karbon-14 atomu yarıömrü yaklaşık 5700 yıl olan radyoaktif bir atomdur.


Canlılarda Karbon-14
Kozmik ışınla oluşan karbon-14 atomları oksijenle birleşerek karbondioksiti oluşturur. Karbondioksiti bitkiler doğal olarak soğurur ve fotosentez yoluyla bitki liflerine iletir. Hayvanlar ve insanlar bitkiler yer ve onlardan karbon-14 alır. Herhangi bir anda tüm yaşayan canlılarda ve havadaki karbon-12’ nin karbon-14’ e oranı yaklaşık sabittir. Trilyonda bir karbon atomundan biri karbon-14 olabilir. Karbon-14 atomları daima bozunur fakat onlar sabit bir oranda yani karbon-14 atomlarıyla yer değiştirir. Bu durumda canlılar aynı miktarda karbon-14 atomu içerir.

Bir Fosilin Yaş Tayini
Yaşayan bir organizma ölür ölmez yeni karbon alımını durdurur. Ölüm anında karbon-12’ nin  karbon-14 oranı her canlı için aynıdır, fakat karbon-14 bozunur ve yer değiştirmez. Kullanılan örnekteki karbon-12 miktarı sabit kalıyorken yarıömrü 5700 yıl olan karbon-14 bozunur. İncelenen örnekteki karbon-12’ nin karbon-14’ e oranına bakarak ve bu değeri canlı bir organizmanınkiyle kıyaslayarak daha önce yaşamış olan canlıların yaşını oldukça hassas bir şekilde tayin etmek mümkündür.
Karbon-14 ile bir örneğin kaç yaşında olduğunu hesaplayabilmek için kullanılan formül:

Burada In doğal logaritma, Nf/N0  incelenen örnekteki karbon-14’ ün canlı dokulardaki miktarına oranı ve t1/2 karbon-14’ ün yarıömrüdür.
Böylece elinizde canlı bir örnekle kıyaslananın dışında %10 karbon-14 içeren bir fosil varsa bu durumda fosil

t = [ ln (0.10) / (-0.693) ] x 5,700 yıl
t = [ (-2.303) / (-0.693) ] x 5,700 yıl
t = [ 3.323 ] x 5,700 yıl
t = 18,940 yıl yaşında

Karbon-14’ ün yarıömrü 5700 yıl olduğundan yaklaşık 60,000 yıla kadarki yaş tayinleri güvenilirdir. Ancak, karbon-14 ile yaş tayini prensibi diğer izotoplarada uygulanır. Vücudumuzda doğal olarak bulunan bir diğer radyoaktif elementte potasyum–40’ tır ve 1,3 milyar yıllık bir yarıömre sahiptir. Radyoaktif yaş tayini için kullanılan diğer radyoizotoplar yarıömrü 704 milyar yıl olan uranyum–235, yarıömrü 4,5 milyar yıl olan uranyum–238, yarıömrü 14 milyar yıl olan toryum–232 ve yarıömrü 49 milyar yıl olan rubidyum–87’ dir.

Çeşitli radyoizotopların kullanımı biyolojik ve jeolojik örneklerin yaşının çok hassas bir şekilde tayinine izin verir. Ancak gelecekte radyoizotopla yaş tayini yapılamayabilir. 1940’ tan sonra (nükleer bombalar, nükleer reaktörler ve açık havada yapılan nükleer testler başladıktan sonra) ölen herhangi bir şeyin yaşını hassas bir şekilde ölçmek çok daha zor hale gelmiştir.

http://science.howstuffworks.com/carbon-14.htm’dan çeviren Yrd. Doç. Dr. Jale Yılmazkaya Süngü (Kocaeli Üniversitesi).

İlgili yazılar