Concetti Chiave
- Il metodo di datazione del carbonio-14, sviluppato da Wilard F. Libby nel 1946, utilizza la radioattività per misurare il tempo trascorso dalla morte di organismi organici.
- Il carbonio-14 si forma nell'atmosfera attraverso interazioni tra neutroni dei raggi cosmici e azoto, creando CO2 che viene assimilata dalle piante.
- Il rapporto tra carbonio-14 e carbonio-12 nell'atmosfera rimane costante grazie alla continua produzione e al decadimento dell'isotopo, permettendo così una datazione precisa.
- Quando un organismo muore, lo scambio di carbonio con l'ambiente si ferma, consentendo il decadimento esponenziale del carbonio-14 nei resti.
- Per determinare l'età di un campione, si misura l'attività residua di carbonio-14 e la si confronta con l'attività iniziale dell'atmosfera.
Il metodo di datazione
Una sostanza radioattiva, avendo una sua caratteristica vita media, può essere utilizzata come misuratore di tempo, cioè come una specie di orologio. Il metodo di datazione proposto nel 1946 dal chimico-fisico statunitense Wilard F. Libby sfrutta la radioattività dell'isotopo 14C del carbonio per determinare l'età di campioni di natura organica. I nuclei di carbonio-14 si formano dagli urti fra i neutroni facenti parte dei raggi cosmici e i nuclei di azoto presenti nell'atmosfera. L'isotopo 14C si combina quindi con l'ossigeno atmosferico formando molecole radioattive di CO2.
Costanza del rapporto isotopico
La creazione continua di nuovo carbonio-14 per effetto dei raggi cosmici, bilanciata dal decadimento radioattivo di questo isotopo, fa sì, come è stato verificato con apposite misure, che il rapporto fra le concentrazioni nell'aria dell'anidride carbonica contenente carbonio-14 e dell'anidride carbonica ordinaria sia costante. Attraverso la fotosintesi clorofilliana l'anidride carbonica viene assorbita dai vegetali, nei quali il 14C e gli altri isotopi del carbonio (il più abbondante è il 12C, che rappresenta quasi il 99% della miscela naturale) si accumulano nelle stesse proporzioni in cui si trovano nell'aria. Tramite la catena alimentare, il carbonio-14 è poi immesso in tutta la materia vivente. Quando un organismo muore, lo scambio di carbonio con l'ambiente cessa. Così, mentre le quantità degli isotopi stabili rimangono invariate, il carbonio-14 presente nei resti decade esponenzialmente con il suo tempo
caratteristico.
Come avviene la determinazione dell'età del campione?
Misurando l'attività residua di una fissata quantità di carbonio prelevata da un campione, sia esso un osso, un pezzo di legno, o una pergamena, e paragonandola con l'attività iniziale, che coincide con quella di una pari quantità della miscela di isotopi del carbonio presente nell'atmosfera, si può pertanto risalire all'età del campione.
Domande da interrogazione
- Come funziona il metodo di datazione del carbonio-14?
- Qual è la relazione tra il carbonio-14 e la fotosintesi?
- Come si determina l'età di un campione utilizzando il carbonio-14?
Il metodo di datazione, sviluppato da Wilard F. Libby nel 1946, utilizza la radioattività dell'isotopo 14C per determinare l'età di campioni organici, sfruttando il fatto che il carbonio-14 si forma nell'atmosfera e viene assorbito dagli organismi viventi.
Il carbonio-14, insieme ad altri isotopi del carbonio, viene assorbito dai vegetali attraverso la fotosintesi, accumulandosi nelle stesse proporzioni presenti nell'atmosfera, e successivamente entra nella catena alimentare.
L'età di un campione si determina misurando l'attività residua di carbonio-14 in esso e confrontandola con l'attività iniziale dell'anidride carbonica atmosferica, permettendo così di risalire al momento della morte dell'organismo.
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