Radiohiiliajoitus

Radiohiiliajoitus on objektiivinen analyysimenetelmä biologisten näytteiden ja orgaanista alkuperää olevien materiaalien, kuten fossiilien ja vanhojen esineiden, sekä joidenkin epäorgaanisten näytteiden iän arvioimiseksi

C-14 -ajoitus perustuu hiilen radioaktiiviseen isotooppiin, joka kertyy organismeihin niiden eläessä ja hajoaa niiden kuoltua lähettäen radioaktiivista säteilyä. Arkeologian lisäksi C-14 -ajoitusta käytetään muun muassa geologiassa, vesistötieteessä ja historiantutkimuksessa.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Radiohiiliajoitusta (C-14 -ajoitus) käytetään orgaanista alkuperää olevan näytteen iän arvioimiseen. Tämän tiedon avulla voidaan esimerkiksi selvittää maapallon aikaisempia olosuhteita ja ympäristöjä arkeologisissa fossiilitutkimuksissa. Radiohiiliajoitusta voidaan kuitenkin käyttää myös hiilipohjaisia ​​orgaanisia tai epäorgaanisia yhdisteitä sisältävien erilaisten materiaalien ja esineiden, esimerkiksi vanhojen vaatteiden tai mineraalien, iän määrittämiseen.

Hiilen isotoopit ja hiilen kierto

Hiili on elintärkeä alkuaine kaikelle maapallon elämälle. Elävät organismit sitovat hiiltä ilmasta tai ravinnosta ja käyttävät sitä rakentaakseen yhdisteitä, joita ne tarvitsevat selviytyäkseen. Hiilellä on kolme erilaista isotooppia, joista kaksi on vakaita ja yksi epävakaa, minkä vuoksi se on radioaktiivinen. Saman alkuaineen eri isotoopeilla on ytimissään sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja.

Kaksi vakaata hiilen isotooppia ovat C-12, jonka ytimessä ei ole neutroneja (98,89% kaikesta maapallon hiilestä), ja C-13, jonka ytimessä on yksi neutroni (1,11% kaikesta hiilestä maapallolla). Kolmas hiilen isotooppi C-14 (hyvin vähän maapallolla), jonka ytimessä on kaksi neutronia, on hiilen epävakaa muoto. Nämä epävakaat radioisotoopit hajoavat ajan mittaan pienemmiksi hiukkasiksi ja lähettävät samalla radioaktiivista säteilyä, kun taas vakaat ei-radioaktiiviset isotoopit pysyvät yhtenä kappaleena.

C-14:ta muodostuu jatkuvasti ilmakehän typestä kosmisen säteilyn vaikutuksesta ja sen määrä ilmakehässä on vaihdellut aikojen saatossa. Koska organismit täydentävät koko ajan C-14 -varastojaan hiiltä sitoessaan, niiden hiili-isotooppien keskinäisen suhteen (C-12/C-14 -suhteen) niiden kuolinhetkellä voidaan olettaa olevan sama kuin ilmakehän vastaava suhde on ollut niiden elinaikana.

Radioaktiivisen hiilen puoliintumisaika

Kaikilla radioaktiivisilla isotoopeilla on puoliintumisaika, jonka kuluttua puolet olemassa olevista radioaktiivisista isotoopeista on hajonnut. C-14:n puoliintumisaika on noin 5730 vuotta, mikä tarkoittaa sitä, että 50 prosenttia näytteessä jäljellä olevasta C-14:sta on hajonnut 5730 vuoden jälkeen. Organismin kuoltua sen jäännösten hiili-isotooppien suhde alkaa hitaasti muuttua, kun radioaktiivinen C-14 alkaa hajota. Kun tiedetään näytteessä jäljellä olevan C-14:n määrä, orgaanisen materiaalin likimääräinen ikä voidaan arvioida matemaattisesti. 

Radioaktiivisen hiilen määrän mittaaminen ja iän arviointi

Näytteen C-14 -isotoopin määrä voidaan määrittää eri menetelmin. Epäsuoria menetelmiä ovat kaasun verrannollisuuslaskenta (GPC) ja nestetuikelaskenta (LSC), jotka mittaavat C-14:n radioaktiivista säteilyä, jonka perusteella voidaan arvioida näytteen C-14 -pitoisuutta. Nykyisin yleisin menetelmä on määrittää C-14:n määrä suoraan kiihdytysmassaspektrometrialla (AMS) menetelmän suuren tarkkuuden ja herkkyyden vuoksi. Mitattua C-14:n määrää voidaan verrata nykyaikaisten standardi- ja taustanäytteiden radiohiiliaktiivisuuteen näytteen iän määrittämiseksi.

Näytteet

Kaikki materiaalit, jotka ovat peräisin elävistä organismeista ja sisältävät hiiltä, ​​voidaan ajoittaa radiohiiliajoituksella. Jopa jotkut hiilipohjaiset epäorgaaniset näytteet soveltuvat analyysiin. Mitattaessa C-14:n määrää näytteessä GPC:llä tai LSC:llä tarvitaan noin 100 mg näytettä. AMS-tekniikkaa käytettäessä näytettä tarvitaan vain 0,1 mg, ​​joten sen avulla voidaan analysoida hyvin pieniä näytteitä. Näytteen esikäsittelyä tarvitaan epäpuhtauksien poistamiseksi näytteestä ennen C-14 -pitoisuuden määrittämistä. Näytteen ikä voidaan arvioida 62 000 vuoteen asti, mutta määritys vaikeutuu, kun näyte on yli 40 000 vuotta vanha.

Soveltuvat näytematriisit

  • Biologiset näytteet ja jäänteet (siemenet, korallit, pihka, siitepöly ja fossiilit, sekä hiukset, luut ja verijäämät)
  • Hiilipohjaiset orgaaniset materiaalit, jotka ovat peräisin elävistä organismeista (puu, paperi, pergamentti, nahka ja kankaat sekä keramiikka ja seinämaalaukset)
  • Orgaaniset ja geologiset näytteet luonnosta (puuhiili, turve, järvien lieju, maaperä ja vesi)
  • Jotkin epäorgaaniset materiaalit, kuten hiiltä sisältävät mineraalit (simpukankuoren aragoniitti)

Radiohiiliajoituksen tyypillisiä käyttökohteita

  • Biologisten näytteiden, kuten fossiilien, iän arvioiminen tiedon kartuttamiseksi menneistä lajeista ja olosuhteista maapallolla
  • Ihmisten jäännösten ja hiilipohjaisia orgaanisia materiaaleja sisältävien vanhojen esineiden iän määrittäminen uuden oppimiseksi muinaisista kulttuureista
  • Orgaanisista eliöistä peräisin olevien esineiden ja materiaalien, esimerkiksi vanhojen puuesineiden ja kankaiden, iän arvioiminen
  • Orgaanisten tai epäorgaanisten luonnosta peräisin olevien näytteiden, kuten maaperän ja puuhiilen tai hiiltä sisältävien mineraalien ajoittaminen
  • Reaktioreittien jäljittäminen biolääketieteessä radioaktiivisen hiili-14 -isotoopin avulla
Tarjouspyyntö

Ota yhteyttä

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille numeroon +358 40 735 4843.

Vastaamme aina vuorokauden sisällä.
UKK

Usein kysytyt kysymykset

Mihin radiohiiliajoitusta yleensä käytetään?

Radiohiiliajoitusta käytetään yleisimmin arkeologiassa biologisten jäännösten, kuten esimerkiksi muinaisten eläin-, kasvi- ja mikrobifossiilien iän arvioimiseen maapallon aikaisempien elinympäristöjen tuntemiseksi. Historiantutkimuksessa radiohiiliajoitusta voidaan käyttää määrittämään ihmisten jäännösten ja sellaisten vanhojen esineiden ikää, jotka ovat hiilipohjaisia ​​ja peräisin elävistä organismeista. Esimerkiksi luita ja verijäämiä, sekä keramiikkaa ja pergamentteja analysoidaan, jotta muinaisista sivilisaatioista voitaisiin oppia lisää. Lähes kaikenlaisia ​​orgaanista alkuperää olevia esineitä, esimerkiksi vanhoja kirjoja tai puun kappaleita voidaan kuitenkin ajoittaa. Radiohiiliajoitusta käytetään myös geologiassa ja geofysiikassa arvioimaan luonnon orgaanisten ja epäorgaanisten näytteiden, kuten puuhiilen, järviliejun, maaperän ja hiilipohjaisten mineraalien ikää aikaisempien ympäristöolosuhteiden määrittämiseksi. 

Radiohiiliajoituksella on nykyään paljon sovelluksia monilla muillakin tieteenaloilla. Ilmakehätieteet, vesistötiede, paleoklimatologia ja merentutkimus käyttävät radiohiiliajoitusta saadakseen paremman käsityksen planeettamme alkuvaiheista ja olosuhteista. Jopa biolääketieteellä on omat sovelluksensa radiohiiliajoitukselle, sillä C-14:aa voidaan käyttää merkkiaineena monille biologisille reaktioreiteille, jotta niiden  monimutkaisesta toiminnasta saataisiin lisää tietoa. 

Mitkä ovat radiohiiliajoituksen rajoitteet?

Orgaanisen näytteen ikä voidaan arvioida 58 000–62 000 vuoteen asti. Jos näyte on vanhempi kuin 40 000 vuotta, vanhan radiohiilen mittaaminen tai erottaminen uudemmista C-14:n lähteistä on vaikeampaa, koska hyvin vanhassa näytteessä C-14:aa on jäljellä vain hyvin pieniä määriä.

Radiohiiliajoituksen onnistuminen riippuu näytteen iästä ja C-14:n määrän vaihtelusta ilmakehässä organismin elinaikana. Menetelmä soveltuu näytteille, jotka ovat 1700-lukua vanhempia, koska tämän ajanjakson jälkeen C-14:n määrä ilmakehässä ei ole merkittävästi muuttunut. Tämän vuoksi viimeaikaisten materiaalien iänmäärityksessä on syytä hyödyntää myös muita menetelmiä, kuten puun vuosirengasanalyysiä (dendrokronologiaa) tai tuloksen vertaamista jäätiköiden kerroksiin tai kalliokerrostumiin. 

Mikäli C-14:n määrä mitataan AMS:lla, tuloksia ei voida käyttää aineenvaihdunnan reaktioreittien tutkimuksiin biolääketieteessä. Sen sijaan isotooppisuhde-massaspektrometria (IIRMS) sopii käytettäväksi tällaisissa tutkimuksissa. On myös huomioitava, että metalleja ei voida ajoittaa radiohiiliajoituksella: vain orgaaniset ja jotkin hiilipohjaiset epäorgaaniset näytteet soveltuvat analyysiin.

Millaisia näytteitä radiohiiliajoituksella voi analysoida?

Radiohiiliajoituksella analysoitavan näytteen on oltava orgaanista alkuperää tai sisällettävä hiiltä. Biologisia näytteitä, mukaan lukien ihmisten jäännöksiä ja kaikenlaisten eliöiden fossiileja voidaan analysoida. Myös elävistä organismeista peräisin olevia hiilipohjaisia materiaaleja voidaan ajoittaa: esimerkiksi puu, kankaat ja paperi soveltuvat analyysiin. Myös luonnosta peräisin olevia hiiltä sisältäviä geologisia ja orgaanisia näytteitä, esimerkiksi maaperää ja turvetta, voidaan analysoida. Lisäksi epäorgaaniset mineraalit, joiden muodostumiseen liittyy hiilen sitomista ilmakehästä soveltuvat analyysiin. Sen sijaan metallit tai muut hiiltä sisältämättömät materiaalit eivät sovellu näytematriiseiksi.

Näytteiden esikäsittelyä tarvitaan epäpuhtauksien poistamiseksi ennen C-14:n pitoisuuden mittaamista.

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.

Radiohiiliajoitus on helppo tekniikka hiilipohjaisten, usein orgaanisten näytteiden iän määrittämiseen. Fossiilien lisäksi C-14 -ajoitusta voidaan käyttää elävistä organismeista peräisin olevien materiaalien ja hiiltä sisältävien mineraalien analysointiin. Measur mahdollistaa näytteillesi laadukkaan ajoituksen parhaissa akkreditoiduissa laboratorioissa edulliseen hintaan.