Radiohiiliajoitus

  Radiohiiliajoitus on hiilen isotooppien runsaussuhteiden mittaamiseen perustuva menetelmä, jolla pyritään määrittämään biologista alkuperää olevan näytteen tai biologisesta materiaalista valmistetun esineen ikä.

Hiilen radioaktiivista isotooppia C-14 (¹⁴C) muodostuu ilmakehän typestä kosmisen säteilyn vaikutuksesta.^[1] Ilmakehässä radiohiili yhdistyy happeen muodostaen hiilidioksidia, joka fotosynteesin kautta joutuu eliöihin ja edelleen ravintoketjujen kautta myös kasveja syöviin eläimiin ja petoeläimiin. Hiili-14 on radioaktiivinen aine ja sen konsentraatio ilmakehässä on suunnilleen vakio. Eläessään eliö saavuttaa metabolisen tasapainon C-14:n suhteen. Eliön kuollessa radiohiilen saanti ilmakehästä tyrehtyy. Hiili-14:n puoliintumisaika on noin 5 700 vuotta^[2], minkä vuoksi eliön kuoltua puolet siinä olleista radiohiiliatomeista hajoaa noin 5 700 vuodessa, jäljellä olevista puolet taas seuraavissa noin 5 700 vuodessa ja niin edelleen. Niinpä mittaamalla näytteessä jäljellä olevan radiohiilen osuus kaikesta hiilestä voidaan arvioida esineen ikä.

Radiohiiliajoitusta käytetään muun muassa paleontologiassa ja arkeologiassa. Kymmenen puoliintumisajan jälkeen, noin 60 000 vuoden kohdalla, radiohiiltä on hyvin vähän jäljellä, eikä sitä vanhempia näytteitä voida määrittää tällä menetelmällä.^[3] Vertaamalla iältään tunnettuihin esineisiin on todettu, että radiohiilimääritys antaa liian nuoria ikiä hyvin vanhoille esineille.^[2] Siksi on kehitetty kalibrointikäyriä tekemällä hiilimittauksia tunnetun ikäisistä lähteistä kuten vanhoista puista. Puiden vuosirenkaiden paksuus vaihtelee eri vuosina, mihin perustuvaa vuosirengasanalyysia voidaan käyttää vertailuun, joten kalibroinnin avulla "radiohiilivuodet" saadaan muutettua todellisiksi aurinkovuosiksi.^[2] Vanhoissa kirjoissa voidaan vielä puhua kalibroimattomista vuosista, nykyisin ajoitukset kalibroidaan lähes aina.^[4][5]

Radiohiiliajoitusta kutsutaan myös nimillä radiohiilimenetelmä, hiili-14-menetelmä sekä C-14-menetelmä. Ennen radiohiilen määrä mitattiin säteilymittarilla, nykyään massaspektrometrilla niin että saadaan tarkempi niin sanottu AMS-radiohiiliajoitus.

Radiohiilimenetelmän keksi Chicagon yliopiston professori Willard Libby työryhmineen 1947–1949. Libby sai keksinnöstään kemian Nobelin palkinnon.^[6]

Suomessa radiohiilinäytteiden määritystä AMS-menetelmällä tehdään Helsingin yliopiston ajoitus­laboratoriossa.^[7]

1. ↑ Susan Trumbore: Radiocarbon Geochronology. Quaternary Geochronology: Methods and Applications (Osana julkaisua AGU Reference Shelf Series, Volume 4.), 2000, s. 41–60. American Geophysical Union. (englanniksi)
2. ↑ ^{a b c} Jared Diamond: Tykit, taudit ja teräs – ihmisen yhteiskuntien kohtalot, s. 102–104. Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Terra Cognita, 2003. ISBN 952-5202-56-9
3. ↑ Viittausvirhe: Virheellinen <ref>-elementti; viitettä c14 ei löytynyt
4. ↑ Juhani Grönhagen ja Eero Muurimäki: Radiohiiliajoitusten kalibrointi Elävä Kivikausi. CSC.
5. ↑ Salonen VP & Eronen M & Saarnisto M: Käytännön maaperägeologia, s. 16. Kirja-Aurora, 2002. ISBN 9789512922475
6. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1960: Willard F. Libby Nobelprize.org
7. ↑ Palvelut (Arkistoitu – Internet Archive) Helsingin yliopiston ajoituslaboratorio]