Aktuální číslo:

2019/4

Téma měsíce:

Krajina

Radioaktivní uhlík

 |  4. 2. 2019
 |  Vesmír 98, 115, 2019/2

1949 ± 0: Již delší dobu bylo předpokládáno, že kosmické paprsky, které od věků bombardují naši Zemi a všechno živé i neživé na ní, mohou přeměnit normální uhlík na uhlík radioaktivní. Normální uhlík, nejdůležitější biogenní prvek, má atomovou váhu 12, kdežto „zlepšený“ uhlík radioaktivní 14. Je to radioaktivní isotop velmi dlouhého věku. Doba, za níž se rozpadne polovina z jakéhokoliv jeho množství, t. zv. rozpadový poločas, je 5000 let. […]

Živé organismy, všeobecně vystavené kosmickému záření, obsahují – jak bylo experimentálním způsobem zjištěno – měřitelný počet atomů radioaktivního uhlíku. K zjišťování se používá vzorků plynu methanu, který snadno vzniká bakterielní fermentací organických látek. Přístroj zvaný Geigerův počítač prozradí slabým tiknutím rozpad každého radioaktivního atomu, v našem případě uhlíku. Shodně s předem vysloveným předpokladem bylo zjištěno, že vzorky methanu, vzniklého ze starých (stářím je zde míněna doba řádově mezi věkem lidským a stářím geologickým) mrtvých organismů, mají radioaktivního uhlíku značně méně než tak zvaný biomethan, to jest methan „recentní“, vzniklý z organických látek v uvedeném smyslu mladších. V mladších vzorcích je totiž radioaktivního isotopu uhlíku, vzniklého za života organismu působením kosmického záření, dosti značné množství; uvedeným již tempem se však rozpadá a jako takový ve starších vzorcích mizí.

„Přístroj zvaný Geigerův počítač prozradí slabým tiknutím rozpad každého radioaktivního atomu.“

Vědci, pracující na této methodě, E. C. Anderson a W. Libby z chicagské university, se domnívají, že by se jí dalo se zdarem užíti к zjišťování stáří ne příliš dávno odumřelých organismů, na příklad egyptských mumií, mumifikovaných zvířat či rostlin nejmladších geologických dob a podobně.

B. Slavík (Vesmír 27, 86, 1949/5-6)

2019: Radioaktivní izotop 14C s poločasem rozpadu 5730 ± 40 let poprvé připravili v roce 1940 Martin Kamen a Samuel Ruben na cyklotronu na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Hypotézu o přirozené tvorbě 14C působením kosmického záření v atmosféře formuloval fyzik Serge Korff. Kosmické záření generuje neutrony, které Radioaktivní uhlík interagují s atmosférickým dusíkem za vzniku 14C. Ten je jakožto součást oxidu uhličitého využíván fotosyntetickými organismy a zabudováván do organických látek. Se smrtí organismu se přísun radioaktivního izotopu zastaví a jeho podíl na celkovém množství uhlíku postupně klesá s tím, jak se rozpadá zpět na 14N. Radiokarbonové hodiny začnou tikat.

Nápad využít 14C k datování stáří látek biologického původu publikoval americký chemik Willard F. Libby (1908–1980) v časopise Physical Review už v roce 1946. Se svým studentem Ernestem Andersonem tuto myšlenku v dalších letech rozvíjel. Metan zmíněný v článku jim posloužil k získání důkazu, že se 14C skutečně v materiálu biologického původu vyskytuje. Testovaný metan pocházel z čistírny odpadních vod v Baltimoru, jednalo se tedy o čerstvý produkt mikrobiálního rozkladu organických látek. V metanu z fosilních zdrojů radioaktivní izotop už zcela schází.

V roce 1949 publikovali Libby s Andersonem v časopise Science článek s ověřením spolehlivosti nové metody, která umožňuje určit stáří geologických a archeologických vzorků starých až 50 000 let (DOI: 10.1126/science.110.2869.678). Pomocí radioaktivního uhlíku datovali artefakty, jejichž stáří bylo známo, například díky počítání letokruhů nebo z historických záznamů. Článek vyšel v prosinci, únorový Vesmír tedy ještě tyto výsledky nemohl znát.

Získat spolehlivě datované vzorky pro otestování metody však bylo těžší, než si Libby myslel. V řeči, kterou pronesl v roce 1960 při přebírání Nobelovy ceny, vzpomínal: „Šokovalo nás, když nás naši konzultanti informovali, že doložená historie sahá pouze 5000 let nazpět. Původně jsme si mysleli, že budeme schopni získat vzorky z celého období od přítomnosti do doby před 30 000 lety. Že vyneseme body na křivku a budeme s prací hotovi. V knihách nacházíte tvrzení, že ta a ta společnost nebo to a to archeologické naleziště pochází z doby před 20 000 lety. Jako blesk z čistého nebe pro nás bylo poznání, že tato čísla nejsou známa spolehlivě. Ve skutečnosti máme první opravdu spolehlivé datování až z doby první egyptské dynastie“ [tedy asi před 5000 lety, pozn. red.].

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Jaderná fyzika, Biologie
RUBRIKA: Vertikála

O autorovi

Ondřej Vrtiška

Mgr. Ondřej Vrtiška (*1976) je původním vzděláním biolog se specializací na hydrobiologii (PřF UK), utekl z oborů žurnalistika a kulturní antropologie (obojí FSV UK). Od r. 2001 pracuje jako vědecký novinář, na téma „věda v médiích“ přednáší pro vědce i pro laickou veřejnost. Z úžasu nevycházející pozorovatel memetické vichřice. Občas napíná plachty, občas staví větrolam.
Vrtiška Ondřej

Doporučujeme

První obraz horizontu

První obraz horizontu

Michal Bursa  |  18. 4. 2019
Snímek černé díry v galaxii M87 obletěl svět druhou dubnovou středu. Obrázku oranžového prstence se v komentářích na sociálních sítích začalo...
Pocit, že se opakují hloupé chyby stále dokolečka...

Pocit, že se opakují hloupé chyby stále dokolečka...

Znáte to – útrpná procházka po suburbii města, snaha dostat se do volné krajiny dlouho nevychází, sériové řadovky se dál a dál kroutí nesmyslnými...
Přehlížená proměna zemědělství

Přehlížená proměna zemědělství

Jakub Hruška  |  1. 4. 2019
Při debatách o naší krajině se často zmiňuje problém její struktury ve smyslu úbytku krajinných prvků – mezí, polních cest, malých vodotečí či...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné