Život na Zemi a ve vesmíru
Přihlásit se
Život na Zemi a ve vesmíru (16/21) · 10:03

Radiokarbonová metoda datování 1 Jak můžeme zjistit stáří pomocí obsahu izotopu uhlíku C14?

Navazuje na Geologickou historie Země.
V tomto videu chci představit izotop uhlíku C14, jak se zrodí a jak se dostává do všech živých věcí, a později ve videu nebo v budoucích videích budeme mluvit o tom, jak se vlastně používá k datování věcí. Jak ho vlastně používáme k vyjasnění, že nějaká kost je 12 000 let stará nebo že tento člověk zemřel před 18 000 lety. Nakreslím Zemi, respektive povrch Země, je to jen malá část povrchu Země. A pak máme atmosféru Země. Tu nakreslím žlutě. Máme atmosféru Země zde. 78 % – nejhojnější prvek v naší atmosféře je dusík. Napíši dusík. Jeho symbol je N a má 7 protonů a také 7 neutronů, takže má nukleonové číslo zhruba 14. Toto je nejtypičtější izotop dusíku. Mluvili jsme o slovu izotop ve videích z chemie. Protony stanovují, jaký prvek to je. Ale toto číslo nahoře se může změnit, závisí to na tom, kolik neutronů máte. Jiné verze daného prvku, každá se jmenuje izotop. Osobně je vnímám jako verze stejného prvku. Tak jako tak, máme atmosféru. Z našeho Slunce vychází něco, co se běžně nazývá kosmické záření, ale ve skutečnosti to není záření, jsou to kosmické částice, můžete na ně nahlížet jako na jednoduché protony, což je stejné jako jádro vodíku. Mohou to také být částice alfa, což je stejné jako jádro helia, a je zde pár elektronů. A ty přicházejí a chystají se narazit do částic v naší atmosféře. Vlastně vytvoří neutrony. Zapíšeme neutron malým ‚n‛ a 1 je jeho nukleonové číslo. A pak nenapíšeme nic, protože nemá žádné protony, jako bychom měli dusík se 7 protony. Není to prvek, je to subatomární částice. Máte zde vytvořené neutrony... Vyjasněme si to, nejde o typickou reakci, ale tu a tam nějaký neutron „narazí" do dusíku N14 správným způsobem, takže „vyrazí" jeden proton z dusíku a nahradí tento proton sám sebou. Objasním to. Vyrazil 1 proton, takže místo 7 protonů nyní máme 6 protonů. Ale toto číslo 14 neklesne na 13, protože neutron nahradí proton, takže pořád zůstává 14. A nyní, protože má jen 6 protonů, už podle definice není dusíkem. Nyní je to uhlík. A tento proton, který byl vyražen, se vyzáří. Udělám to odlišnou barvou. Plus proton, který jen tak poletuje kolem. Mohli byste ho nazvat vodík H1. Může nějak získat elektron, pokud elektron nezíská, bude jen vodíkovým iontem, kladným iontem. Ať tak či onak... Nebo jádrem vodíku... Ale tento děj, ještě jednou, není to typický děj, ale tu a tam se stane. Takto vzniká uhlík C14. Toto zde je uhlík C14. Můžete na něj vlastně nahlížet jako na dusík N14, kde je jeden proton nahrazen neutronem. A zajímavé je na tom to, že se neustále tvoří v naší atmosféře. Ne v obrovském množství, ale v docela slušném. Napíši to. Neustále se tvoří... Neustálá tvorba. A to co, se stane, je... Pořádně to vyjasním. Podívejme se na periodickou tabulku tady. Typický uhlík... Uhlík má, podle definice, 6 protonů. Ale typický izotop, nejběžnější izotop uhlíku, je uhlík C12. Takže uhlík C12. Uhlík C12 je nejběžnější. Nejvíce uhlíku v našem těle tvoří uhlík C12. Ale zajímavé je, že je zde malý podíl uhlíku C14 a tento uhlík C14 se pak také může slučovat s kyslíkem za tvorby oxidu uhličitého. A pak se tento oxid uhličitý vstřebává do zbytku atmosféry, do našich oceánů. Může být vstřebán rostlinami. Když lidé mluví o fixaci uhlíku, ve skutečnosti mluví o využití hlavně světelné energie ze Slunce, tak, že dochází k přeměně plynných sloučenin uhlíku na organickou tkáň. Tento uhlík C14 si razí cestu, neustále se tvoří, míří do oceánů... Ve vzduchu už je, ale kompletně se mísí skrz celou atmosféru... Oceány a vzduch... Ale pak zamíří do rostlin. A rostliny jsou prostě tvořeny z tohoto pohlceného uhlíku. Z tohoto uhlíku, který byl vzat v plynné formě a zabudován dovnitř... Myslím, že můžeme říct... Do pevného skupenství, do žijícího organizmu. Dřevo je takové. Dostane se do rostlin a pak se dostane do živočichů, kteří se živí rostlinami. Což můžeme být my. A teď, proč je to ještě zajímavější? Právě jsem vysvětlil mechanismus, kde část našeho těla – i když uhlík C12 je nejběžnější izotop – část našich těl během našeho života je tvořeno z toho uhlíku C14. Zajímavá věc je, že můžeme uhlík C14 zabudovat jen tehdy, když jsme živí, když jíme nové věci, protože jakmile zemřete a budete pohřbeni pod zem, neexistuje žádný způsob, jak by se uhlík C14 mohl stát částí vaší tkáně. Protože už nejíte nic s obsahem uhlíku C14. A to je na tom zajímavé, jakmile jednou zemřete, nedostanete žádný nový uhlík C14. A tento uhlík C14, který jste měli, když jste umírali, se... Uhlík C14, který jste měli, se bude rozpadat beta rozpadem. A o tomto jsme se učili. Vytvoří zpátky dusík N14. Je to jako by zpětný proces. Rozloží se zpět v dusík N14. Při beta rozpadu je vyzářen elektron a elektronové antineutrino. Nebudu to rozebírat do detailů. Ale v podstatě je to, co se stalo, zde. Máte jeden neutron, který se přeměnil v proton, a vyzářilo se toto. Proč je to zajímavé? Právě jsem řekl, že dokud žijete, tak hromadíte uhlík C14. Jakmile... A uhlík C14 se neustále takto rozkládá. Ale zajímavé je, že jakmile zemřete a netrávíte žádné další rostliny nebo nedýcháte z atmosféry, když jste rostlina, nebo jej nefixujete z atmosféry, a to se vztahuje i na rostliny: Jakmile rostlina zemře, už z atmosféry nebere oxid uhličitý a nevytváří tak novou tkáň. Uhlík C14 v této tkáni „zmrzne" a tento uhlík C14 se rozpadá určitou rychlostí. A pak můžete použít tuto rychlost k určení, před jakou dobou tato věc musela zemřít. Rychlost, jakou se to stalo, rychlost rozpadu uhlíku C14 je v podstatě... Polovina zmizí přibližně za 5 730 let. A to se nazývá poločas rozpadu. O tom jsme mluvili v jiných videích. Toto se nazývá poločas rozpadu. A zde to chci ujasnit. Nevíte, která polovina je pryč. Je to věc pravděpodobnosti. Nemůžete jen tak říct: „Všechen uhlík C14 nalevo se rozloží a všechen uhlík C14 napravo se nerozloží v příštích 5 730 letech." V podstatě říkám, že jakýkoli atom uhlíku C14 má 50% šanci, že se rozpadne v dusík N14 během příštích 5 730 let. Během 5 730 let se zhruba polovina z nich rozloží. A proč je to tak zajímavé? Pokud víte, že všechny živé věci mají určité procento uhlíku C14 ve své tkáni, jako část toho, co je tvoří, a pak, pokud byste našli nějakou kost... Řekněme, že jste našli nějakou kost. Můžete ji vykopat na nějakém druhu archeologického výkopu. A řeknete: „Tato kost má 1/2 uhlíku C14 ze všech žijících věcí, které právě teď vidíte." Takže byste mohli... Bylo by docela rozumné říci: „Tato věc musí být 5 730 let stará." Ještě lépe můžete kopat o něco hlouběji a najít jinou kost. Možná najdete jinou kost. Možná o pár stop hlouběji. A řeknete: „Tato kost zde má 1/4 uhlíku C14, kterou bych očekával, že najdu v něčem živém." Jak je to staré? Kdyby to měla být jen 1/4 uhlíku C14, musela by projít 2 poločasy rozpadu. Po 1 poločasu rozpadu by měla 1/2 uhlíku a pak po 2 poločasu rozpadu by se 1/2 z toho přeměnila v dusík N14. A toto by bylo spojené se 2 poločasy rozpadu. Což je ta samá věc jako 2 krát 5 730 let. Nebo byste řekli, že tato kost je stará 11 460 let, plus minus.
video