Wat zijn dateringsmethoden?
Relativering aan absolute datering

Iedereen heeft wel eens een nieuwsbericht gehoord of gelezen dat ging over een belangrijke archeologische vondst. Bij een archeologische opgraving wordt er bijvoorbeeld een houten voorwerp gevonden, welke middels dendrochronologisch onderzoek wordt gedateerd op 500 jaar na Christus.
Of in Egypte hebben ze een mummie gevonden die gedateerd word in de periode rond de bekende Farao Ramses II. Of wat te denken van de Dode-Zee-rollen die in de afgelopen eeuw gevonden werden
in Qumran, gelegen in het oude koninkrijk Israël, in wat tegenwoordig de West-Bank is.

 

Hoe weten wetenschappers hoe oud een object is? Welke methodes gebruiken ze en hoe werken deze?
De meest gehanteerde methoden zijn koolstofdatering en dendrochronologie. Bij de koolstofdatering is de aanwezige koolstof in het materiaal uitgangspunt van het onderzoek, terwijl bij dendrochronologie dit de jaarringen in het hout zijn.

Radiometrische methode
Er bestaan twee methoden om de hoeveelheid koolstof in een voorwerp te meten. De eerste en tegelijk oudste methode is de radiometrie, ofwel conventionele methode. In dit artikel zullen we dieper ingaan op deze methode, waarbij wetenschappers radioactiviteit gebruiken, om de ouderdom van objecten en voorwerpen te bepalen.

Het principe van radiometrische datering is niet gecompliceerd. Wanneer bijvoorbeeld een gesmolten gesteente afkoelt en vast van vorm wordt (bijvoorbeeld een lavastroom), dan begint elk radio-isotoop dat opgesloten is in de rots te vervallen in haar dochter-element(en). Door nu de hoeveelheden moeder- en dochter-elementen in het gesteente te meten, en door het bekend zijn van de snelheid waarmee het moeder-element vervalt in haar dochter-element(en), kan de datum van het gesteente bepaald worden waarop het gesteente gevormd werd (dat wil zeggen toen het stolde).

Er zijn echter verschillende veronderstellingen waar een wetenschapper van uit kan gaan, en deze hebben zoals we zullen zien een grote invloed op de betrouwbaarheid en geijktheid van de ouderdomsbepalingen, waarvoor radiometrische dateringsmethoden worden gebruikt.

Bij radiometrische datering wordt altijd aangenomen dat de vervalsnelheid van het moeder-element in de dochter constant is. Er wordt geleerd dat niets de vervalsnelheid van een radio-isotoop kan veranderen. Maar dit is niet zo.

Zo is aangetoond dat de vervalsnelheid van bijvoorbeeld het radio-isotoop beryllium-7 verandert als de druk verandert.[1] Nucleaire fysici, van de Tohoku University, uit Japan zijn er, in 2004, zelfs in geslaagd de vervalsnelheid van Beryllium-7 (Be-7) te verhogen. Dit deden ze door dit radio-isotoop in een afzonderlijke koolstof-60 kooi te plaatsen en zo haar verval naar het dochter-element Lithium-7 (Li-7) te versnellen.[2]

Dode zee-rol

C14-dateringsmethode
Elk archeologisch materiaal van biologische oorsprong (plantenresten, botten) bevat hoeveelheden radioactief koolstof 14. Deze moleculen bestaan uit 14 deeltjes: 6 koolstofatomen en 8 neutronen. Planten krijgen de radioactieve koolstofverbinding binnen met de opname van koolzuurgas. Mensen en dieren eten planten en nemen op deze manier eveneens C14 op.

Koolstof is een natuurlijk element dat in overvloed voorkomt in de atmosfeer, in de aarde, in de oceanen en in elk levend wezen. C12 is veruit het meest voorkomende isotoop, terwijl slechts één op een triljoen koolstofatomen C14 is. C14 wordt in de hogere atmosfeer geproduceerd wanneer stikstof-14 (N14) door de effecten van kosmische straling wordt veranderd (een proton wordt door een neutron vervangen en het netto resultaat is een transformatie van het stikstof-atoom tot een koolstof-isotoop). De nieuwe isotoop wordt "radioactieve koolstof" genoemd omdat dit, zoals de naam suggereert, radioactief is. C14 is instabiel van aard en zal daarom na verloop van tijd terug vervallen tot N14. De tijdsduur / vervalsnelheid die nodig is om de helft van de hoeveelheid C14 te laten vervallen wordt de "halfwaardetijd" genoemd.

Verdere opbouw volgt

Bronnen:
[1] Science, Vol. 181, nummer 4104
      Dr. A.J. Monty White, How old is the Earth, 67
[2] American Physical Society, Physical Review Letters, Sept. 10

© 2017

www.jesussaves.nl
tenzij bronvermelding wordt toegepast