فوائد استخدام الكربون في تحليل العينات الأثرية

استخدام الكربون في التأريخ

تعرف عملية استخدام الكربون بالتأريخ أيضًا باسم التأريخ بالكربون 14 أو التأريخ بالكربون المشع، وهي عملية تستخدم لتقدير عمر المواد التي تحتوي على الكربون من خلال تحليل الكربون 14، عن طريق تفاعل النيوترونات مع النيتروجين 14، واكتشفت هذه الطريقة لتحديد العمر من قبل الفيزيائي الأمريكي ويلارد إف ليبي (Willard F. Libby) في عام 1946 م.¹

وعادةً ما يستخدم الكربون في التأريخ لتحديد أعمار الحفريات والعينات الأثرية التي لا تزال موجودة منذ حوالي 500 إلى 50,000 عام، وجدير بالذكر أن أكثر من يستخدم هذه الطريقة بشكل كبير هم؛ علماء الجيولوجيا، وعلماء الأنثروبولوجيا، وعلماء الآثار، والمحققون في العصر البليستوسيني في المجالات ذات الصلة.¹

المواد التي تؤرخ باستخدام الكربون

لا يمكن تحديد أعمار جميع المواد باستخدام الكربون 14، إلا أن هذه العملية تستخدم لتأريخ تقريبًا جميع المواد العضوية، حيث إن هذه المواد يدخل الكربون في تكوينها، كما يمكن استخدام الكربون 14 في تأريخ بعض المواد غير العضوية، مثل؛ معدن الأراجونيل المكون للقشرة الأرضية، حيث إن هذا المعدن يمتص الكربون 14 في حالة توازن مع الغلاف الجوي.²

استُخدم التأريخ بالكربون لتقدير أعمار الكثير من المواد، مثل؛ الفحم، والخشب، والأغصان، والبذور، والعظام، والأصداف، والجلود، والجفت، والورق، والتربة، والشعر، والفخار، والأقمشة، والمخطوطات، والراتنج، والماء، وحبوب اللقاح، واللوحات الجدارية، والشعاب المرجانية، وبقايا الدم، وطين البحيرات وغيرها العديد.²

مبدأ عمل الكربون في التأريخ

يعتمد مبدأ عمل الكربون في التأريخ على تحديد نسبة نظيري الكربون 14 والكربون 12 في العينة المراد معرفة عمرها، إذ إنّ معظم الكربون الموجود في الكرة الأرضية يتكون من النظير 12 وجزء ضئيل جدًا من الكربون 13، في حين أن الكربون 14 هو النظير غير المستقر للكربون والذي سينشطر عاجلًا أم آجلًا مكونًا الكربون 12، بحيث تكون عملية الانشطار هذه ذات سرعة معروفة دائمًا.³

يصل الغلاف الجوي باستمرار أشعة كونية ذات جزيئات عالية الطاقة، بحيث تنبعث هذه الأشعة من خارج النظام الشمسي، وتقوم حين وصولها للأرض بإنتاج نظير الكربون المشع 14، ولأن هذه الأشعة الكونية تصل الأرض بمعدل ثابت فإن النسبة بين نظيري الكربون 14 و12 دائمًا ما تكون شبه ثابتة في الغلاف الجوي للأرض.³

تقوم الكائنات الحية المصنعة للغذاء والموجودة في قاعدة السلسلة الغذائية باستخدام الكربون الموجود في الغلاف الجوي للقيام بعملية البناء الضوئي، ولذلك فإن هذه الكائنات كالنباتات والطحالب تحمل نفس النسبة الموجودة في الغلاف الجوي بين نظيري الكربون 14 و12، وتنتقل هذه النسبة ذاتها إلى جميع الكائنات الحية الأخرى حتى تلك الموجودة في قمة السلسلة الغذائية كأسماك القرش.³

لكن عندما يتوقف تبادل الغازات بين الكائن والغلاف الجوي، بسبب موت الكائن الحي أو غيره، فإن النسبة بين الكربون 14 والكربون 12 تبدأ بالنقصان، لأن النظير 14 غير المستقر سوف ينشطر تاركًا وراءه الكربون 12، وذلك بمعدل ثابت، يستخدمه العلماء في تحديد عمر ما لديهم.³

المراجع

1. ^ ^{أ ب} “carbon-14 dating”, britannica, Retrieved 15/1/2022.
2. ^ ^{أ ب} “How Does Carbon Dating Work”, radiocarbon, Retrieved 15/1/2022. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث} “What is radiocarbon dating?”, earthsky, 09/02/2018, Retrieved 15/1/2022. Edited.