CÁCH XÁC ĐỊNH ĐỘ TUỔI CỦA CÁC MẪU VẬT BẰNG ĐỒNG VỊ CACBON 14C.

CÁCH XÁC ĐỊNH ĐỘ TUỔI CỦA CÁC MẪU VẬT BẰNG ĐỒNG VỊ CACBON ¹⁴C.

- Các bạn có bao giờ thắc mắc tại sao các nhà khoa học lại có thể xác định được tuổi của những món đồ cổ, những xác ướp, những hóa thạch thời tiền sử chưa? Làm sao biết được chúng hình thành vào thời gian nào, cách đây bao nhiêu năm? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu một trong những cách xác định tuổi mẫu vật này nhé. Đó là Phương pháp xác định tuổi mẫu vật bằng đồng vị Cacbon.

Cacbon là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là C.

Cacbon có 3 đồng vị là Cacbon-12, Cacbon-13 và Cacbon-14, được ký hiệu lần lượt là ¹²C, ¹³C và ¹⁴C.  Trong đó chỉ có ¹²C và ¹⁴C có ý nghĩa trong phương pháp xác định tuổi của mẫu vật.

¹²C có tính chất bền vững và không thay đổi theo thời gian. Trong khi đó ¹⁴C được hình thành từ nguyên tử Nitơ (N) trong khí quyển do tác động của các tia vũ trụ. Do đó nguyên tử ¹⁴C không ổn định và có tính phóng xạ.

Trong quá trình quang hợp, thực vật hấp thụ CO₂ và nhả ra O_2­, đồng nghĩa với việc hấp thụ C vào cơ thể, bao gồm ¹²C và ¹⁴C. Thực vật lại là thức ăn của động vật, các loài động vật ăn cỏ lại là thức ăn của động vật ăn thịt, vậy nên trong cơ thể của động vật cũng sẽ có ¹²C và ¹⁴C.

Tỷ lệ ¹⁴C và ¹²C trong cơ thể sinh vật sống là như nhau và sấp sỉ bằng với tỷ lệ ¹⁴C và ¹²C trong khí quyển hoặc đại dương đối với các sinh vật sống dưới nước.

Khi các sinh vật (động vật và thực vật) chết đi, chúng sẽ không hấp thụ được ¹²C và ¹⁴C nữa. Vì vậy, do tính chất phóng xạ, ¹⁴C giảm dần theo thời gian do hiện tượng phân rã và chuyển hóa thành Nitơ, trong khi đó ¹²C không thay đổi.

¹⁴C có chu kỳ bán rã là 5,730 năm, có nghĩa nếu hôm nay chúng ta có 1,000 nguyên tử ¹⁴C, sau 5,730 năm sau thì chỉ còn lại 500 nguyên tử ¹⁴C.

Đề xác định tuổi mẫu vật, các nhà khoa học sẽ tìm cách số lượng nguyên tử ¹⁴C hoặc đo độ phóng xạ của ¹⁴C, rồi lấy kết quả thu được so sánh với lượng ¹²C của mẫu vật. Tỷ lệ ¹⁴C và ¹²C còn lại giúp các nhà khoa học tính toán, xác định được thời gian đã phân rã của ¹⁴C, từ đó xác định được thời gian kể từ thời điểm sinh vật đó chết đến hiện nay, đó chính là tuổi của mẫu vật.

Kỹ thuật dùng đồng vị Cacbon rất chính xác, tuy nhiên cũng có những hạn chế. Chỉ có những sinh vật sống mới hấp thụ Cacbon thông qua quá trình quang hợp hoặc ăn thực vật nên phương pháp này chỉ xác định được tuổi của những sinh vật sống. Sau 10 chu kỳ bán rã, tức hơn 50,000 năm, lượng ¹⁴C còn lại rất nhỏ và cho kết quả không chính xác. Vì vậy, phương pháp đồng vị Cacbon chỉ các thể xác định chính xác tuổi của các mẫu vật dưới 50,000 năm tuổi.

Ngoài phương pháp sử dụng đồng vị Cacbon, các nhà khoa học còn có thể xác định tuổi của mẫu vật bằng phương pháp khác cho kết quả chính xác hơn và thời gian đo tuổi thọ dài hơn như phương pháp xác định tuổi bằng Kali-Argon (K-Ar), xác định tuổi theo vết phân hạch (Fission track dating), tuy nhiên các phương pháp này cũng phức tạp hơn nhiều.

Chúc các bạn học được nhiều kiến thức mới.
Thân mến!