ایران‌بوم

سید محمد برازنده- تاریخ نگاری به کمک رادیو کربن به معنای تعیین عمر اشیا و اجسام باستانی به وسیله اندازه‌گیری مقدار کربن-14 است که از شی یا جسم مورد نظر خارج می‌شود. این روش که امروزه به روشی فراگیر و رایج برای تخمین عمر اجسام در علم باستان‌شناسی تبدیل شده اول بار در دهه 50 میلادی توسط «ویلیارد اف.لیبی» استاد دانشگاه شیکاگو و برنده نوبل در رشته شیمی، مورد استفاده قرار گرفت.

اما کربن-14 چیست و چه نقشی در تعیین عمر اجسام دارد؟

تمام عناصری که در طبیعت وجود دارند‌، از ریز ساختارهایی تشکیل شده‌اند که به آن‌ها اتم می‌گویند. اتم‌های متفاوت موجود در یک عنصر را در اصطلاج علمی «ایزوتوپ» می‌نامند. برای کربن‌ها سه ایزوتوپ اصلی تعریف شده که این ایزوتوپ‌های اصلی را نیز کربن می‌نامند اما برای متمایز ساختن آن‌ها از یکدیگر، شماره‌هایی مخصوص برایشان در نظر گرفته شده و بدین سان کربن-12، کربن-13 و کربن-14 نامیده می‌شوند.

مقدار این ایزوتوپ‌ها در اتم کربن متفاوت است. در هر اتم کربن، 99 درصد ایزوتوپ کربن-12 وجود داشتهو نزدیک به یک درصد نیز کربن-13 یافت می‌شود ولی مقدار کربن-14، بسیار ناچیز بوده و نقریبا یک به میلیون است. کربن-14 خاصیت رادیواکتیویته داشته و این خاصیت است که برای تخمین عمر مواد از آن استفاده می‌شود.

اتم‌های رادیواکتیو در اتم‌های ثابت بر اثر یک فرآیند ساده ریاضی فاسد می‌شوند، در این فرآیند که یک دوره خاص را در بر می‌گیرند، نیمی از اتم‌های موجود تغییر می‌کنند که به آن دوره، نیمه-عمر می‌گویند. برای مثال، اگر در سال 2000 تعداد هزار اتم با نیمه-عمر 10 سال وجود داشته باشد این مقدار در سال 2010 به 500 اتم رسیده و در سال 2020 تعداد 250 اتم از آن کاسته و در سال 2030 نیز این مقدار به 125 اتم خواهد رسید.

تغییرات به وجود آمده در این مقدار، عامل تعیین کننده‌ای برای شناخت و تخمین قدمت اشیا و اجسامی است که مدت زمانی نامعلوم از عمر آن‌ها می‌گذرد. با شمارش تعداد کربن‌های-14 موجود در یک اتم که از طریق بررسی کربن‌های تشکیل دهنده اتم به دست می‌آیند، می‌توان به این نتیجه رسید که یک شی چه عمری دارد و یا در چه زمانی مرده است. ازاینرو برای تخمین عمر باید دو عامل را به خوبی مدنظر داشت. نخست، نیمه-عمر کربن-14 بوده و دوم آنکه شی مورد نظر پیش از مرگ چه اندازه کربن-14 داشته است.

دانشمندان نیمه-عمر کربن -14 را 5 هزار و 730 سال برآورد کرده‌اند. با وجود این در اغلب موارد، عمر کربن-14 اجسام پیش از مرگ آن‌ها براساس حدس و گمان اعلام می‌شود. فرض غالب بر این است که کمیت کربن-14 در هریک از اجسام زنده مقدار ثابتی در نظر گرفته شود. با احتساب این فرضیه می‌توان به این نتیجه رسید، آنچه را که امروز می‌خوانیم، همان چیزهایی هستند که چندین سال پیش بوده‌اند. بنابراین باید گفت فسیل‌هایی که امروزه به دست می‌آیند در زمان حیات خود از همان مقدار کربن-14 برخوردار بوده‌اند که ارگانیزم‌های زنده امروزی برخوردار هستند.

حقیقت این موضوع که کربن-14، نیمه-عمری 5 هزار و 530 ساله دارد به باستان‌شناسان کمک می‌کند تا عمر اشیا را به راحتی تخمین بزنند. قدمت حاصل شده از بررسی نمونه‌های کربنی تا حدی است که می‌توان آن‌ها را تا 50 هزار سال تخمین زد.

اما در تخمین عمر اجسام به جز کربن، از ایزوتوپ‌های دیگری همچون پتاسیم یا اورانیوم نیز استفاده می‌شود. این ایزوتوپ‌ها نیمه-عمری به مراتب طولانی‌تر داشته و برای تعیین رویدادهای زمین شناختی بسیار قدیمی که باید عمری چند میلیون یا چند میلیارد ساله را برای آن‌ها در نظر گرفت، به کار می‌روند.