Hva er isotoper?
Grunnstoffer inndeles etter hvor mange protoner de har i atomkjernen. Men alle grunnstoffer finnes i flere varianter, som har forskjellig antall nøytroner i kjernen. Hver variant kalles en isotop.
Det letteste grunnstoffet, hydrogen, har bare tre isotoper og er dermed det stoffet som finnes i færrest utgaver. Cesium og xenon har 36 isotoper og er de stoffene som har flest.
Hva kan forskerne bruke isotoper til?
Noen isotoper er stabile, mens andre er radioaktive, det vil si at de omdannes – henfaller – til andre stoffer.
I 1946 oppdaget den amerikanske kjemikeren Willard Frank Libby at den radioaktive isotopen karbon-14 kan brukes til å datere arkeologiske funn.
Jordens atmosfære inneholder tre forskjellige karbonisotoper. Karbon, deriblant karbon-14, opptas i alle planter ved fotosyntesen og blir en del av dyr og mennesker når de spiser plantene.
Karbon-14-metoden har avslørt at likkledet fra Torino ikke stammer fra Jesu død, men er fra middelalderen engang mellom år 1260 og 1390
Karbon-14-metoden har avslørt at likkledet fra Torino ikke stammer fra Jesu død, men er fra middelalderen engang mellom år 1260 og 1390.
Hvordan viser karbon-14 et funns alder?
Det radioaktive karbon-14 omdannes langsomt til stabilt nitrogen. Når dyr og planter dør, blir ikke det henfalne stoffet lenger erstattet med nytt, og derfor begynner nivået av karbon-14 å falle. På den måten blir mengden av karbon-14 et nøyaktig mål for når organismen døde.
Mindre enn et gram av skjelettet kan være nok til en helt nøyaktig karbon-14-datering, så fremt det fremdeles er protein igjen i det.
Finnes det andre isotopdateringer?
Sikker karbon-14-datering er normalt mulig med organisk materiale som er opp til 50 000 år gammelt. Men også andre radioaktive isotoper kan brukes til datering, blant annet uran-238 og uran-235.
De to uranisotopene henfaller til to forskellige isotoper av bly med hver sin halveringstid. Ved å måle forholdet mellom disse isotopene kan forskere datere stein og vulkanavleiringer, og slik har de blant annet beregnet Jordens alder og når dinosaurene døde ut.
Dinosaurknokler er for gamle til å inneholde karbon-14, men ved å undersøke materialet omkring dem for blyisotoper har forskerne kunnet tidfeste gigantenes massedød til for omtrent 65 millioner år siden.
Hva kan stabile isotoper brukes til?
Stabile isotoper kan også fortelle oss noe om fortiden. Mikroorganismer foretrekker f.eks. å ete stabilt karbon-12 fremfor den andre stabile karbonisotopen, karbon-13. Ved å måle forholdet mellom de to stabile isotopene har forskerne funnet ut når livet oppstod på Jorden.
Også Jordens klima kan kartlegges ved hjelp av stabile isotoper. "Termometeret" er fossiler av mikroskopiske dyr kalt foraminiferer. Dyrenes kalkskall har opptatt to stabile oksygenisotoper fra havvannet – vanlig oksygen, som kalles oksygen-16, og en tyngre isotop, oksygen-18. Innholdet av tungt oksygen er størst i boreprøver fra kalde perioder.