Vad är isotoper?
Grundämnen kan delas in i efter hur många protoner de har i atomkärnan. Men alla grundämnen finns i flera varianter som har olika antal neutroner i kärnan. Varje variant kallas en isotop.
Det lättaste grundämnet, väte, har bara tre isotoper och är därmed det ämne som finns i minst antal varianter. Cesium och xenon har 36 isotoper och är de ämnen som har flest varianter.
Vad kan forskarna använda isotoper till?
Vissa isotoper är stabila, medan andra är radioaktiva, det vill säga de ombildas – faller sönder – till andra ämnen.
1946 insåg den amerikanske kemisten Willard Frank Libby att den radioaktiva isotopen kol-fjorton kan användas till att datera arkeologiska fynd.
Jordens atmosfär innehåller tre olika kolisotoper. Kolet, inklusive kol-fjorton, tas upp i alla växter vid fotosyntesen och blir en del av djur och människor när de äter växterna.
Kol-fjorton-metoden har avslöjat att svepduken från Turin inte härstammar från Jesu död utan är från medeltiden någon gång mellan 1260 och 1390.
Kol-fjorton-metoden har avslöjat att svepduken från Turin inte härstammar från Jesu död utan är från medeltiden någon gång mellan 1260 och 1390.
Hur avslöjar kol-fjorton ett fynds ålder?
Det radioaktiva kol-fjorton ombildas långsamt till stabilt kväve. När djur och väster dör ersätts det sönderfallna ämnet inte längre med nytt och därför börjar nivån av kol-fjorton att minska. På så sätt blir mängden kol-fjorton ett noggrant mått på när organismen dog.
Mindre än ett gram av en skelettdel kan räcka för en exakt kol-fjorton-datering o, det fortfarande finns protein kvar i skelettdelen.
Finns det andra isotopdateringar?
Säker kol-fjorton-datering är i allmänhet möjligt med organiskt material som är upp till 50 00 år gammalt. Men även andra radioaktiva isotoper kan användas till datering, bland annat uran-238 och uran-235.
De två uranisotoperna faller sönder två olika isotoper av bly, var och en med var sin halveringstid. Genom att mäta förhållandet mellan dessa isotoper kan forskare datera sten och vulkanavlagringar, och på så sätt har de bland annat kunnat beräkna jordens ålder och när dinosaurierna dog ut.
Dinosaurieben är för gamla för att innehålla kol-fjorton, men genom att undersöka materialet runt omkring dem för blyisotoper har forskarna kunnat fastställa giganternas massdöd till för cirka 65 miljoner år sedan.
Vad kan stabila isotoper användas till?
Stabila isotoper kan också innehålla värdefull information om förhistoriskt tid. Mikroorganismer föredrar exempelvis att äta stabilt kol-tolv framför den andra stabila kolisotopen, kol-13. Genom att mäta förhållandet mellan de två stabila isotoperna har forskarna kunnat säga när livet uppstod på jorden.
Även jordens klimat kan kartläggas med hjälp av stabila isotoper. "Termometern" är fossil av mikroskopiska djur, så kallade foraminiferer. Djurens kalkskal har tagit upp stabila syreisotoper från havsvattnet – vanligt syre, som kallas syre-sexton, och en tyngre isotop, syre-arton. Innehållet av tungt syre är störst i borrprover från kallare perioder.