قياس عمر الاحفورات الأثرية بإستخدام كربون C-14 مكتشف هذه الطريقه هو العالم / وليام ليبي William Leby يعتبر ويليام ليبي من جامعة شيكاغو أباً لطريقة قياس العمر بالكربون C-14 وقد نشر أول أعماله في هذا المجال عام 1949 ولتجربة طريقته، قاس ليبي أعمال المكتشفات الأثرية، والتي كانت أعمارها معروفة باستخدام طرق أخرى . أدى اكتشاف ليبي إلى ثورة في علم الآثار، حيث سمح للعلماء بتقدير أعمار الاكتشافات في الحضارات التي كانت تفتقر إلى سبل قياس الوقت .. بعد نشر ليبي لاكتشافاته بوقت قصير، أقبل العلماء بشكل قوي على طريقته، وبحلول عام 1950، أصبحت هناك ثمانية مختبرات تعتمد هذه الطريقة في العالم. في عام 1960، منح ليبي جائزة نوبل في الكيمياء. لقد ابتدع وليام ليبي أسلوب تحديد العمر بواسطة الكربون 14 في عام 1948، معتمدا على أن طبيعة هذا النوع من الكربون C 14 مادة مشعة، تتحلل بمعدل معين يسمى فترة العمر النصفي، وما يجعل وجوده متوازنا انه يتكون بصورة مستمرة في تفاعلات جوية، ولهذا يتميز هذا الكربون والكربون 12 الذي ينتج عن تحلله بالاستقرار. وينتقل الكربون بين المحيطات، والغلاف الجوي، والكائنات الحية فيما يعرف «بدورة الكربون». وعندما يموت الكائن الحي يخرج من دورة الكربون، وبعدها تتدهور النسبة بين الكربون 14 والكربون 12، الأمر الذي يسمح للمرء حساب العمر بواسطة معرفة نسبة الكربون 14 إلى الكربون 12 شرح الطريقه : قد يصل عمر قطعة من الخشب مثلا او العظام إلى 5000 عام . ومن الطبيعي ان نتسأل عن كيفية تمكن العلماء من تقدير عمر الأثار والحفريات التي توجد على الكرة الأرضية ؟ وما هي الطريقة المستخدمة ؟ وهنا سوف نشرح الفكرة الفيزيائية لتقدير أعمار الكائنات باستخدام الكربون-14. يستخدم كربون-14 كمقياس لتقدير أعمار الحفريات ذات الأساس البيولوجي والتي قد يصل عمرها في بعض الأحيان أكثر من 50000 عام . ما هو كربون-14..؟ تصطدم الأشعة الكونية Cosmic Rays بالغلاف الجوي باستمرار، ويقدر أن ملايين الاشعة الكونية تصطدم بجسم الانسان كل ساعة .. تصطدم الأشعة الكونية بذرات الغلاف الجوي مما ينتج عنه اشعة كونية ثانوية في شكل نيوترون تحمل طاقة حركة، تصطدم هذه النيوترونات بذرات النيتروجين-14 المكون من سبع بروتونات وسبع نيوترونات . ينتج عن هذا التصادم ذرة كربون-14 المكونة من ستة بروتونات وثمانية نيوترونات وتتحرر ذرة هيدروجين المكونة من بروتون واحد فقط.. تعتبر ذرة الكربون-14 ذرة غير مستقرة لأن عدد بروتوناتها لايساوي عدد نيوتروناتها مما تسمي بالكربون المشع الذي له عمر نصف (وهو العمر اللازم لكي تقل كمية النشاط الإشعاعي إلى النصف) هو 5730 عام . n + 14N → 14C + 1H كربون 14 هو نظير من نظائر الكربون المشعة ، وهو مصدر لاشعة (B) يتحلل بمرور الوقت . فاذا كان لدينا كمية معينة منه ، بعد مرور 5730 عام يكون قد تحلل نصفها . وهذا ما ندعوه بعمر النصف ، ويكون لنا هذا العمر بمثابة الاساس الذي نعتمد عليه في اعتبار كربون 14 كطريقة ناجعة في تحديد العمر . الكربون 14 موجود في كل الكائنات الحية ذرات الكربون 14 التي تنتج من الأشعة الكونية تتحد مع الأكسجين لتكون ثاني أكسيد الكربون، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون من قبل النباتات خلال عملية التمثيل الضوئي، ينتقل كربون-14 من النبات إلى الانسان والحيوان من خلال الأكل . تكون نسبة الكربون-12 إلى الكربون-14 في الهواء وفي كافة الكائنات الحية نفس النسبة . ويقدر عدد ذرات الكربون-14 في الهواء بذرة واحدة لكل 1012 ذرة كربون-12، ذرات الكربون-14 مشعة وتضمحل باستمرار من خلال اطلاق اشعة بيتا ولكن يتم تعويض الفاقد من جسم الكائنات الحية بمعدل ثابت من خلال ما نتناوله من طعام أو ماء. عند هذه اللحظة نؤكد على أن جسم الانسان يحتوي على نسبة ثابتة من الكربون-14 فيه وتساوي نفس النسبة في الحيوان والنبات. حساب العمر : تكمن الفكرة في الاعتماد على الكربون-14 لحساب العمر عند توقف تزويد الكمية المفقودة من الكربون-14 بسبب الوفاة للكائن الحي فتختلف النسبة بين الكربون-12 إلى الكربون-14 عن باقي الكائنات الحية لان الكربون-14 هو عنصر مشع ويضمحل بمعدل ثابت مع الزمن من خلال اطلاق جسيمات بيتا ولا يتم تعويضه كما هو الحال للكائن الحي . بينما يبقى الكربون-12 ثابتا في جسم الكائن قبل الوفاة وبعده . وعليه نستنتج أنه بقياس النسبة بين الكربون-14 إلى الكربون-12 ومقارنة النتيجة مع النسبة بينهما في الكائنات الحية يمكن حساب عمر العينة . والمعادلة التالية توضح كيف نحسب العمر : t = [Ln (Nf/No) / (-0.693) ] x t1/2 حيث Ln هي دالة اللوغاريتم الطبيعي، Nf/No هي النسبة بين كربون-14 في العينة إلى الجسم الحي .