www.wikidata.id-id.nina.az
Penanggalan radiokarbon disebut pula penanggalan karbon atau penanggalan karbon 14 adalah suatu metode penentuan usia suatu objek yang mengandung materi organik dengan memanfaatkan sifat radiokarbon suatu isotop radioaktif dari karbon 1 Metode ini dikembangkan pada akhir tahun 1940 an oleh Willard Libby 2 yang menerima Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1960 berkat karyanya ini Metode ini didasarkan pada fakta bahwa radiokarbon 14C dihasilkan terus menerus di atmosfer sebagai hasil interaksi sinar kosmik dengan nitrogen di atmosfer 14C yang dihasilkan bergabung dengan oksigen di atmosfer untuk membentuk karbon dioksida radioaktif yang digunakan tumbuhan untuk proses fotosintesis hewan memakan tumbuhan tersebut dan menerima 14C Ketika hewan dan tumbuhan tersebut mati pertukaran karbon antara mereka dengan lingkungan berakhir dan sejak saat itu jumlah 14C yang dikandungnya mulai berkurang sedikit demi sedikit ketika 14C mengalami peluruhan radioaktif Pengukuran jumlah 14C dalam sampel tumbuhan atau hewan mati seperti pada suatu potongan kayu atau potongan tulang menyediakan informasi yang dapat digunakan untuk memperkirakan kapan tumbuhan atau hewan tersebut mati Semakin tua sampel tersebut maka semakin sedikit 14C yang dapat dideteksi dari sampel tersebut dan karena waktu paruh 14C masa ketika setengah dari sampel yang diberikan telah meluruh adalah sekitar 5 730 tahun penanggalan tertua yang dapat terukur melalui metode ini adalah sekitar 50 000 tahun lalu meskipun metode penyiapan khusus terkadang dapat memberikan analisis akurat bagi sampel yang sudah sangat tua Sejumlah penelitian telah dilakukan sejak tahun 1960 an untuk menentukan proporsi 14C di atmosfer Hasilnya dalam bentuk kurva kalibrasi saat ini digunakan untuk mengkonversi pengukuran radiokarbon dalam suatu sampel ke dalam perkiraan usia sampel tersebut Koreksi lainnya harus dibuat dengan mempertimbangkan proporsi 14C dalam jenis organisme yang berbeda fraksionasi serta kadar 14C yang bervariasi di biosfer efek reservoir Pembakaran bahan bakar fosil seperti arang dan minyak serta uji nuklir yang dilakukan pada 1950 an dan 1960 an mempersulit perhitungan penanggalan karbon Karena waktu yang diperlukan untuk mengubah materi biologis menjadi bahan bakar fosil lebih lama dibanding waktu yang diperlukan bagi 14C untuk meluruh pada batas deteksi bahan bakar fosil hampir sama sekali tidak mengandung 14C dan karenanya sempat terjadi penurunan proporsi 14C di atmosfer yang berawal pada akhir abad ke 19 Kebalikannya uji nuklir meningkatkan jumlah 14C di atmosfer yang mencapai maksimumnya pada sekitar tahun 1965 dengan hampir dua kali dari jumlah 14C yang ada sebelum uji tersebut dimulai Pengukuran radiokarbon pada mulanya dilakukan dengan alat pencacah beta yang menghitung jumlah radiasi beta yang dipancarkan melalui peluruhan atom 14C dalam sampel Baru baru ini spektrometri massa pemercepat menjadi metode pilihan dalam pengukuran radiokarbon metode ini menghitung seluruh atom 14C dalam sampel dan tidak hanya karbon yang akan meluruh selama pengukuran karenanya metode ini dapat digunakan dengan sampel yang lebih sedikit seperti biji tumbuhan dan lebih cepat memberikan hasil Pengembangan penanggalan radiokarbon berdampak besar pada bidang arkeologi Selain memberi penanggalan yang lebih akurat dibandingkan metode sebelumnya metode ini mampu membandingkan penanggalan dengan jarak yang amat besar Sejarah arkeologi terkadang merujuk pengaruh ini sebagai revolusi radiokarbon Penanggalan radiokarbon memberikan penanggalan bagi sejumlah masa transisi prasejarah penting seperti akhir zaman es terakhir dan awal Neolitikum dan Zaman Perunggu di wilayah yang berbeda Sejak diperkenalkan metode ini telah banyak digunakan sampai saat ini untuk menganalisis banyak objek terkenal antara lain sampel dari Gulungan Laut Mati Kain Kafan dari Torino sejumlah besar artefak dari zaman Mesir kuno untuk memasok informasi bagi kronologi Dinasti Mesir 3 dan Otzi manusia purba yang jasadnya ditemukan terawetkan dalam es 4 Daftar isi 1 Latar belakang 1 1 Sejarah 1 2 Detail kimia dan fisika 1 3 Prinsip 2 Lihat pula 3 Catatan 4 Referensi 5 Sumber 6 Pranala luarLatar belakang SuntingSejarah Sunting Pada tahun 1939 Martin Kamen dan Samuel Ruben dari Laboratorium Radiasi di Berkeley memulai percobaan untuk menentukan apakah unsur unsur yang umum dalam materi organik memiliki isotop dengan waktu paruh yang cukup lama untuk digunakan dalam penelitian biomedis Mereka mensintesis 14C menggunakan pemercepat siklotron laboratorium tersebut dan kemudian mereka menemukan bahwa atom atom tersebut memiliki waktu paruh yang jauh lebih lama dari yang mereka anggap sebelumnya 5 Penemuan ini kemudian diikuti oleh prediksi oleh Serge A Korff yang saat itu bekerja di Franklin Institute di Philadelphia bahwa interaksi neutron termal dengan 14N di atmosfer atas dapat menghasilkan 14C note 1 7 8 14C sebelumnya telah terpikir untuk dibuat dari interaksi deuteron dengan 13C 5 Pada saat di masa Perang Dunia II Willard Libby yang saat itu menjalani studi di Berkeley mempelajari penelitian Korff dan terpikir akan kemungkinan penggunaan radiokarbon untuk penanggalan 7 8 Pada tahun 1945 Libby memulai penelitiannya mengenai penanggalan radiokarbon di Universitas Chicago Ia menerbitkan sebuah makalah pada tahun 1946 yang berisi usulan mengenai kemungkinan adanya 14C serta karbon non radioaktif dalam materi hayati 9 10 Libby dan beberapa kolaborator melakukan percobaan dengan metana yang ia kumpulkan dari selokan di Baltimore dan setelah memperkaya sampel mereka secara isotopik mereka mampu menunjukkan bahwa sampel tersebut mengandung 14C Di sisi lain metana yang dihasilkan dari minyak bumi tidak menujukkan aktivitas radiokarbon karena usia sampel tersebut Hasil tersebut dirangkum dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Science pada tahun 1947 yang dalam komentarnya para penulis menyatakan bahwa hasil tersebut memperlihatkan adanya kemungkinan untuk melakukan penanggalan pada materi yang mengandung karbon organik 9 11 Libby dan James Arnold melanjutkan penelitiannya untuk menguji teori penanggalan radiokarbon dengan menganalisis sampel yang telah diketahui usianya Sebagai contoh dua sampel yang diambil dari makam dua raja Mesir Djoser dan Sneferu masing masing tertanggal 2625 SM lebih kurang 75 tahun diukur dengan metode penanggalan radiokarbon dan menghasilkan usia kira kira 2800 SM lebih kurang 250 tahun Hasil ini diterbitkan dalam Science pada tahun 1949 12 13 note 2 Dalam kurun waktu 11 tahun setelah pengumuman tersebut lebih dari 20 laboratorium penanggalan radiokarbon telah dibangun di seluruh dunia 15 Pada tahun 1960 Libby dianugerahi Hadiah Nobel dalam Kimia berkat karyanya tersebut 9 Detail kimia dan fisika Sunting Artikel utama Karbon 14 Di alam karbon hadir sebagai dua isotop stabil nonradioaktif karbon 12 12C dan karbon 13 13C serta sebuah isotop radioaktif karbon 14 14C yang dikenal pula sebagai radiokarbon Waktu paruh bagi 14C masa yang diperlukan untuk meluruhnya setengah jumlah 14C adalah sekitar 5 730 tahun sehingga konsentrasinya di atmosfer mungkin diperkirakan berkurang selama ribuan tahun namun 14C diproduksi secara terus menerus di stratosfer bawah dan troposfer atas terutama oleh sinar kosmik galaktik dan pada tingkatan yang lebih rendah oleh sinar kosmik matahari 9 16 Sinar ini menghasilkan neutron yang kemudian menghantam atom nitrogen 14 14N dan membentuk 14C 9 Reaksi nuklir tersebut merupakan jalur reaksi utama dalam pembentukan 14C n 147 N 146 C pDalam persamaan di atas n mewakili neutron dan p mewakili proton 17 18 note 3 Setelah diproduksi 14C bergabung secara cepat dengan oksigen di atmosfer untuk membentuk karbon monoksida CO pertama 18 dan kemudian menjadi karbon dioksida CO2 19 14C O2 14CO O14CO OH 14CO2 HKarbon dioksida yang dihasilkan dari reaksi ini berdifusi di atmosfer terlarut di lautan serta dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis Hewan memakan tumbuhan ini dan karenanya radiokarbon terdistribusi ke seluruh biosfer Perbandingan 14C dan 12C kira kira 1 25 bagian 14C terhadap 1012 bagian 12C 20 Selain itu sekitar 1 atom karbon merupakan isotop 13C yang stabil 9 Persamaan reaksi peluruhan radioaktif 14C adalah 21 146 C 147 N e n eDengan memancarkan partikel beta suatu elektron e dan suatu antineutrino elektron n e neutron dalam inti 14C berubah menjadi proton dan inti 14C kembali ke bentuk isotop stabil non radioaktif 14N 22 Prinsip Sunting Selama masa hidupnya tumbuhan atau hewan berada dalam kesetimbangan dengan lingkungannya melalui pertukaran karbon baik dengan atmosfer atau melalui makanan yang dikonsumsinya Mereka karenanya memiliki proporsi 14C yang sama dengan atmosfer atau dalam kasus hewan atau tumbuhan laut sama dengan laut Ketika mereka mati mereka berhenti menerima 14C namun 14C dalam materi biologisnya saat itu akan terus meluruh dan karenanya perbandingan 14C terhadap 12C dalam sisa sisa mereka akan berkurang secara bertahap Karena 14C meluruh pada laju yang diketahui proporsi radiokarbon dapat digunakan untuk menentukan seberapa lama sejak sampel yang diberikan berhenti mengalami pertukaran karbon semakin tua sampel tersebut semakin sedikit 14C yang tersisa 20 Peluruhan isotop radioaktif dinyatakan melalui persamaan 9 N N 0 e l t displaystyle N N 0 e lambda t nbsp yang dalam rumus di atas N0 merupakan jumlah atom isotop dalam sampel awal pada saat t 0 saat ketika sampel organisme tersebut mati dan N adalah jumlah atom yang tersisa pada saat t 9 l adalah suatu konstanta yang bergantung pada isotop tertentu untuk isotop yang diberikan akan berbanding terbalik dengan waktu purata yaitu waktu rerata atau yang diperkirakan dari atom yang diberikan untuk dapat bertahan sebelum mengalami peluruhan radioaktif 9 Waktu purata dinyatakan dengan t dari 14C adalah 8 267 tahun note 4 sehingga persamaan di atas dapat ditulis kembali sehingga 24 t 8267 ln N 0 N tahun displaystyle t 8267 cdot ln N 0 N text tahun nbsp Lihat pula SuntingMetodologi penanggalan dalam arkeologiCatatan Sunting Makalah Korff sebenarnya merujuk pada neutron lambat suatu istilah yang merujuk pada rentang energi neutron yang tidak tumpang tindih dengan neutron termal 6 Beberapa sampel asli milik Libby sejak saat itu diuji kembali dan hasilnya diterbitkan tahun 2018 secara umum sesuai dengan hasil orisinal Libby 14 Interaksi sinar kosmik dengan nitrogen dan oksigen di bawah permukaan bumi dapat pula membentuk 14C dan dalam situasi tertentu seperti dekat permukaan salju yang permeabel pada gas 14C ini bermigrasi ke atmosfer Namun jalur reaksi ini diperkirakan mempengaruhi kurang dari 0 1 dari produksi 14C secara keseluruhan 18 Waktu paruh 14C yang menentukan waktu purata diduga adalah sebesar 5568 30 tahun pada 1952 23 Waktu purata dan waktu paruh saling terkait melalui persamaan 9 T 1 2 0 693 t displaystyle T frac 1 2 0 693 cdot tau nbsp Referensi Sunting Plastino W Kaihola L Bartolomei P Bella F 2001 Cosmic background reduction in the radiocarbon measurement by scintillation spectrometry at the underground laboratory of Gran Sasso Diarsipkan 2006 12 01 di Wayback Machine Radiocarbon 43 157 161 Arnold J R and Libby W F 1949 Age Determinations by Radiocarbon Content Checks with Samples of Known Age Science 110 678 680 Christopher Bronk Ramsey Michael W Dee Joanne M Rowland Thomas F G Higham Stephen A Harris Fiona Brock Anita Quiles Eva M Wild Ezra S Marcus Andrew J Shortland 18 Juni 2010 Radiocarbon Based Chronology for Dynastic Egypt Science Diakses tanggal 27 Januari 2013 Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link The Incredible Age of the Find South Tyrol Museum of Archaeology 2013 Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016 09 01 Diakses tanggal 27 Januari 2013 a b Taylor amp Bar Yosef 2014 hlm 268 Korff S A 1940 On the contribution to the ionization at sea level produced by the neutrons in the cosmic radiation Journal of the Franklin Institute 230 6 777 779 doi 10 1016 s0016 0032 40 90838 9 a b Taylor amp Bar Yosef 2014 hlm 269 a b Radiocarbon Dating American Chemical Society American Chemical Society Diakses tanggal 19 Oktober 2016 a b c d e f g h i j Bowman 1995 hlm 9 15 Libby W F 1946 Atmospheric helium three and radiocarbon from cosmic radiation Physical Review 69 11 12 671 672 Bibcode 1946PhRv 69 671L doi 10 1103 PhysRev 69 671 2 Anderson E C Libby W F Weinhouse S Reid A F Kirshenbaum A D Grosse A V 1947 Radiocarbon from cosmic radiation Science 105 2765 576 577 Bibcode 1947Sci 105 576A doi 10 1126 science 105 2735 576 PMID 17746224 Arnold J R Libby W F 1949 Age determinations by radiocarbon content checks with samples of known age Science dalam bahasa Inggris 110 2869 678 680 Bibcode 1949Sci 110 678A doi 10 1126 science 110 2869 678 JSTOR 1677049 PMID 15407879 Aitken 1990 hlm 60 61 Jull A J T Pearson C L Taylor R E Southon J R Santos G M Kohl C P Hajdas I Molnar M Baisan C Lange T E Cruz R Janovics R Major I 2018 Radiocarbon dating and intercomparison of some early historical radiocarbon samples Radiocarbon dalam bahasa Inggris 60 2 535 548 doi 10 1017 RDC 2018 18 The method www c14dating com dalam bahasa Inggris Diakses tanggal 9 Oktober 2016 Russell Nicola 2011 Marine radiocarbon reservoir effects MRE in archaeology temporal and spatial changes through the Holocene within the UK coastal environment PhD thesis PDF Glasgow Scotland UK University of Glasgow hlm 16 Diakses tanggal 11 Desember 2017 Bianchi amp Canuel 2011 hlm 35 a b c Lal D Jull A J T 2001 In situ cosmogenic 14C production and examples of its unique applications in studies of terrestrial and extraterrestrial processes Radiocarbon 43 2 731 742 doi 10 6028 jres 109 013 PMC 4853109 nbsp PMID 27366605 Queiroz Alves Eduardo Macario Kita Ascough Philippa Bronk Ramsey Christopher 2018 The worldwide marine radiocarbon reservoir effect Definitions mechanisms and prospects Reviews of Geophysics 56 1 278 305 Bibcode 2018RvGeo 56 278A doi 10 1002 2017RG000588 a b Tsipenyuk 1997 hlm 343 Currie Lloyd A 2004 The remarkable metrological history of radiocarbon dating II Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology 109 2 185 217 doi 10 6028 jres 109 013 PMC 4853109 nbsp PMID 27366605 Taylor amp Bar Yosef 2014 hlm 33 Libby 1965 hlm 42 Aitken 1990 hlm 59 Sumber SuntingAitken M J 1990 Science based Dating in Archaeology London Longman ISBN 978 0 582 49309 4 Aitken Martin J 2003 Radiocarbon Dating Dalam Ellis Linda Archaeological Method and Theory New York Garland Publishing hlm 505 508 Bianchi Thomas S Canuel Elizabeth A 2011 Chemical Markers in Aquatic Ecosystems Princeton Princeton University Press ISBN 978 0 691 13414 7 Bousman C Britt Vierra Bradley J 2012 Chronology Environmental Setting and Views of the Terminal Pleistocene and Early Holocene Cultural Transitions in North America Dalam Bousman C Britt Vierra Bradley J From the Pleistocene to the Holocene Human Organization and Cultural Transformations in Prehistoric North America College Station Texas Texas A amp M University Press hlm 1 15 ISBN 978 1 60344 760 7 Bowman Sheridan 1995 1990 Radiocarbon Dating London British Museum Press ISBN 978 0 7141 2047 8 Cronin Thomas M 2010 Paleoclimates Understanding Climate Change Past and Present New York Columbia University Press ISBN 978 0 231 14494 0 Dass Chhabil 2007 Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry Hoboken New Jersey John Wiley amp Sons ISBN 978 0 471 68229 5 Eriksson Stenstrom Kristina Skog Goran Georgiadou Elisavet Genberg Johan Johansson Anette 2011 A guide to radiocarbon units and calculations Lund Lund University Ferronsky V I Polyakov V A 2012 Isotopes of the Earth s Hydrosphere New York Springer ISBN 978 94 007 2855 4 Killick David 2014 Using evidence from natural sciences in archaeology Dalam Chapman Robert Alison Wylie Material Evidence Learning From Archaeological Practice Abingdon UK Routledge hlm 159 172 ISBN 978 0 415 83745 3 L Annunziata Michael F 2007 Radioactivity Introduction and History Amsterdam Elsevier ISBN 978 0 444 52715 8 L Annunziata Michael F Kessler Michael J 2012 Liquid scintillation analysis principles and practice Dalam L Annunziata Michael F Handbook of Radioactivity Analysis edisi ke 3rd Oxford Academic Press hlm 423 573 doi 10 1016 b978 012436603 9 50010 7 ISBN 978 0 12 384873 4 Libby Willard F 1965 1952 Radiocarbon Dating edisi ke 2 1955 Chicago Phoenix Macdougall Doug 2008 Nature s Clocks How Scientists Measure the Age of Almost Everything Berkeley California University of California Press ISBN 978 0 520 24975 2 Malainey Mary E 2010 A Consumer s Guide to Archaeological Science New York Springer ISBN 978 1 4419 5704 7 Maslin Mark A Swann George E A 2006 Isotopes in marine sediments Dalam Leng Melanie J Isotopes in Palaeoenvironmental Research Dordrecht Springer hlm 227 290 doi 10 1007 1 4020 2504 1 06 ISBN 978 1 4020 2503 7 Mook W G Waterbolk H T 1985 Handbooks for Archaeologists No 3 Radiocarbon Dating Strasbourg European Science Foundation ISBN 978 2 903148 44 7 Post Wilfred M 2001 Carbon cycle Dalam Goudie Andrew Cuff David J Encyclopedia of Global Change Environmental Change and Human Society Volume 1 Oxford Oxford University Press hlm 127 130 ISBN 978 0 19 514518 2 Renfrew Colin 2014 Foreword Dalam Taylor R E Bar Yosef Ofer Radiocarbon Dating Walnut Creek California Left Coast Press hlm 12 14 ISBN 978 1 59874 590 0 Schoeninger Margaret J 2010 Diet reconstruction and ecology using stable isotope ratios Dalam Larsen Clark Spencer A Companion to Biological Anthropology Oxford Blackwell hlm 445 464 doi 10 1002 9781444320039 ch25 ISBN 978 1 4051 8900 2 Silar Jan 2004 Application of environmental radionuclides in radiochronology Radiocarbon Dalam Tykva Richard Berg Dieter Man made and Natural Radioactivity in Environmental Pollution and Radiochronology Dordrecht Kluwer Academic Publishers hlm 150 179 ISBN 978 1 4020 1860 2 Suess H E 1970 Bristlecone pine calibration of the radiocarbon time scale 5200 B C to the present Dalam Olsson Ingrid U Radiocarbon Variations and Absolute Chronology New York John Wiley amp Sons hlm 303 311 Taylor R E 1987 Radiocarbon Dating London Academic Press ISBN 978 0 12 433663 6 Taylor R E 1997 Radiocarbon dating Dalam Taylor R E Aitken Martin J Chronometric Dating in Archaeology New York Plenum Press hlm 65 97 ISBN 978 0 306 45715 9 Taylor R E Bar Yosef Ofer 2014 Radiocarbon Dating edisi ke 2 Walnut Creek California Left Coast Press ISBN 978 1 59874 590 0 Terasmae J 1984 Radiocarbon dating some problems and potential developments Dalam Mahaney W C Quaternary Dating Methods Amsterdam Elsevier hlm 1 15 ISBN 978 0 444 42392 4 Theodorsson Pall 1996 Measurement of Weak Radioactivity Singapore World Scientific Publishing ISBN 978 9810223151 Trumbore Susan E 1996 Applications of accelerator mass spectrometry to soil science Dalam Boutton Thomas W Yamasaki Shin ichi Mass Spectrometry of Soils New York Marcel Dekker hlm 311 340 ISBN 978 0 8247 9699 0 Tsipenyuk Yuri M 1997 Nuclear Methods in Science and Technology Bristol UK Institute of Physics Publishing ISBN 978 0750304221 Tuniz C Zoppi U Barbetti M 2004 Radionuclide dating in archaeology by accelerator mass spectrometry Dalam Martini M Milazzo M Piacentini M Physics Methods in Archaeometry Amsterdam IOS Press hlm 385 405 ISBN 978 1 58603 424 5 Walker Mike 2005 Quaternary Dating Methods PDF Chichester John Wiley amp Sons ISBN 978 0 470 86927 7 Diarsipkan dari versi asli PDF tanggal 2014 07 14 Diakses tanggal 2019 01 31 Warneck Peter 2000 Chemistry of the Natural Atmosphere London Academic Press ISBN 978 0 12 735632 7 Wiebert Anders 1995 Development of the Lund AMS System and the Evaluation of a New AMS Detection Technique Lund University of Lund Pranala luar Sunting nbsp Wikibooks Historical Geology memiliki halaman di Radiocarbon dating RADON basis data bagi penanggalan 14C Eropa Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Penanggalan radiokarbon amp oldid 22916481