تاریخ نگاری کربن یک تکنیک مورد استفاده و گسترده جهت تعیین سن اشیاء باستانی، فسیل‌ها و یا هر گونه مواد باقی مانده از گذشته می‌باشد. این روش توسط ویلیام لیبی و همکارانش در سال 1949 توسعه یافت. تأثیر مثبت این تکنیک بر جهان علم باعث شد به گونه‌ای که ویلیام لیبی در سال 1960 جایزه نوبل را به خاطر آن به خود اختصاص داد.
 
این روش تاریخ نگاری بر مبنای مقایسه نسبت‌های دو تا از ایزوتوپ‌های کربن به نام کربن 12 و 14 می‌باشد. کربن 14 رادیواکتیو است، در حالی‌که کربن 12 رادیواکتیو نیست. ایروتوپ‌ها، عناصری با عدد اتمی مشابه اما عدد جرمی متفاوت می‌باشند.
 
کربن 14 دارای نیمه عمر تقریبا 5730 سال می‌باشد. با مقایسه مقدار کربن رادیواکتیو موجود در حال حاضر با مقدار اولیه‌ی آن‌ها، می‌توان سن این عناصر را بر اساس قانون فروپاشی رادیواکتیو براورد کرد. چرا از میان همه‌ی عناصر رادیواکتیو موجود، کربن برای روش تاریخ‌نگاری انتخاب شده است؟ یکی از دلایل آن این است که کربن دارای یک ایزوتوپ رادیواکتیو بوده و دلیل دوم آن این است که عمر آن بر اساس ترکیبات کربنی می‌باشد. این موضوع تعیین سن ترکیبات کربن‌دار را امکان پذیر می‌سازد.
 

محدودیت‌های مربوط به تکنیک تاریخ‌گذاری کربن

هر روش علمی دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. به همین دلیل است که مفروضات اساسی در رابطه با روش‌هایی مانند تاریخ‌ نگاری کربن تنها به طور تقریبی صحیح می‌باشد. همه‌ی قوانین فیزیکی شناخته شده دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. واقعیت این است که روش‌های علمی مانند روش ذکر شده تقریبی بوده و قطعیت کامل ندارد. این امر بدین معنی است که باید در استفاده از این روش‌ها احتیاط لازم را ملحوظ داشت و با آگاهی از محدودیت‌های مربوط به صحت و دقت آن‌ها از این روش‌ها استفاده کرد.
 

نسبت کربن 14 به کربن 12 مطلق نیست.

دقت این روش تا حد زیادی وابسته به نسبت مطلق فرضی کربن 14 و کربن 12 بوده که تصور می‌شد در طول زمان ثابت باقی می‌ماند. با این‌حال، در واقع این نسبت با زمان و مکان متغیر می‌باشد.
 
کربن 14 در لایه‌های بالایی جو قرار دارد و توسط بمباران نیتروژن با اشعه‌های کیهانی ایجاد می‌گردد. سپس این کربن وارد بخش‌های پایین‌تر جو شده و در این بخش توزیع شده و در طی فرایندی دی اکسید کربن تولید می‌کند. این دی اکسید کربن از کربن رادیواکتیو تولید شده که توسط گیاهان از طریق فرایند فتوسنتز جذب شده و وارد زنجیره‌ی غذایی می‌گردد. کربن، اسکلت زندگی بر روی زمین را تشکیل می‌دهد.
 
این نسبت کربن 14 به کربن 12 در سال 1950 به عنوان نقطه‌ی حال در نظر گرفته شد. بنابراین، سن کربن 3400 سال قبل از میلاد مشخص شد. عیب این روش این است که فرض بر این دارد که نسبت کربن 14 به کربن 12 تا سال 1950 مشابه بوده است که در واقع این موضوع واقعیت ندارد.
 

آلودگی نمونه

یک احتمال دیگر وجود دارد که ممکن است بر دقت این روش تاریخ ‌نگاری اثر بگذارد. ضروری است که تاریخ‌ نگاری نمونه در صورت آلوده نبودن امکان پذیر بوده باشد و تنها در این صورت سن دقیق نمونه مشخص می‌گردد. با این‌حال، ممکن است تعیین سن دقیق نمونه‌های بسیار قدیمی امکان‌پذیر نباشد.
 
احتمال آلوده بودن نمونه‌های بسیار قدیمی امری اجتناب ناپذیر می‌باشد. آلودگی باعث اختلال در ایزوتوپ‌های کربن موجود در محل در نمونه می‌گردد. این امر ممکن است منجر به تعیین نادرست سن نمونه گردد. این روش تاریخ نگاری بر مبنای مقایسه نسبت‌های دو تا از ایزوتوپ‌های کربن به نام کربن 12 و 14 می‌باشد. در این شرایط کاری از ما ساخته نیست. با این‌حال، خطا در تعیین سن، توسط روش‌های تاریخ گذاری کربن می‌تواند با استفاده از دیگر تکنیک‌های تاریخ نگاری که از عناصر رادیواکتیو به غیر از کربن استفاده می‌کند، جبران گردد.
 
این تکنیک تاریخ نگاری در برخی زمان‌ها نادرست می‌باشد، اما سطح خطای این روش بسیار پایین بوده و نمی‌توان آن را به طور کامل اشتباه خواند. دقت این تکنیک تاریخ نگاری کامل نیست، اما نتایج دقیق و قابل توجهی را هنگام محاسبه سن اشیاء قدیمی که سن نامشخصی دارند در مقایسه با روش‌های دیگر ارائه می‌دهد. این روش نتایج تقریبا دقیقی را برای انواع مختلف اشیاء ارائه می‌دهد.
 
روش سالیابی کربن 14 مشهورترین روش سالیابی برای تعیین قدمت مواد آلی و مواد حاوی کربن است. در اثر تصاعد یک پروتون، نیتروژن 14 به کربن 14 تبدیل می‌گردد.
 
همان طور که گفته شد کربن 14 با اکسیژن هوا ترکیب و به گاز کربنیک تبدیل و جذب گیاه شده و در ترکیبات بدن موجود زنده ذخیره می گردد. چون کربن ذخیره شده در بدن موجودات زنده خاصیت رادیواکتیو داشته و ناپایدار است، پس از مرگ موجود زنده به تدریج تجزیه می‌گردد. با مقایسه ی نسبت کربن 14 موجود در زمان حیات یک موجود زنده و میزان فعلی آن مدت زمانی که از مرگ آن می گذرد مشخص می شود.  کربن 14 ماده ی پرتوزا است و نیم عمر مشخصی دارد. لیبی در محاسبات خود نیم عمر کربن 14 را 5730  به اضافه و منهای 40 سال محاسبه کرد. یعنی نیمی از کربن 14 موجود در هر جسم آلی پس از حدود 5730 سال از بین می رود. با اندازه گیری مقدار باقی مانده کربن 14 در مواد آلی می‌توان سن آن را تخمین زد. چون تولید کربن 14 اتمسفر هر ساله در نوسان است، تاریخی که از آزمایش مواد آلی به دست می آوریم با تاریخ تقویمی ناهمگون است. یعنی یکسال کربن 14 به الزام 12 ماه نیست این مشکل را فیزیک دانها با مقایسه ی تاریخ های به دست آمده با سن حلقه ی درختان که سن تقویمی است می سنجند و تاریخ تقویمی را به دست می‌آورند.
 
در گذشته آزمایش کربن 14 نیازمند نمونه های بزرگ از مواد ارگانیک بود. ولی امروزه با استفاده از تکنیک Acceleatar Mass Spectrametry  یا A.M.S می توان سن نمونه های ارگانیک کمتر از یک گرم را نیز با دقت تعیین کرد. محدوده‌ی سالیابی کربن 14 با استفاده از روش A.M.S تا حدود 70 هزار سال است. تقریباً همه‌ی مواد کربن که در هنگام تشکیل ماده، غلظت اولیه‌ی کربن 14 آن‌ها مشخص باشد، برای سالیابی کربن 14 مناسب هستند، چوب، زغال، رسوبات حاوی کربن، استخوان، آهن داری کربن (چدن و فولاد) کاغذ، چرم و پوست موادی مناسب برای سالیابی کربن 14 هستند.
 
منبع: Buzzle