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== Variazioni del rapporto tra ¹⁴C e ¹²C ==

Le variazioni del rapporto ¹⁴C/¹²C in differenti ambitipool serbatoiodi riserva del [[ciclo del carbonio]] fanno sì che un calcolo dell'età di un campione che venga effettuato direttamente dalla misura della quantità di ¹⁴C in esso contenuto dia spesso un risultato errato.

Vanno infatti considerate svariate concause che conducono a differenti livelli di ¹⁴C nei campioni.

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=== Variazioni in atmosfera ===

Fin dai primi anni di utilizzo della tecnica, si comprese che l'accuratezza del risultato dipendeva dall'assunto che il rapporto tra i vari isotopi del carbonio fosse rimasto costante nei millenni precedenti.

Al fine di verificare l'accuratezza del metodo vennero quindi condotte varie misurazioni su artefatti databili anche con differenti metodi e il risultato di tali misurazioni fu che le età rilevate erano in accordo con l'età reale degli oggetti.

che il rapporto tra i vari isotopi del carbonio fosse rimasto costante nei millenni precedenti.

Al fine di verificare l'accuratezza del metodo vennero quindi condotte varie misurazioni su artefatti databili

anche con differenti metodi e il risultato di tali misurazioni fu che le età rilevate erano in accordo con l'età

degli oggetti.

Tuttavia, già nel 1958 [[Hessel de Vries]] dimostrò, misurando campioni di legno di età conosciuta, che il rapporto tra ¹⁴C e ¹²C era in realtà cambiato nel tempo e che vi erano significative deviazioni dai valori attesi.

Questa discrepanza, a cui vienevenne dato a volte il nome di "effetto de Vries", venne misurata accuratamente tramite la [[dendrocronologia]]: studiando le variazioni nell'accrescimento annuale dei tronchi degli alberi fu possibile infatti costruire una sequenza ininterrotta di misurazioni, grazie al sovrapporsi delle serie di anelli di differenti campioni, ottenendo una ininterrotta sequenza di anelli del legno per i precedenti 8000 anni (ad oggi le serie sono state estese fino a 13900 anni).

La datazione del legno degli anelli stessi, dei quali è possibile stabilire con precisione l'età, ha fornito le richieste conferme dei livelli di ¹⁴C nell'atmosfera: con un campione di data certa e una misurazione di ''N'' atomi di ¹⁴C rimasti nel campione, si può calcolare a ritroso ''N''₀ - numero di atomi al momento della formazione dell'anello - e da lì il rapporto ¹⁴C/¹²C nell'atmosfera.

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L'incremento cancella quasi interamente il decremento causato dalla risalita di acqua dall'oceano profondo (che contiene carbonio antico e quindi pressoché privo di ¹⁴C), in modo che le misure dirette della radiazione proveniente dal ¹⁴C sono simili a quelle del resto della biosfera. Le correzioni introdotte per tener conto del frazionamento isotopico, che consentono di confrontare le date ottenute dal metodo di datazione al radiocarbonio in differenti parti della biosfera, provocano un'apparente età dell'acqua di superficie oceanica di circa 400 anni.

=== Effetti serbatoiodei pool di riserva ===

L'originale ipotesi di Libby assumeva che il rapporto tra ¹⁴C e ¹²C nei serbatoipool di scambioriserva del [[ciclo del carbonio]] fosse costante all'interno della biosfera, ma in seguito vennero evidenziate differenze notevoli, legate a svariate cause.

==== Effetto marino ====

L'anidride carbonica presente nell'atmosfera si trasferisce negli oceani dissolvendosi nell'acqua di superfice come ioni carbonato e bicarbonato; contemporaneamente, gli ioni carbonato ritornano nell'aria sotto forma di CO<supsub>2</supsub>.

Questo processo di scambio porta ¹⁴C dall'atmosfera alle acque superficiali, ma il carbonio così introdotto impiega molto tempo a percolare nell'intero volume dell'oceano: gli strati più profondi delle acque oceanicooceaniche si mescolano molto lentamente con quelli più superficiali, spinti dai movimenti ascendenti e discendenti delle correnti marine, che si verificano principalmente nelle zone prossime all'equatore, ma che vengonosono influenzati anche da altri fattori quali la topografia del fondo oceanico e delle linee costiere, dal clima e daldalla percorsodirezione dei venti.

In media, il mescolamento tra le acque di superficie e quelle profonde impiega un tempo molto maggiore del rimescolamento della CO₂ atmosferica con le acque della superficie. Il risultato netto è che l'acqua delle profondità oceanee risulta avere un'età apparente di varie migliaia di anni; il rimescolamento delle acque profonde con quelle superficiali, al netto delle correzioni dovute al frazionamento, dà all'acqua di superficie un'età apparente di centinaia di anni e inoltre, dato che il rimescolamento è differente nei diversi luoghi, si ottiene un ringiovanimento medio di 440 anni ma con deviazioni locali che raggiungono anche le centinaia d'anni persino tra zone geograficamente vicine.

L'effetto si ripercuote agli organismi marini, come le conchiglie, e i mammiferi marini quali balene e foche, che hanno livelli di radiocarbonio corrispondenti ad età di centinaia di anni.

Questi effetti del serbatoiopool di riserva marino variano sia nel tempo sia geograficamente: ad esempio, vi sono prove che durante il [[Dryas recente]], un periodo di condizioni climatiche fredde di circa 12000 anni fa, la differenza apparente d'età dell'acqua marina in superficie crebbe fino a 900 anni, per stabilizzarsi sui 400-600 anni una volta che il clima divenne nuovamente caldo.

==== Effetto dell'acqua dura ====

Quando il carbonio dell'acqua vieneè ottenuto da carbonio antico, il risultato è una riduzione

del rapporto ¹⁴C/¹²C.

Ad esempio, le acque dei fiumi che passano su rocce calcaree, chele quali sono composte principalmente da carbonato di calcio, acquisiscono ioni carbonato e, allo stesso modo, l'acqua di falda può contenere carbonio derivatosciolto dalle rocce attraverso cui è passata. Dato che il carbonio delle rocce è pressoché privo di ¹⁴C, il risultato è che l'età apparente dell'acqua risulta migliaia di anni più vecchia, e allo stesso modo viene influenzata l'età apparente di piante e animali che vi vivono.

Quest'effetto, essendo associato alle acque ricche di calcare, viene spesso chiamatodenominato "effetto dell'acqua dura".

L'effetto non è tuttavia confinato agli organismi che vivono nell'acqua dei fiumi, ma si espande a quelli che vivono in ambienti prossimi alle rive, cibandosi di organismi cresciuti nell'acqua, e agli organismi marini che vivono nei pressi delle foci dove l'acqua marina si mescola a quella dolce (l'effetto sembra non influenzare le piante che vivono su suoli ricchi di calcare, che a quanto sembra ricavanoassorbono il carbonio dallamediante la fotosintesi e non lo assimilano dal terreno).

Non è possibile dedurre l'impatto dell'effetto dalla durezza dell'acqua: il carbonio antico non viene necessariamente incorporato immediatamente dalle piante e dagli animali, e il ritardo con cui ciò avviene ha un impatto ridotto sull'età apparente dei campioni.

Non è possibile dedurre l'impatto dell'effetto dalla durezza dell'acqua: il carbonio antico non viene necessariamente incorporato immediatamente dalle piante e dagli animali, e il ritardo con cui ciò avviene ha un impatto ridotto sull'età apparente dei campioni.

Il metodo utilizzato per determinare la dimensione dell'errore introdotto da questo effetto consiste nel misurare l'età apparente di campioni moderni e dedurre di conseguenza una stima di quello del campione da analizzare.

==== Vulcanismo ====

Le [[eruzione vulcanica|eruzioni vulcaniche]] emettono grandi quantità di carbonio nell'aria, di origine geologica e quindi privo di ¹⁴C rilevabile, cosicché nelle vicinanze dei vulcani il rapporto ¹⁴C/¹²C è inferiore al valore atteso. Le emissioni riguardano i vulcani attivi ma possono essere prodotte anche da quelli dormienti.

Le piante che utilizzano l'anidride carbonica derivante dall'attività vulcanica hanno quindi un'età apparente maggiore di quella reale.

Tuttavia, analizzando le piante dell'isola greca di [[Santorini]], distrutta migliaia di anni fa da un'eruzione, sembranosi è notato che non sembrano aver risentito, se non minimamente, di tale effetto.

==== Effetto emisfero ====

Gli emisferi nord e sud hanno sistemi di circolazione atmosferica sufficientemente indipendenti tra loro, sufficienti a far si che vi sono elevati ritardi nella miscelazione dell'atmosfera. Il rapporto tra gli isotopi di carbonio è differente tra i due emisferi: in quello meridionale il rapporto ¹⁴C/¹²C è minore e provoca un'aggiunta di 30 anni all'età apparente.

Il rapporto tra gli isotopi di carbonio è differente tra i due emisferi: in quello meridionale il rapporto ¹⁴C/¹²C è minore e provoca un'aggiunta di 30 anni all'età apparente.

La causa è con tutta probabilità da identificarsi nella maggiore estensione della superficie dell'emisfero meridionale coperta da oceani, che aumenta la quantità di carbonio scambiata tra oceano e atmosfera; dato che l'effetto marino produce il rilascio di carbonio più antico nell'atmosfera, il ¹⁴C viene tolto dall'aria dell'emisfero meridionale più rapidamente rispetto a quello dell'emisfero settentrionale.

La causa di tali differenze è con tutta probabilità da identificarsi nella maggiore estensione della superficie dell'emisfero meridionale coperta da oceani nell'emisfero meridionale, che aumenta di conseguenza la quantità di carbonio scambiata tra superficie dell'oceano e atmosfera; dato che l'effetto marino producedescritto precedentemente provoca il rilascio di carbonio più antico nell'atmosfera, il ¹⁴C viene tolto dall'aria dell'emisfero meridionale più rapidamente rispetto a quello dell'emisfero settentrionale.

==== Effetto isola ====

Si è ipotizzato che debba esistere un "effetto isola" analogo al meccanismo che spiega l'"effetto emisfero": dato che le isole sono circondate d'acqua, lo scambio di carbonio con l'atmosfera dovrebbe ridurre il rapporto ¹⁴C/¹²C degli organismi insulari.

All'interno del medesimo emisfero, tuttavia, le perturbazioni sembrano essere in grado di mescolarerimescolare l'atmosfera rendendocon una velocità sufficiente a rendere non misurabile la differenza.

Le due curve di calibrazione ottenute nei laboratori di [[Seattle]] e [[Belfast]], ottenute rispettivamente da alberi cresciuti in Nord America e in Irlanda, mostrano una sostanziale coerenza, facendo propendere nellper l'ininfluenza dell'"effetto isola".

=== Contaminazione ===

Qualunque aggiunta di carbonio di età differente da quella del campione da analizzare provoca una misurazione inaccurata.

La contaminazione con carbonio recente fa sembrare il campione più giovane che indella realtà. e taleTale effetto risulta maggiore per i campioni più antichi: un campione vecchio di 17000 anni fa contaminato dell'1% con carbonio moderno lo fa apparire 600 anni più giovane, mentre un campione vecchio di 34000 anni fa contaminato con[[d la stessa quantità di carbonio moderno causa un errore di 4000 anni.

La contaminazione con carbonio antico, chenel nonquale contienetutto piùil ¹⁴C è decaduto, causaprovoca un errore di datazione nel senso opposto, che però non dipende dall'età del campione: una contaminazione dell'1% sposta indietro l'età di 80 anni, indipendentemente dall'età effettiva del campione.

La contaminazione può essere provocata dal contatto del campione con materiali o contenitori che contengano carbonio, come ad esempio cotone, cenere, etichette di carta, borse di stoffa e alcuni conservanti come il polivinile acetato.

La contaminazione può avvenire anche prima della raccolta del campione: il contatto con [[acidi umici]], sostanze prodotte dalla [[biodegradazione microbica]] dei materali biologici, o quello con i carbonati contenuti nel suolo, sono esempi di contaminazioni di cui occorre tener conto,; ma esistono anche altri fenomeni naturali da considerare, quali ad esempio lo scambio di atomi di carbonio tra le conchiglie e l'ambiente circostante.

== Note ==

<references />