Radiohiilidatan periaatteet

Yhteenveto Richard Morlanilta.

Mitä on radiohiili?

Noin 75 vuotta sitten Chicagon yliopiston kemian professori Williard F. Libby ennusti, että luonnossa esiintyisi hiilen radioaktiivista isotooppia eli hiili-14:tä. Koska hiili on olennainen osa elämää, sillä sitä esiintyy vedyn ohella kaikissa orgaanisissa yhdisteissä, tällaisen isotoopin havaitseminen voisi olla perusta menetelmälle, jolla voitaisiin määrittää muinaisten materiaalien ikä. Työskennellessään useiden yhteistyökumppaneiden kanssa Libby totesi radiohiilen luonnollisen esiintymisen havaitsemalla sen radioaktiivisuuden Baltimoren viemäristä peräisin olevasta metaanista. Sen sijaan öljytuotteista valmistetussa metaanissa ei ollut mitattavaa radioaktiivisuutta.

Tämä löytö merkitsi sitä, että hiilen luonnossa esiintyviä isotooppeja on kolme:

• hiili-12 (c12), joka käsittää 99 % hiiliatomeista
• hiili-13 (c13), joka käsittää noin 1 % hiiliatomeista
• hiili-14 (c14), jota edustaa yksi hiiliatomi triljoonaa kohti

Mikäli hiilidioksidi-12 ja hiilidioksidi-13 ovat stabiileja isotooppeja, hiilidioksidi-14 puolestaan on epästabiili eli radioaktiivinen.

Mitä on radiohiiliajoitus?

Hiili-14 syntyy yläilmakehässä, kun kosmiset säteet pommittavat typpiatomeja. Seuraavat atomien vuorovaikutukset luovat tasaisen määrän c14:ää, joka leviää nopeasti koko ilmakehään. Kasvit ottavat c14:ää muiden hiilen isotooppien ohella fotosynteesin aikana samassa suhteessa kuin ilmakehässä; eläimet saavat c14:ää syömällä kasveja (tai muita eläimiä). Elimistön eliniän aikana kudoksissa olevan c14:n määrä pysyy tasapainossa, koska häviäminen (radioaktiivisen hajoamisen kautta) on tasapainossa saamisen kanssa (fotosynteesin kautta tapahtuvan ottamisen tai orgaanisesti sitoutuneen hiilen kulutuksen kautta). Kun organismi kuitenkin kuolee, c14:n määrä vähenee siten, että mitä kauemmin kuolemasta on kulunut aikaa, sitä alhaisemmat c14-pitoisuudet orgaanisissa kudoksissa ovat. Tämä on kello, jonka avulla orgaanisten arkeologisten, geologisten ja paleontologisten näytteiden c14-pitoisuudet voidaan muuntaa arvioksi ajasta.

Radioaktiivisen hajoamisnopeuden mittaamista kutsutaan puoliintumisajaksi, eli ajaksi, joka kuluu siihen, että puolet näytteestä hajoaa. Libby laski c14:n puoliintumisajaksi 5568 ± 30 vuotta. Tämä tarkoittaa, että puolet c14:stä on hajonnut siihen mennessä, kun organismi on ollut kuolleena 5568 vuotta, ja puolet lopusta on hajonnut 11 136 vuotta kuoleman jälkeen jne. Hajoamisen kautta vähenevät tasot merkitsevät sitä, että c14:n käyttäminen ajan arvioimiseen on noin 50 000 vuotta. Tämän jälkeen c14:ää on jäljellä vain vähän tai ei lainkaan. Myöhemmät työt ovat osoittaneet, että radiohiilen puoliintumisaika on itse asiassa 5730 ± 40 vuotta, mikä on 3 prosentin ero Libbyn puoliintumisaikaan verrattuna. Sekaannusten välttämiseksi kaikki radiohiililaboratoriot käyttävät kuitenkin edelleen Libbyn laskemaa puoliintumisaikaa, joskus pyöristäen sen 5570 vuoteen.

Mitä voidaan ajoittaa?

Mitä tahansa orgaanista materiaalia, jota on saatavilla riittävästi, voidaan valmistaa radiohiiliajoitusta varten. Nykyaikaiset AMS-menetelmät (kiihdytinmassaspektroskopia) vaativat pieniä määriä, noin 50 mg. AMS-tekniikan avulla on voitu ajoittaa hyvin pieniä näytteitä (kuten siemeniä), joita ei aiemmin ollut mahdollista ajoittaa. Koska menetelmän ikäalueelle on käytännön rajoituksia, useimpien näytteiden on oltava nuorempia kuin 50 000 vuotta ja vanhempia kuin 100 vuotta. Useimmat näytteet edellyttävät kemiallista esikäsittelyä niiden puhtauden varmistamiseksi tai materiaalin tiettyjen komponenttien talteenottamiseksi. Esikäsittelyn tavoitteena on varmistaa, että analysoitava hiili on peräisin ajoitettavaksi toimitetusta näytteestä. Esikäsittelyllä pyritään poistamaan näytteestä kaikki epäpuhtaudet, jotka saattaisivat johtaa epätarkkaan päivitykseen. Saastuttavien karbonaattien poistamiseen voidaan käyttää happoja. Emäksillä voidaan poistaa kontaminoivat humushapot.

Jotkut näytetyypit vaativat laajempaa esikäsittelyä kuin toiset, ja nämä menetelmät ovat kehittyneet radiohiiliajoituksen ensimmäisten 50 vuoden aikana. Aikoinaan oli esimerkiksi vakiokäytäntönä yksinkertaisesti polttaa kokonaisia luita, mutta tulokset todettiin lopulta epäluotettaviksi. Kemialliset menetelmät luun orgaanisten (kollageeni) ja epäorgaanisten (apatiitti) komponenttien erottamiseksi toisistaan loivat mahdollisuuden ajoittaa molemmat komponentit ja vertailla tuloksia. Kollageenifraktiosta saadaan yleensä luotettavampia päivämääriä kuin apatiittifraktiosta (ks. Luiden päivämäärät).

Miten radiohiili mitataan?

Erilaisten esikäsittelyjen lisäksi näyte on poltettava ja muunnettava laskurille sopivaan muotoon. Näyte on tuhottava, jotta sen c14-pitoisuus voidaan mitata.

Ensimmäiset radiohiilimittaukset tehtiin siiviläseinäisissä Geigerin laskureissa, joissa näyte valmisteltiin mittausta varten kiinteässä muodossa. Näiden niin sanottujen ”kiinteän hiilen” päivämäärien havaittiin pian tuottavan hieman odotettua nuorempia ikiä, ja näytteen valmisteluun ja laskurien toimintaan liittyi monia muita teknisiä ongelmia. Kaasusuhteelliset laskurit korvasivat pian kiinteän hiilen menetelmän kaikissa laboratorioissa, ja näytteet muutettiin kaasuiksi, kuten hiilidioksidiksi, hiilidisulfidiksi, metaaniksi tai asetyleeniksi. Monissa laboratorioissa käytetään nykyään nestesintillaatiolaskureita, joissa näytteet muunnetaan bentseeniksi. Kaikki nämä laskurityypit mittaavat C-14-pitoisuutta seuraamalla hajoamisnopeutta aikayksikköä kohti.

Uusi innovaatio on c14-atomien suora laskenta kiihdytinmassaspektrometreillä (AMS). Näyte muutetaan grafiitiksi ja asennetaan ionilähteeseen, josta se sputteroidaan ja kiihdytetään magneettikentän läpi. kenttä poikkeuttaa eri massaisia atomeja eri tavalla (raskaammat atomit poikkeavat vähemmän). Eri atomipainoille viritetyt kohteet laskevat näytteessä olevien c12-, c13- ja c 14-atomien määrän.

Mitkä ovat radiohiiliajoituksen ikärajat?

Monissa ”nykyaikaisiksi” ilmoitetuissa näytteissä on radioaktiivisuuspitoisuuksia, joita ei voi erottaa nykyaikaisista standardeista, kuten oksaalihaposta. Pommikokeiden aiheuttaman kontaminaation vuoksi jotkin näytteet ovat jopa radioaktiivisempia kuin nykyaikaiset standardit. Muille hyvin nuorille näytteille saatetaan antaa enimmäisrajat, kuten 40 000 vuotta. Hyvin vanhojen näytteiden radioaktiivisuus on niin alhainen, ettei niitä voida luotettavasti erottaa taustasäteilystä. Hyvin harvat laboratoriot pystyvät mittaamaan yli 40 000 vuoden ikäisiä näytteitä.

Miksi radiohiiliajoituksissa on plus- tai miinusmerkit?

Moniin radiohiilimittauksiin liittyy sisäänrakennettuja epävarmuuksia. Jokaisen laboratorion on otettava huomioon taustasäteily, joka vaihtelee maantieteellisesti ja ajallisesti. Taustasäteilyn vaihtelua seurataan mittaamalla rutiininomaisesti standardeja, kuten antrasiittia (kivihiiltä), oksaalihappoa ja tiettyjä tunnetun ikäisiä materiaaleja. Standardit tarjoavat perustan tuntemattoman näytteen radioaktiivisuuden tulkitsemiselle, mutta kaikkiin mittauksiin liittyy aina jonkinasteinen epävarmuus. Koska hajoamislaskenta tallentaa satunnaisia tapahtumia aikayksikköä kohti, epävarmuus on menetelmän luontainen piirre.

Useimmat laboratoriot ilmaisevat epävarmuudeksi yhden standardipoikkeaman (± 1 sigma), mikä tarkoittaa, että on noin 67 prosentin todennäköisyys sille, että näytteen todellinen ikä sijoittuu ilmoitetulle vaihteluvälille, vaikkapa ± 100 vuotta. Useimmat laboratoriot ottavat huomioon vain laskentatilastot eli näytteen, standardien ja taustan aktiivisuuden, kun ne määrittävät 1 sigman raja-arvoja. Jotkin laboratoriot ottavat kuitenkin huomioon myös muita muuttujia, kuten puoliintumisajan mittaukseen liittyvän epävarmuuden. Kaksi laboratoriota, Geological Survey of Canada ja University of Waterloo, noudattavat epätavanomaista käytäntöä ja ilmoittavat 2-sigmaiset virheet, mikä merkitsee noin 95 prosentin todennäköisyyttä sille, että näytteen todellinen ikä on ilmoitetulla alueella. Jotkin laboratoriot asettavat virhetermilleen vähimmäisarvon.

Useimmat laboratoriot käyttävät kahden sigman kriteeriä vähimmäis- ja enimmäisikien määrittämiseen. Kanadan geologinen tutkimuslaitos (Geological Survey of Canada) noudattaa käytäntöä, jonka mukaan se ilmoittaa 2-sigmaiset virheet niin sanotuille äärellisille päivämäärille, mutta käyttää 4-sigmaista kriteeriä ei-äärellisille päivämäärille.

Mitä BP tarkoittaa?

Ensimmäisten raportoitujen radiohiiliajoitusten iät laskettiin lähimpään vuoteen ilmaistuna vuosina ennen nykyhetkeä (BP). Pian kävi ilmi, että BP:n merkitys muuttuu joka vuosi ja että näytteen iän ymmärtämiseksi on tiedettävä analyysin päivämäärä. Epäselvyyksien välttämiseksi kansainvälisessä yleissopimuksessa sovittiin, että BP-ilmaisun viiteajankohdaksi otettaisiin vuosi 1950 jKr. Näin ollen BP tarkoittaa vuotta ennen vuotta 1950 jKr.

Jotkut ilmaisevat radiohiiliajankohdat edelleen suhteessa kalenteriin vähentämällä ilmoitetusta iästä vuosi 1950. Tämä käytäntö on virheellinen, koska nyt tiedetään, että radiohiilivuodet eivät vastaa kalenterivuosia. Jotta radiohiiliajankohta voidaan ilmaista kalenterivuosina, se on normalisoitava, tarvittaessa korjattava säiliövaikutusten vuoksi ja kalibroitava.

Mikä on assosiaatioiden merkitys?

Radiohiiliajankohtia voidaan saada vain orgaanisista materiaaleista, ja monissa arkeologisissa kohteissa on vain vähän tai ei lainkaan orgaanisia säilymiä. Vaikka orgaaninen säilyneisyys olisikin erinomaista, eivät orgaaniset materiaalit itsessään aina ole arkeologin kannalta kaikkein kiinnostavimpia kohteita. Niiden liittyminen kulttuuripiirteisiin, kuten talon jäänteisiin tai tulisijoihin, voi kuitenkin tehdä puuhiilen ja luun kaltaisista orgaanisista aineista sopivia valintoja radiohiiliajoitukseen. Keskeinen ongelma on se, että tuloksena saatava päivämäärä mittaa vain aikaa kasvin tai eläimen kuolemasta, ja arkeologin tehtävänä on kirjata todisteet siitä, että eliön kuolema liittyy suoraan tai liittyy niihin inhimillisiin toimintoihin, joita esineet ja kulttuuripiirteet edustavat.

Monissa arktisen Kanadan löytöpaikoissa on puuhiiltä, joka on peräisin ajopuusta, jota muinaiset ihmiset keräsivät ja käyttivät polttoaineena. Ajopuun radiohiiliajoitus voi olla useita vuosisatoja oletettua vanhempi, koska puu on saattanut kuolla satoja vuosia ennen kuin sitä käytettiin tulen sytyttämiseen. Metsäisillä alueilla ei ole harvinaista löytää puiden hiiltyneitä juuria, jotka ulottuvat alaspäin arkeologiseen materiaaliin, joka on haudattu syvemmälle löytöpaikkaan. Tällaisista juurista peräisin oleva hiili voi olla tulosta metsäpalosta, joka tapahtui satoja vuosia sen jälkeen, kun arkeologiset aineistot haudattiin, ja tällaisen hiilen radiohiiliajoitus antaa odotettua nuoremman iän.

Luun ikä

Luu on radiohiiliajoitukseen valittuna materiaalina hiilen jälkeen toiseksi tärkein. Sillä on joitakin etuja puuhiileen verrattuna. Esimerkiksi luiden ja esineiden välisen varman yhteyden osoittaminen on usein helpompaa kuin puuhiilen ja esineiden välisen varman yhteyden osoittaminen. Monissa tutkimuksissa pyritäänkin määrittämään eläimen kuolinajankohta, eikä yhteyttä voida kyseenalaistaa, jos näyte koostuu eläimen luusta tai luista.

Luu asettaa kuitenkin joitakin erityisiä haasteita, ja luu-, sarvi-, sarvi-, sarvi- ja keihäsnäytteiden esikäsittelymenetelmät ovat muuttuneet perusteellisesti viimeisten 50 vuoden aikana. Aluksi useimmat laboratoriot vain polttivat kokonaisia luita tai luunpalasia, jolloin näytteeseen jäi sekä luulle ominaista orgaanista että epäorgaanista hiiltä sekä mahdollisia hiilipitoisia epäpuhtauksia. Ilmeisesti analogisesti alkuainehiilen kanssa uskottiin, että luu soveltuu radiohiiliajoitukseen, ”kun se on voimakkaasti hiiltynyt” (Rainey ja Ralph, 1959: 366). Tällaisilla menetelmillä luusta saadut päivämäärät ovat erittäin epäilyttäviä. Todennäköisimmin ne erehtyvät nuoren puolelle, mutta niiden luotettavuutta ei voida ennustaa.

Kemiallisten menetelmien kehittäminen hiilen eristämiseksi luun orgaanisista ja epäorgaanisista ainesosista oli merkittävä edistysaskel. Berger, Horney ja Libby (1964) julkaisivat menetelmän orgaanisen hiilen erottamiseksi luusta. Monet laboratoriot ottivat käyttöön tämän menetelmän, joka tuotti liivatetta, jonka oletettiin koostuvan pääasiassa kollageenista. Tätä menetelmää kutsutaan tässä tietokannassa ”liukenemattoman kollageenin uuttamiseksi”. Longin (1971) osoitti, että kollageeni voidaan uuttaa liukoisessa muodossa, joka mahdollistaa näytteen paremman puhdistamisen. Monet laboratoriot ottivat käyttöön Longinin menetelmän, jota kutsutaan tässä tietokannassa ”liukoisen kollageenin uuttamiseksi”.

C.V. Haynes (1968) esitteli menetelmän epäorgaanisen hiilen uuttamiseksi luusta. Tämän menetelmän katsottiin soveltuvan käytettäväksi alueilla, joilla kollageeni on harvoin tai huonosti säilynyt luissa. Myöhemmät tutkimukset kyseenalaistivat tämän menetelmän luotettavuuden. Hassan ja muut (1977; Hassan ja Ortner, 1977) osoittivat, että luun apatiitin sisältämä epäorgaaninen hiili on erittäin altis joko nuoremman tai vanhemman hiilen aiheuttamalle kontaminaatiolle hautausympäristössä. Nyt näyttää siltä, että liukenemattoman kollageenin uutokset ovat yleensä virheellisesti nuoria, jos lainkaan (Rutherford ja Wittenberg, 1979), kun taas luun apatiitti voi tuottaa todellista ikää vanhempia tai nuorempia ikiä, usein huomattavan paljon.

Kollageenin uuttamismenetelmien hiomista on jatkettu meneillään olevassa tutkimuksessa, erityisesti AMS-ajoitukseen tarkoitetuista pienistä näytteistä. Esimerkiksi D.E. Nelson ja hänen työtoverinsa ovat kokeilleet Longinin menetelmän muunnoksia, mukaan lukien ultrasuodatuksen käyttö komponenttien eristämiseksi ”kahteen fraktioon, joiden nimelliset molekyylipainot ovat >30 kD ja <30 kD (kilodaltonit)” (Morlan, et al. 1990: 77; Brown, et al. 1988; Nelson, et al. 1986). T.W. Stafford (1990; Stafford, et al. 1987) on uuttanut aminohappoja luista ja mitannut niiden iän erikseen. Hedges ja Van Klinken (1992) tarkastelevat muita viimeaikaisia edistysaskeleita luun esikäsittelyssä.

Miksi radiohiiliajoitukset vaativat kalibrointia?

Yksi menetelmän alkuperäisistä oletuksista oli, että radiohiilen tuotantonopeus on vakio. Tämän oletuksen tiedetään nyt olevan virheellinen, mikä tarkoittaa, että radiohiilivuodet eivät vastaa kalenterivuosia. Tuotantonopeuden pitkän aikavälin vaihtelut näyttävät vastaavan Maan magneettikentän voimakkuuden vaihteluita. Lyhytaikaiset vaihtelut tunnetaan de Vries -ilmiönä (Hessel de Vriesin mukaan), ja ne voivat liittyä auringonpilkkujen aktiivisuuden vaihteluihin.

Monien laboratorioiden kansainvälinen yhteistyö on tuottanut yhä tarkempia kalibrointikäyriä. Minze Stuiver, yksi de Vriesin oppilaista, on ollut merkittävä johtaja tässä työssä. Viimeisin kalibrointitietoaineisto, joka tunnetaan nimellä INTCAL98, yhdistää päivitetyn puurengasrekisterin korallien uraanitooriumdatointiin ja lopulta maanpäällisiin varvekronologioihin, jotta saavutetaan kalibrointi aikavälillä 0-24 000 vuotta. CALIB 4.0 on INTCAL98:aan perustuva tietokoneohjelma.

Tarvitaanko radiohiiliajankohtien kalibrointi riippuu tarkoituksesta. Jotkin tutkimukset voidaan tehdä kokonaan radiohiilivuosien avulla. Toiset tutkimukset, kuten muutosnopeuksiin keskittyvät tutkimukset, voivat vaatia enemmän tai vähemmän tarkkoja kalibrointeja.

Mitä ovat hiilivarastot?

Hiilivarastoja on esimerkiksi ilmakehässä, litosfäärissä (maankuoressa), valtamerissä ja biosfäärissä (eliöissä). Maakasvit ja niiden ylläpitämät ravintoketjut hankkivat suurimman osan hiilestä ilmakehästä, kun taas merten ravintoketjut hankkivat hiiltä pääasiassa valtameristä. Yläilmakehässä syntyy vuosittain noin 7,5 kg C-14:tä, ja sen sekoittuminen valtamerten hiileen ei ole yhtä täydellistä kuin sekoittuminen ilmakehän hiileen. Syvän meriveden ylöspäin suuntautuva virtaus tuo myös vanhaa, ei-radioaktiivista hiiltä pintavesiin. Tämän vuoksi meren eliöissä on suhteellisen vähän C-14:tä, ja nykyaikaisten merikasvien ja -eläinten näennäinen ikä voi olla satoja vuosia. Tätä ristiriitaa kutsutaan säiliöilmiöksi.

Aikoinaan ajateltiin, että säiliövaikutus on noin 400 vuotta kaikissa valtamerissä, mutta nyt tiedetään, että vaikutuksen suuruus vaihtelee maantieteellisesti ja ajallisesti. Jokaisessa alueellisessa tutkimuksessa, jossa käytetään merieliöiden radiohiiliajoituksia, on määriteltävä kyseiselle alueelle sopiva korjauskerroin.

Mikä on Suessin vaikutus?

Hans Suess huomautti ensimmäisenä, että fossiilisten polttoaineiden polttamisella on suuri vaikutus hiilivarastoihin. Nämä maankuoresta saadut polttoaineet ovat niin vanhoja, etteivät ne sisällä lainkaan C-14:tä. Joitakin näistä materiaaleista käytetäänkin standardeina, jotta laboratoriot voivat seurata taustasäteilyä. Kun polttoaineita poltetaan, niiden hiili vapautuu ilmakehään hiilidioksidina ja eräinä muina yhdisteinä. Tämän ”kuolleen” hiilen vuotuinen vapautuminen on noin 5 000 000 000 000 000 000 kiloa verrattuna 7,5 kiloon C-14:ää, jota kosminen säteily tuottaa vuosittain yläilmakehässä.

Mitä on isotooppifraktioituminen?

Kasvit erottelevat fotosynteesin aikana hiilen raskaampia isotooppeja, ja ne ottavat suhteessa vähemmän C-13:ta ja C-14:ää kuin mitä niiden hiilivarastossa on käytettävissä. Tuloksena on isotooppinen fraktioituminen, ja se välittyy kasvien kuluttajille (kasvinsyöjille) ja niiden kuluttajille (lihansyöjille). Itse asiassa lisäfraktioitumista tapahtuu, kun kasvinsyöjät syövät kasveja ja kun lihansyöjät syövät kasvinsyöjiä. Uskotaan, että kaikki organismit erottelevat C-14:n noin kaksi kertaa enemmän kuin C-13:n, ja stabiilien C-12- ja C-13-atomien välistä suhdetta voidaan käyttää korjaamaan C-14:n alkuperäistä vähenemistä. Radiohiiliajankohdat voidaan korjata isotooppifraktioinnin perusteella, ja tätä korjausta kutsutaan normalisoinniksi. Isotooppifraktioinnin määrä riippuu kasvin käyttämästä fotosynteesireitistä. Useimpia kukkivia kasveja, puita, pensaita ja lauhkean vyöhykkeen ruohoja kutsutaan C3-kasveiksi, koska ne tuottavat kolme hiiliatomia sisältävän molekyylin Calvin-Bensonin fotosynteesikierron avulla. Kuiville alueille sopeutuneita ruohoja, kuten puhveliruohoa (Bouteloua) ja maissia (Zea), kutsutaan C4-kasveiksi, koska ne tuottavat molekyylin, jossa on neljä hiiliatomia, Hatch-Slack-kierron avulla. C3-kasvit syrjivät raskaampia hiilen isotooppeja voimakkaammin kuin C4-kasvit.

Miten radiohiiliajankohdat normalisoidaan?

Normalisointi on isotooppien fraktioitumisen korjaus. Se perustuu C-12:n ja C-13:n väliseen suhteeseen, jota kutsutaan δ13C:ksi ja joka ilmaistaan osina promilleina (parts per mil) suhteessa standardiin, joka tunnetaan nimellä Pee Dee Belemnite (PDB). Belemniitti on kalkkipitoinen liitukauden fossiili, joka on löydetty Pee Deestä, Etelä-Carolinasta. Useimmat orgaaniset aineet sisältävät vähemmän C-13:ta kuin PDB, jolloin δ13C:n arvot ovat negatiivisia. Esimerkiksi useimpien C3-kasvien C-13-suhteet ovat lähellä -25 promillea, kun taas C4-kasvien C-13-suhteet ovat välillä -10 – -12,5 promillea. Kasvinsyöjät eivät ole yhtä valikoivia raskaampia isotooppeja kohtaan, ja niiden luukollageeni on rikastunut 5 promillea suhteessa niiden ruokavalioon. Toinen muutos tapahtuu lihansyöjissä, joiden luun kollageeni rikastuu vielä yhdellä promillella. Merikasvit ovat samankaltaisia kuin C3-kasvit, mutta ne saavat hiiliään liuenneista valtamerten bikarbonaateista, joiden isotooppisuhteet eroavat ilmakehän isotooppisuhteista, ja tämä ero siirtyy meren ravintoketjussa ylöspäin.

Radiohiiliajankohdat voidaan normalisoida mihin tahansa valittuun arvoon, ja kansainvälisessä sopimuksessa valittu arvo on -25 parts per mil, joka perustuu kansainvälisesti hyväksyttyyn tammistandardiin. Jokainen osa promillea ero -25:stä vastaa 16 vuotta. Esimerkiksi merinisäkkäiden luukollageenin C-13-suhde on yleensä -15 promillea. Tämä 10 promillen ero tammistandardiin tarkoittaa, että merinisäkkään luun ikä voidaan normalisoida lisäämällä 160 vuotta sen mitattuun ikään.

Mitä jos C-13-suhde ei ole tiedossa?

Jos δ13C:tä ei ole mitattu tietystä näytteestä, se voidaan arvioida tuhansien jo raportoitujen vastaavien mittausten perusteella. Arviointiin liittyy kuitenkin ylimääräinen epävarmuus, joka näkyy korjauskaavojen virheterminä. Seuraavassa esitetään yhteenveto yleisesti ajoitettujen materiaalien isotooppifraktioinnin korjauksista:

Materiaali	δ13C	PPM
turve, humus	-27	35 ± 95
hiili, puu	-25	0
merinisäkkäiden rasva	-23	20 ± 35
maankollageeni	-20	80 ± 20
bisonikollageeni	-20	80 ± 20
ihmiskollageeni	-19	100 ± 20
merikollageeni	-15	160 ± 20
maissi	-10	245 ± 20
luun apatiitti	-10	245 ± 35
makean veden kuoret	-8	275 ± 50
merenkuoret	0	410 ± 70

On tärkeää huomata, että biisonikollageenin ja ihmiskollageenin kaavat tuottavat vain minimikorjaukset. Biisonin tapauksessa ei voida tietää, ellei δ13C:tä ole mitattu, kuinka suuri osuus C4-kasveista kuului eläimen ruokavalioon. Arvioitu arvo, -20 promillea, antaa riittävän korjauksen vain, jos eläin ei koskaan syönyt C4-kasveja. Vastaavasti ihmisen kollageenin arvioitu arvo, -19 osaa promillea, antaa riittävän korjauksen ihmisille, jotka eivät ole syöneet meren luonnonvaroja, C4-kasveja syöviä biisoneita eivätkä maissia. Minkä tahansa näistä ravinnonlähteistä lisääntyminen rikastuttaisi C-13-suhdetta yli -19:n ja tekisi ikäkorjauksen liian pieneksi 16 vuodella jokaista promillea kohden, joka muuttaa suhdetta.