Космические лучи, непрерывно бомбардируя земную атмосферу, являются причиной образования радиоуглерода - радиоактивного изотопа углерода 14
С. Окисляясь до 14СО2, он участвует в глобальном углеродном цикле как компонент СО2. Благодаря фотосинтезу, молекулы 14СО2 попадают в ткань растений. В растущих зеленых растениях уровень 14С остается примерно постоянным, из-за его непрерывного введения из атмосферы и его непрерывного распада. Обмен радиоуглерода с окружающей средой прекращается после смерти образца (или выхода его из обменных процессов), после чего 14С подвергается радиоактивному распаду, т.е. активность 14С в таком образце уменьшается по закону радиоактивного распада. Период полураспада 14С составляет 5730 лет. Таким образом, возраст исследуемого предмета, содержащего углерод, может быть определен путем измерения количества оставшегося 14С в образце, тем более, что активность 14С в живых материалах известна. Метод датирования органических остатков по 14С, открытый У.Ф. Либби и удостоенный в 1960 г. Нобелевской премии, прочно внедрился в практику археологических исследований. Измерения активности 14С в настоящее время широко проводятся в мире как с помощью классической b-распадной методики (сцинтилляционные и пропорциональные счетчики) (Дергачев В.А. и Векслер В.С. 1991), так и с помощью ускорительных масс-спектрометров (Purser K.H. 1992). Практический предел обоих методов составляет около 50 тысяч лет от современности. Конечно, отдельная радиоуглеродная датировка по точности уступает методу годичных колец. Лишь годичные кольца деревьев дают дату с точностью до года.В настоящее время накоплен большой опыт систематической работы в определении возраста с помощью радиоуглеродного метода и установлены и объяснены физические эффекты, которые влияют на точность и могут давать искажения при радиоуглеродном датировании. Для того, чтобы возраст образца, определенный с помощью радиоуглеродного метода, перевести в календарный возраст, необходимо знать в довольно строгих пределах, во-первых, значение периода полураспада 14
С; во-вторых, значение активности радиоуглерода в резервуарах углерода (в особенности, в атмосфере) и насколько эта резервуарная активность постоянна в пределах радиоуглеродной шкалы времени. Кроме того, необходимо исследовать, насколько полно и быстро происходит перемешивание радиоуглерода в резервуаре; насколько неизменны изотопные отношения углерода в образцах, исключая распад 14С, т.е. образцы относятся к закрытой системе или нет; насколько могут быть удалены загрязнения из образца, не изменяя активность 14С, а также учитывать коррекцию на изотопное фракционирование, т.е. тенденцию организмов преимущественно концентрировать более легкие изотопы 12С относительно 13С и 13С относительно 14С. И естественно, все измерения соответствующих уровней активности 14С должны быть выполнены с высокой степенью точности и воспроизводимости результатов измерений. Наиболее полно удается оценить и учесть возможные искажения возраста для древесных образцов.В ранних работах использовалось значение периода полураспада 14
С, равное 5568 ± 30 лет (Libby V.F. 1955), а позже после уточнения периода полураспада используют значение 5730 ± 40 лет (Godwin H. 1962). Различие между этими значениями составляет 3%, что легко учитывать при сопоставлении данных.