Radiokarbon C-14

Halo Sinotifers, siapa nih yang pecinta kimia? Pernah ga sih berfikir bagaimana menentukan umur fosil dan benda-benda peninggalan sejarah? Yuk, cari tahu. Kalian yang sekarang sudah di kelas 11 atau kelas 12 pasti sudah tidak asing dengan materi “Hidrokarbon”. Hidrokarbon ini tentunya membahas tentang senyawa yang mengandung hidrogen dan karbon. Bahasan kali ini kita fokus ke karbon saja ya. Karbon adalah suatu unsur yang terletak pada golongan IV A periode 2 dalam tabel periodik. Unsur ini mempunyai valensi 4 dan merupakan unsur non-logam, yang berarti ada 4 elektron untuk membentuk ikatan kovalen.

Karbon merupakan salah satu unsur yang sejak zaman kuno telah diketahui keberadaanya dan dikatakan sebagai unsur dasar segala kehidupan di bumi. Bahkan, 20% tubuh manusia terdiri dari karbon. Karbon memiliki beberapa isotop yaitu C-12 yang jumlahnya 99% di atmosfer bumi, 1% C-13 dan C-14 yang mana C-14 ini bersifat radioaktif jumlahnya sangat sedikit. Karbon C-14 atau disebut juga radiokarbon merupakan isotop radioaktif karbon yang keberadaanya dalam bahan organik digunakan untuk menentukan perkiraan umur sampel arkeologi seperti fosil dan mummy. Metode ini disebut dengan metode radiokarbon. 

Sifat C-14 yang secara spontan melepaskan energi atau radiasi sehingga disebut dengan isotop radioaktif karbon. Jenis karbon C-14 ini merupakan karbon yang memiliki umur paling Panjang dibandingkan dengan C-12 dan C-13. Untuk menghilangkan atau melemahkan setengahnya saja butuh waktu sekitar 5.730 tahun lamanya. Pada tahun 1940, Martin Kemen dan Sam Ruben secara resmi menemukan C-14 ini. Ternyata senyawa ini dihasilkan terus menerus dari interaksi atmosfer dengan neutron yang dihasilkan oleh cahaya matahari. Karena senyawa ini ada di bumi, ia pun bereaksi dengan senyawa lainnya. Salah satunya oksigen dan membentuk karbondioksida. Dengan reaksi ini, senyawa radiokarbon pun masuk menjadi bagian dari tumbuhan, hewan , manusia dan semua organisme hidup lainnya di bumi. 

 

Metode C-14 Radiokarbon

Metode Radiokarbon atau Penanggalan Radiokarbon atau Carbon Dating adalah suatu teknik yang digunakan untuk menentukan umur benda organik berdasarkan pada kadar C-14 yang tersisa atau yang masih tertinggal dalam benda tersebut. Metode ini sering digunakan pada bidang arkeologi dan geologi dalam menentukan usia benda bersejarah yang sulit diidentifikasi. Ketika makhluk hidup bernafas,salah satu unsur yang ada di atmosfer yaitu C-14 ikut terhirup kemudian terintegrasi dalam jaringan organik. Ketika makhluk hidup mati, maka perlahan-lahan isotop C-14 mengalami perombakan dan jumlahnya menurun seiring waktu. Faktanya, tingkat perombakan isotop C-14 relatif stabil selama ribuan tahun. Hal ini yang menjadi dasar metode radiokarbon C-14.  Menurut Britannica Encyclopedia, penanggalan radiokarbon atau carbon dating merupakan metode penentuan usia yang bergantung pada peluruhan radiokarbon menjadi nitrogen melalui proses peluruhan atau radioactive decay. Dengan kata lain, radioactive decay ini adalah proses penstabilan atom karbon-14 menjadi nitrogen-14. 

Para ahli menggunakan metode Penanggalan Radiokarbon atau Carbon dating untuk membantu mereka dalam menentukan usia fosil, artefak, situs arkeologi, usia batuan dan formasi geologi lainnya. Pada tahun 2021,  National Geographic memberi kabar adanya penemuan bahwa penduduk asli inggris yang pertama kali tinggal di Inggris sudah ada sejak 10.000 tahun yang lalu. Namanya, Manusia Cheddar. Tes DNA menyebutkan bahwa mereka berkulit gelap dan bermata biru. Penemuan ini mengejutkan sejarah dunia dengan menggunakan metode radiokarbon atau penanggalan karbon. Betapa canggihnya bukan metode radiokarbon ini? Metode pengukuran umur fosil ini atau penanggalan radiokarbon ini ditemukan oleh seorang Fisikawan Amerika, Williard Frank Libby pada tahun 1946. Ia menemukan karbon-14 akan selalu ada di bumi dalam bentuk jejak karbondioksida dan C-14 akan meluruh 5.730 tahun lamanya. Penemuan ini memampukan manusia untuk meneliti dan mengetahui asal usul peradaban manusia sebelum kita ada. Atas penemuan ini Williard dianugerahi penghargaan Nobel Prize for Chemistry pada tahun 1960.  Berikut ini adalah ilustrasi siklus C-14 yang masuk ke dalam jaringan makhluk hidup.

 

Tiga Teknik Carbon Dating atau Penanggalan Radiokarbon.

Pada dasarnya mengukur umur fosil menggunakan metode ini adalah mengukur sisa radiokarbon yang belum berubah menjadi nitrogen. Jadi dengan jumlah sisa yang ada, para ahli dapat mengira-ngira umurnya dengan perhitungan yang mengacu pada umur radiokarbon itu sendiri. Namun sayangnya karena setengah umur peluruhan C-14 ini hanya 5.730 tahun saja, metode ini hanya bisa digunakan untuk fosil atau peninggalan yang usianya dibawah 60 ribu tahun. Paling efektif untuk mengukur fosil yang umurnya dibawah 10 ribu tahun. 

Ada tiga jenis teknik penanggalan radiokarbon yaitu Pencacah Proporsional Gas (GPC), Pencacah Sintilasi Cair atau Liquid Scintillation Counting (LSC), dan Accelerator Mass Spectrometry (AMS).  GPC dan LSC menjalankan tugas yang sama dalam pengukuran C-14 yang meluruh, perbedaanya terletak dalam bentuk zat yang digunakan. GSP menggunakan C-14 yang diubah dalam bentuk gas karbondioksida, sedangkan LSC dalam bentuk cairan yang dapat menghasilkan cahaya saat terkena sinar radiasi terionisasi. Teknik yang paling efektif adalah teknik yang terbaru yaitu AMS. Teknik ini membandingkan jumlah karbon-14 dengan karbon-12 dan karbon-13 yang ada. Sehingga, tidak perlu ada perubahan bentuk zat seperti pada GPC dan LSC. Oleh karena itu, teknik ini efektif karena tidak memerlukan sampel yang banyak dan lebih cepat dalam memberikan hasil. 

Proses pengambilan sampel di lapangan dilakukan pada saat ekskavasi. Ekskavasi adalah kegiatan menggali lokasi atau "tapak" tertentu untuk mendedahkan, membersihkan serta merakam dan mencatat tinggalan arkeologi yang tertimbul seperti artifak dan bentuk muka bumi unik serta hubungan ditunjukkan melalui bukti organik tinggalan hasil kegiatan manusia yang pernah hidup pada zaman itu. Sampel di kotak ekskavasi tidak boleh ada material atau zat campuran. Sampel dibungkus dengan aluminium foil. Jumlah sampel berbeda-beda tergantung materialnya. Misalnya, arang dibutuhkan 25 gram, bahan organic 50-300 gram, fosil cangkang 100 gram, dan tulang 1000 gram. 

Semoga informasi ini bisa menambah wawasan Sinotifers. ~Aas