Tajemství lidského těla odhaleno: Jak dokáží experti určit čas úmrtí u vražd i tisíce let starých koster?

Libby musel nejdříve prokázat, že uhlík-14 existuje v přírodě v jím odhadovaných koncentracích. Usoudil, že živé organismy by jej měly ukládat do svých exkrementů. Obrátil se proto k městské kanalizaci, konkrétně k odpadu z Baltimore, a nalezl to, co hledal. V té době ještě netušil, jak široké uplatnění bude mít myšlenka radiokarbonového datování.

Od poloviny 20. století potvrdilo radiokarbonové datování stáří nespočtu starověkých artefaktů, pomohlo vyřešit případy pohřešovaných osob a usvědčit obchodníky se slonovinou. Dokonce umožnilo vědcům detailně pochopit mechanismy zemského klimatu. Radiokarbonové datování je dnes jedním z klíčů k odemykání našeho světa. 

Libby pochopil, že uhlík-14 vzniká neustále působením kosmického záření na atomy dusíku v zemské atmosféře, což mění jejich strukturu. Vzniklý atom uhlíku-14 se rychle spojuje s kyslíkem a vytváří radioaktivní oxid uhličitý (CO2​). Rostliny absorbují část tohoto radioaktivního CO2​ během růstu, stejně jako zvířata a lidé, kteří se jimi živí.

Dokud je rostlina nebo zvíře naživu, neustále doplňuje svou vnitřní zásobu uhlíku-14. V okamžiku smrti se tento proces zastaví. Vzhledem k tomu, že radiokarbon se rozpadá známou rychlostí, měření jeho zbytkového množství v organickém materiálu odhalí stáří materiálu. Jde o hodiny, které začnou tikat ve chvíli úmrtí. Libby později dokázal určit stáří mnoha objektů, od lněných obalů Svitků od Mrtvého moře až po dřevo z lodi nalezené v hrobce egyptského krále Senusreta III. Za svůj objev získal Libby v roce 1960 Nobelovu cenu za chemii.

Libbyho technika funguje u organického materiálu až do stáří 50 000 let. U staršího materiálu je uhlíku-14 již příliš málo. Postupný rozpad C14 je to, co radiokarbonové datování umožňuje, ale zároveň omezuje dobu, do které se můžeme vracet. I přesto má datování zásadní význam pro naše chápání historie. Například potvrdilo, že lidská kostra nalezená ve Walesu v roce 1823, o níž se tvrdilo, že je stará pouhé 2 000 let, je ve skutečnosti stará 33 000 až 34 000 let.

Novější lidské pozůstatky odhalují svá tajemství díky metodě „atomového pulsu“ (C14 bomb pulse). Tato metoda je možná díky atmosférickým jaderným testům z 50. a 60. let, které vypustily do vzduchu obrovské množství dodatečného uhlíku-14. Od té doby se tyto uměle zvýšené hladiny postupně snižují. Srovnáním naměřeného uhlíku-14 s touto klesající křivkou je možné velmi přesně datovat materiály z poloviny 20. století – v některých případech s přesností na rok.

Tato technika se často využívá ve forenzní analýze. Například pomohla potvrdit pozůstatky dívky, která zmizela v New Yorku v roce 1975, a její kosterní nález byl z Kalifornie. Radiokarbonové datování ukázalo, že se jednalo o osobu narozenou v letech 1964 až 1967, která zemřela mezi lety 1977 a 1984. Stejné techniky se používají k potvrzení falzifikátů uměleckých děl a v boji proti nezákonnému obchodu s divokou zvěří. Data ze vzorků slonoviny mohou odhalit, zda sloni zemřeli před nebo po zákazu prodeje slonoviny v roce 1989, bez ohledu na tvrzení překupníků.

Dnes laboratoře, jako je Oxford Radiocarbon Accelerator Unit, používají k přímé kvantifikaci atomů C14 v malých vzorcích zařízení zvané urychlovačový hmotnostní spektrometr. Na rozdíl od Libbyho, který měřil pouze emitované záření, tato metoda umožňuje datovat i nepatrné vzorky. Radiokarbonové datování rovněž přispělo k poznatkům o změně klimatu, a to díky analýzám ledovců a starověkých ekosystémů. Vědci tak mohou ověřovat přesnost klimatických modelů.

Přesnost datování však ohrožuje tikání jiných hodin. Fosilní paliva neobsahují žádný uhlík-14, protože organismy, z nichž uhlí, zemní plyn a ropa vznikly, zemřely příliš dávno. Emise fosilních paliv tak ředí C14 v současné atmosféře. V nejhorším scénáři extrémně vysokých emisí by se mohla přesnost radiokarbonového datování zhroutit. Něco nově vyrobeného by mohlo mít stejné radiokarbonové složení jako něco starého 2 000 let, a technika by nedokázala tyto dva vzorky rozlišit. I když někteří experti se domnívají, že k takovým problémům hned nedojde, hrozba fosilních paliv ohrožuje přesnost této neuvěřitelně užitečné metody.