Metoda węglowa
W górnych warstwach atmosfery w wyniku działania promieniowania kosmicznego powstaje promieniotwórczy izotop węgla . Węgiel ten wiąże się z tlenem atmosferycznym a następnie przechodzi do biologicznego cyklu węglowego. Jest on asymilowany przez rośliny w procesie fotosyntezy. W wyniku spożywania roślin jak również wdychania dwutlenku węgla trafia on do organizmów zwierząt. Osiągnięty w organizmie stan równowagi zależy oczywiście od środowiska w jakim żyje. Stan równowagi utrzymuje się dopóki zachodzi w nim ciągła przemiana materii i kontakt z otoczeniem. Z chwilą śmierci metabolizm zostaje przerwany a zawartość węgla
zmniejsza się w wyniku promieniotwórczego rozpadu. W latach czterdziestych amerykański chemik W.F.Libby zaproponował wykorzystanie izotopu
do oznaczania wieku szczątków organicznych. W 1960 roku otrzymał nagrodę Nobla za realizację swojego pomysłu. Od tamtej pory metoda ta stała się podstawowym narzędziem w archeologii i pelentologii.
Podstawą metody węglowej jest założenie, że stężenie izotopu w biosferze nie zmieniało się w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysięcy lat. Jak widać na rysunku 4 podlegało ono pewnym fluktuacjom w tym okresie.
Rys. 4. Zmiany zawartości węgla 14C w biosferze względem założonego poziomu.
Jeżeli znamy stężenie węgla w biosferze w chwili przerwania metabolizmu, to możemy obliczyć jej wiek korzystając ze wzoru:
gdzie:
a0 - aktywność w momencie przerwania metabolizmu - aktywność początkowa
a - aktywność próbki odniesiona do roku 1950
T - czas połowicznego rozpadu izotopu
Jednym z głównych źródeł błędów datowania metodą są fluktuacje tego izotopu w atmosferze i biosferze w minionym czasie. Innym problemem jest uwzględnienie naturalnych różnic w stosunku izotopowym w różnych organizmach.