Apa itu Penanggalan Radiokarbon dan Tiga Tekniknya

Pernah nggak sih elo bertanya-tanya tentang bagaimana cara mengukur umur fosil atau benda-benda peninggalan? Penggunaan penanggalan radiokarbon merupakan salah satu caranya, lho. Apa itu penanggalan radiokarbon? Yuk, cari tahu di artikel ini!

Hai Sobat Zenius!

Elo pasti pernah ke museum bukan? Museum itu ada bermacam-macam dan seluruhnya menyimpan sejarah. Sejarah memang penting bagi manusia sebagai acuan untuk perkembangan bangsa. Salah satunya sejarah evolusi dan peradaban manusia sendiri.

Museum arkeologi dan purbakala biasanya identik dengan estimasi umur dari benda peninggalan maupun fosil sebuah organisme. Nah, untuk bisa mengestimasikan umurnya, adanya metode  penanggalan radiokarbon sangat penting, lho. 

Bahkan, pada akhir-akhir tahun 2021 kemarin, National Geographic mengabarkan adanya penemuan penduduk asli Inggris yang mengejutkan sejarah dari hasil penggunaan penanggalan ini, Sobat. Ternyata orang pertama yang tinggal di Inggris sudah ada semenjak 10.000 tahun yang lalu, lho. Namanya, Manusia Cheddar. Tes DNA juga menemukan bahwa ternyata mereka berkulit gelap dengan mata biru.

Jadi kebayang bukan canggihnya penanggalan radiokarbon ini? Tapi, memangnya penanggalan radiokarbon itu apa sih? Yuk, lanjutkan bacanya karena gue akan bagikan informasinya di bawah ini!

Apa itu Radiokarbon?

Untuk mengenal apa itu penanggalan radiokarbon, ada baiknya kita mulai dulu dari mengenal tentang apa itu radiokarbon dulu, nih. 

Radiokarbon adalah isotop radioaktif karbon. Apa tuh, isotop radioaktif karbon?  Dari namanya, elo mungkin bisa nebak kalau pada dasarnya yang dimaksud adalah sebuah jenis atom karbon. Kalau elo ngecek tabel periodik, karbon dilambangkan dengan huruf C seperti gambar di bawah ini.

Karbon sendiri merupakan elemen yang penting bagi kehidupan manusia, lantaran menjadi bahan utama sebagian besar kehidupan di dunia. Dari senyawa hidrokarbon yang digunakan untuk membuat bahan bakar seperti gas LPG, solar, minyak tanah, dan minyak pelumas. Hingga bentuk senyawa karbon yang berperan dalam pembentukan sel-sel manusia sendiri dan makhluk hidup lainnya.

Jadi, di dalam tubuh makhluk hidup, termasuk manusia terdapat senyawa karbon maupun radiokarbon.

Karbon sendiri ada tiga jenis, Sobat. Karbon-12, karbon-13, dan karbon-14. Jenis karbon yang paling banyak adalah karbon-12 (C-12) karena 99% karbon yang ada di semesta adalah jenis ini. 1%nya merupakan carbon-13 (C-13) dan sisanya, dalam jumlah yang sangat kecil (0,0000000001%) adalah karbon-14 (C-14).

Nah, karbon-14 inilah yang disebut dengan isotop radioaktif karbon. Senyawa ini diberi nama isotop karena memiliki jumlah neutron (atom netral) dan proton (atom positif) yang tidak stabil. 

Senyawa C-12 memiliki 6 proton dan 6 neutron sedangkan C-14 memiliki 6 proton dan 8 neutron. Kelebihan neutron yang dimiliki isotop karbon-14 ini menyebabkan ketidakstabilan senyawa, Sobat.

Oleh karena itu, senyawa ini menghasilkan sebuah radiasi untuk merubah salah satu neutronnya menjadi proton, supaya jumlahnya imbang 7 proton dan 7 neutron. Dengan begitu, senyawa yang lebih stabil pun terbentuk, yaitu nitrogen-14. Proses ini disebut peluruhan radioaktif atau radioactive decay.

Dari sifatnya yang secara spontan melepaskan energi atau radiasi tersebut, karbon-14 disebut isotop radioaktif karbon. Jenis karbon ini juga memiliki umur yang paling panjang dibandingkan dua jenis lainnya. Untuk menghilangkan atau melemahkan setengah dari jumlahnya saja dibutuhkan sekitar 5730 tahun lamanya.

Pada tahun 1940, Martin Kemen dan Sam Ruben secara resmi menemukan C-14. Diketahui bahwa 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-senyawa lainnya. Salah satunya dengan oksigen (O2) yang membentuk karbondioksida (CO2).

Dengan reaksi seperti itu, senyawa radiokarbon pun masuk dan menjadi bagian dari tumbuhan, hewan, manusia, dan organisme-organisme hidup lainnya yang ada di bumi.

Baca Juga

Penemuan Fosil Lucy, Pengubah Sejarah Evolusi Manusia (24 November 1974)

Senyawa Aromatik (Benzena) – Materi Kimia Kelas 12

Sistem dan Alat Pernapasan Ikan – Materi Biologi Kelas 10

Apa yang Dimaksud dengan Penanggalan Radiokarbon atau Carbon Dating? 

Oke, setelah tahu tentang apa itu radiokarbon, sekarang saatnya gue sharing tentang apa itu penanggalan radiokarbon.

Menurut Britannica Encyclopedia, penanggalan radiokarbon atau penanggalan karbon-14 adalah metode penentuan usia yang bergantung pada peluruhan radiokarbon menjadi nitrogen melalui proses peluruhan atau radioactive decay. Pasti elo sudah familiar dengan proses tersebut dari bagian sebelumnya bukan?

Ya, kurang lebih proses radioactive decay ini merupakan proses penstabilan atom karbon-14 menjadi nitrogen-14. 

Definisi yang serupa juga diberikan oleh American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks (2017). Menurut lembaga tersebut, penanggalan radiokarbon berfungsi untuk membuat perkiraan umur fosil, artefak, atau benda-benda yang mengandung karbon lainnya. 

Metode pengukuran umur fosil ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, yang bernama Willard Frank Libby pada tahun 1946. Ia menemukan bahwa Karbon-14 akan selalu ada di bumi dalam bentuk jejak CO2. Lalu, dengan penemuannya atas umur C-14 yang mana 5.730 tahun setara dengan setengah lama peluruhannya, ia pun membuat penanggalan radiokarbon.

Penemuanya ini bukan hal yang kecil, lho Sobat. Penemuan ini memampukan manusia untuk meneliti dan mengetahui asal-usul peradaban manusia jauh sebelum kita ada. Saat ini, metode pengukuran umur fosil ini juga masih digunakan oleh para ahli geologi, antropologi, arkeologi, dan bidang yang berkaitan lainnya.

Atas penemuannya itu, Willard juga dianugerahi penghargaan Nobel Prize for Chemistry pada tahun 1960. Hebat, bukan?

Tapi, pasti elo penasaran dengan bagaimana metode ini bekerja bukan? Tenang, gue akan coba jelaskan dengan sederhana, ya.

Jadi, seperti yang sudah gue sampaikan tadi, bahwa jejak karbon-14 akan selalu ada di bumi dalam bentuk senyawa lain seperti CO2. CO2 sendiri juga membentuk siklusnya dalam rantai kehidupan makhluk hidup. 

Pasti elo pernah dengar tentang pentingnya CO2 dalam proses fotosintesis tumbuhan, bukan? Yak, CO2 merupakan bahan utama untuk terjadinya fotosintesis. CO2 juga dibutuhkan makhluk lain. Pada manusia misalnya, CO2 diperlukan untuk mengatur tingkat keasaman (pH) darah dan berperan pada proses pernapasan.

Nah, dengan dibutuhkannya CO2 pada tubuh makhluk hidup, terbentuklah jejak karbon-14 ini. Jejak karbon ini akan terus ada dalam tubuh sampai tubuh mati. Ketika mati lalu menjadi fosil, barulah karbon-14 atau radiokarbon mengalami radioactive decay atau peluruhan. 

Pada dasarnya, mengukur umur fosil menggunakan metode ini adalah dengan 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, karena setengah umur peluruhan radiokarbon ini hanya 5.730 tahun saja, metode ini hanya bisa digunakan untuk fosil atau peninggalan-peninggalan yang usianya dibawah 60 ribu tahun. Paling efektif jika digunakan untuk mengukur fosil atau peninggalan yang umurnya di bawah atau kisaran 10 ribu tahun.

Kalau elo ingin tahu lebih jelas lagi tentang bagaimana jejak radiokarbon terbentuk di dalam tubuh ataupun fosil hingga bagaimana cara mengukurnya, elo bisa coba tonton video keren dari Zenius di sini ya, Sobat.

Tiga Teknik Penanggalan Radiokarbon

Seiring berkembangnya metode ini, saat ini terdapat tiga jenis teknik penanggalan radiokarbon. Jedisnya, yaitu pencacah proporsional gas atau gas proportional counting (GPC), pencacah sintilasi cair atau liquid scintillation counting (LSC), dan accelerator mass spectrometry (AMS).

GPC dan LSC menjalankan tugas yang sama dalam pengukuran karbon-14 yang meluruh, perbedaannya terletak dalam bentuk zat yang digunakan. GSP menggunakan karbon-14 yang diubah dalam bentuk gas CO2, sedangkan LSC dalam bentuk cairan yang dapat menghasilkan cahaya saat terkena sinar radiasi terionisasi.

Teknik yang dinilai paling efektif adalah teknik yang terbaru, 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 jumlah sampel yang banyak dan lebih cepat dalam memberikan hasil.

Penutup 

Wah, nggak kerasa sudah sampai di akhir saja nih. Gimana? Pasti elo mendapatkan informasi baru terkait apa itu penanggalan radiokarbon dan radiokarbon itu sendiri, serta tekniknya bukan?

Dengan begitu, kalau guru atau teman elo bertanya kepadamu tentang bagaimana cara mengukur umur fosil, elo bisa kasih jawabannya deh.

Semoga sharing gue kali ini bermanfaat ya buat elo. Sekian dulu dari gue, see you in the next article!