Welche Menge 14C (Radiocarbon, Radiokohlenstoff) wird jährlich durch Strahlung neugebildet?
Hier heißt es
https://de.wikipedia.org/wiki/Radiokarbonmethode
Die 14C-Produktionsraten sind dabei niedriger, wenn die Sonnenaktivität (Sonnenflecken) hoch ist.
Wenn die Sonnenaktivität hoch ist, gibt es doch eine große Partikelstrahlung und somit müsste die 14C-Produktionsrate hoch sein. Welchen Denkfehler mache ich da? Oder überlagert sich das so stark durch Vulkanaktivität. Wenn also die Sonnenaktivität hoch ist, wird zwar mehr 14C produziert, aber zugleich durch die Vulkane mehr CO2 ausgestoßen, was kein 14C enthält, so dass es durch den Verdünnungseffekt nur den Anschein hat, als würde die Produktionsrate sinken?
Also noch einmal die Frage, wie hoch ist denn die Produktionsrate von 14C im jährlichen Mittel?
2 Antworten
Interessantes Thema.
Was mich vorab interessieren würde, das ist, wo das entstehende C14 entsteht - ob in allen Materialien/Stoffen oder nur auf der Erdoberfläche.
aber wo landet das C14 dann? In aller Materie oder regnet es auf die Erde
Das wird von den Pflanzen absorbiert. Außerdem zerfällt es.
Das C14 entsteht durch kosmische Strahlung, nicht durch solare. Kosmische Strahlung hat höhere Energien, wird aber durch Magnetfelder der Sonne von der Erde weggelenkt. Darum führt eine starke magnetische Aktivität, die mit mehr Sonnenflecken und stärkerer solarer Strahlung verbunden ist, die kosmische Strahlung zurück.
Die C14-Konzentration in der Atmosphäre ist stabil (von kleinen zeitlichen und räumlichen Schwankungen abgesehen). Das heißt, dass genau so viel C14 erzeugt wird wie auch zerfällt.
[Nachtrag] Die Atmosphäre enthält etwa 800 Gt Kohlenstoff in Form von CO2 [Link]. Der Anteil 1,25*10^-12 davon ist C14, also 1.25 * 10^-12 * 800*10^9 * 1000 kg = 1000 kg. Zerfallsformel:
N = N0 * e^(-ln(2) * t / T_1/2)
t ist 1 Jahr, die Halbwertszeit T_1/2 beträgt 5730 Jahre. Dann sind zerfallen:
1000 kg * (1-e^(-log(2)/5730) =
0.1209 kg
So viel muss pro Jahr nacherzeugt werden, damit die Gesamtkonzentration ungefähr konstant bleibt: 121 Gramm C14.
Danke. Jetzt wäre eine Sache also schon geklärt. Hast du auch einen Zahlenwert für die jährliche Produktionsrate von 14C?
Vielen Dank. Du und NostraPatrona habt mir jetzt viel erklärt. Ihr habt ähnlich gerechnet, aber ich denke du hast dich bei der Umrechnung von CO2 auf reines C vertan. Ich werde mir das noch einmal ansehen.
Ich habe es mir noch einmal angesehen. Gemäß Wikipedia enthält die Atmosphäre 830 Gt Kohlenstoff in Form von CO2. Es sind aber nur 830 Gt CO2. Wikipedia drückt sich da falsch aus. NostraPatrona hat Recht. Er hat es auch vorgerechnet und noch ein paar kleinere Effekte berücksichtigt.
Die Umrechnung CO2 in C-Masse ist der Faktor 12/44. Dabei kann man nicht viel falsch machen und der WikiPediawert passt zu anderen Quellen, z.B.: https://cdatac.de/index.php/co2-conc/ppm-in-gt/ . Dort wird der vorindustrielle Wert von 2305 Gt CO2 berechnet, was 2305 * 12/44 Gt = 628 Gt Kohlenstoff entspricht.
Inzwischen sind 883 Gt CO2 dazugekommen, also 3188 Gt CO2 und damit 869 Gt Kohlenstoff.
NostraPatrona's Wert für die CO2- bzw. C-Masse in der Atmosphäre passt nicht.
Er hat in der Tat einige zusätzliche Effekte berücksichtigt, die aber für das gesuchte Ergebnis nicht relevant sind: die C14-Erzeugung durch Atomwaffen ändert nichts am gesuchten Wert der Produktion durch kosmische Strahlung.
Es sind aber nur 830 Gt CO2.
Wie kommst du zu dieser Zahl? Wenn es schon 883 zusätzliche Gt CO2 durch die menschliche Zivilisation gibt, kann das nicht passen.
Der vorindustrielle Wert von 628 Gt ist ausschlaggebend für die C14-Produktion durch kosmische Strahlung. Damit ist die genauer als die Rechnung mit dem aktuellen CO2-Wert:
1.25 * 10^-12 * 628e9 * 1e6 g *
(1-e^(-log(2)/5730) = 95g
Gemäß Wikipedia enthält die Atmosphäre 830 Gt Kohlenstoff in Form von CO2. Es sind aber nur 830 Gt CO2.
Interessant, dass du den gleichen Fehler macht wie NostraPatrona. Wie auffällig.
NostraPatrona hat geschrieben
Die CO2-Konzentration betrug 1950 311,3 ppm, d.h. über 1m² Erdoberfläche befand sich eine CO2-Säule von 111,0 Mol/m². Bei 510E12 m² Erdoberfläche, waren das 5,662E16 Mol oder 6,800E14 kg oder 680 Mrd. t CO2, bzw. 185,45 Mrd. t Kohlenstoff.
Die von ihm berechneten 680 Gt CO2 stimmen also mit den von dir angegebenen 628 Gt CO2 gut überein. Denn 1950 war die CO2-Konzentration schon etwas oberhalb des vorindustriellen Zeitalters.
Und der Umrechnungsfaktor vom CO2-Gewicht auf C-Gewicht ist einfach 12/44.
Der Fehler liegt bei dir. Wer einen Fehler leugnet begeht einen zweiten Fehler.
Ich entschuldige mich bei dir und dem User mjutu. Ich habe oben geschrieben
Bei 510E12 m² Erdoberfläche, waren das 5,662E16 Mol oder 6,800E14 kg oder 680 Mrd. t CO2, bzw. 185,45 Mrd. t Kohlenstoff.
Richtig ist:
5,662E16 Mol * 44E-3 kg/Mol = 2,49E15 kg CO2 bzw. 6,79E14 kg C bzw. 679 Gt C.
Die von ihm berechneten 680 Gt CO2 stimmen also mit den von dir angegebenen 628 Gt CO2 gut überein.
Nein, nicht 628 Gt CO2 sondern 628 Gt C, das in CO2 gebunden ist.
Aber unter uns: Deine Frage nimmt niemand ernst, wenn es nur darum geht den Account NostraPatrona zu bejubeln. Wir wissen alle, wie schlau du bist und wie wenig Möglichkeiten du hast das konstruktiv zu nutzen. Es war für mich reine Zeitverschwendung eine Antwort zu tippen, wenn du ein Theater veranstalten willst.
Der Fehler liegt bei dir. Wer einen Fehler leugnet begeht einen zweiten Fehler.
So so.
Den Fehler dir zu antworten werde ich nicht wiederholen.
Das steht im Wikipedia-Artikel. Es entsteht durch Strahlung in den oberen Atmosphärenschichten.