4 Geochronologie
Geochronologie je věda o datování stáří hornin, minerálů, kamenů, fosilií a sedimentů s širokým využitím ve vědách o Zemi, včetně měření poměru izotopů pomocí přesných a precizních hmotnostních spektrometrických technik (Becker, 2007; De Laeter, 2001; Platzner, 1997). Fyzikální metody geochronologie jsou založeny na radioaktivním rozpadu nestabilních (mateřských) izotopů na stabilní (dceřiné) izotopy, např. 87Rb na 87Sr, 238U na 206Pb; 232Th na 208Pb; 235U na 207Pb; 147Sm na 143Nd; 187Re na 187Os; 176Lu na 176Hf nebo 40K na 40Ar. Existuje velké množství prací o geologických vědách včetně určování prvků, izotopové analýzy (Böhlke et al., 2005; De Laeter, 2001; Faure, 2005; Jackson et al., 2004; Nelson a McCulloch, 1989; Platzner, 1997; Tiepolo, 2003) a datování stáří pomocí anorganické hmotnostní spektrometrie; proto budou pro charakteristiku současného stavu diskutovány pouze některé relevantní práce.
Metody U-Pb, Th-Pb a Pb-Pb pro datování stáří
Datování stáří pomocí metod U, Th a Pb je založeno na radioaktivním rozpadu 238U, 235U, a 232Th (jako mateřských izotopů řetězce radioaktivních dcer končícího stabilními izotopy radiogenního olova) a 206Pb, 207Pb a 208Pb prostřednictvím známých rozpadových linií uranu a thoria. Tyto datovací techniky jsou nejznámější, nejuniverzálnější a nejcennější geochronologické techniky. Například rozpad 238U s poločasem rozpadu t1/2 ~ 4,5 × 109 a dává vzniknout uranové řadě (rozpadové linii uran-radium) prostřednictvím osmi rozpadů α (4He) a šesti rozpadů β-, které zahrnují 234U jako přechodný dceřiný izotop a končí stabilním 206Pb. Nukleosyntetické vlastnosti U a Pb spolu s propojením těchto prvků dvěma radioaktivními rozpadovými řetězci jsou základem, na kterém mohl systém U/Pb jedinečným způsobem přispět k vědě o izotopech (De Laeter, 2011):
kde Q představuje součet rozpadových energií (Q = 47,4 MeV/atom) (Faure, 1986).
Radioaktivní rozpad nuklidu 238U na stabilní izotop 206Pb v uzavřeném systému je popsán následující rovnicí:
s 206Pb/204Pb = poměr izotopů olova v současném čase t; (206Pb/204Pb)0 = počáteční poměr izotopů začleněných do systému v době jeho vzniku před t lety, tj.tj. (t = 0), (238U/204Pb) = poměr mateřského izotopu 238U a dceřiného izotopu 204Pb v současné době t
λ = rozpadová konstanta 238U (1.55 × 10-10 a-1),
t = doba, která uplynula od uzavření systému pro U a Pb.
Podobné rovnice popisují rozpady 235U na radiogenní 207Pb a 232Th na 208Pb.
Rozpad 235U (t1/2 ~ 0,72-109 a) dává vzniknout aktiniové řadě, která po emisi sedmi rozpadů α a čtyř rozpadů β- končí stabilním izotopem 207Pb:
s Q = 45,2 MeV/atom.
Objev jaderného štěpení 235U vedl k vývoji jaderných reaktorů a k izotopovému výzkumu přírodních reaktorů Oklo. Hmotnostní spektrometr je moderním Rosettským kamenem izotopové vědy, který umožnil rozluštit izotopové hieroglyfy systému U/Pb a odhalit tak nové obzory v našem chápání přírody (De Laeter, 2011).
Rozpad 232Th (t1/2 ~ 1. 2. 2011) se projevil i v rozpadu 232Th (t1/2 ~ 1. 2. 2011).41 × 1010 a) přes rozpadovou linii thoria vede k emisi šesti částic alfa a čtyř částic beta, což vede ke vzniku stabilního a nejhojnějšího izotopu olova 208Pb:
s Q = 39.8 MeV/atom.
Každý rozpadový řetězec 238U, 235U a 232Th vede vždy ke vzniku určitého stabilního izotopu olova s jinou hmotností, a to 206Pb, 207Pb a 208Pb. Tyto rozpady poskytují tři různé nezávislé geochronometry. Na starých minerálech bohatých na uran a thorium bylo určeno nejen výsledné stáří 207Pb/235U, 206Pb/238U a 208Pb/232Th, ale lze určit i stáří 207Pb/206Pb, protože tento poměr izotopů se s časem systematicky mění v důsledku různých rychlostí rozpadu obou mateřských izotopů uranu. Průkopnickou práci v datování stáří 207Pb/206Pb provedli Nier et al. (1941). Autoři stanovili stáří 207Pb/206Pb na 2,57 ± 0,07 109 ze vzorků bohatých na monazit (z oblasti Huron v Kanadě). Bylo zjištěno, že stáří 207Pb/206Pb je spolehlivější než jiná stáří, protože systém 207Pb/206Pb je méně ovlivněn recentními ztrátami radiogenního Pb. Pb-Pb stáří horniny se pak odhaduje z izochronu sestrojeného v diagramu izotopového složení 207Pb/204 Pb vs. 206Pb/204Pb pro různé minerály stejného stáří.
TIMS byla po mnoho desetiletí využívána jako standardní analytická technika pro většinu geochronologických účelů. Dnes se kromě TIMS stále častěji používají také SIMS a LA-ICP-MS, například pro geochronologický výzkum in situ velmi starých krystalů zirkonu a monazitu, protože oba minerály jsou bohaté na uran (Hirata a Nesbitt, 1995). Zobrazování radiogenních izotopů a prvků pomocí SIMS nebo LA-ICP-MS a zejména katodoluminiscence, resp. na leštěných zirkonech umožňuje charakterizovat růstové zóny, a tím řídit následnou analýzu in situ (včetně geochronologie zirkonů v rozsahu 20-30 μm). Jeffries et al. (2006) shromáždili zirkony z tefry (úlomky vulkanických hornin) ze dvou různých geografických lokalit, ale ze stejného stratigrafického horizontu. Poměry izotopů 207Pb/206Pb byly vyneseny do Tera-Wasserburgova konkordančního diagramu proti poměru izotopů 238U/206Pb ze dvou geologických vzorků měřených pomocí LA-ICP-MS, což vedlo ke stáří U-Pb 14,35 ± 0,27 Ma a 14,15 ± 0,14 Ma (Ma – miliony let) (Jeffries et al., 2006). Obecně platí, že zirkon během krystalizace nevkládá do své mřížky nadměrné množství běžného Pb. Proto mnoho laboratoří neprovádí korekci běžného Pb na data U-Pb kvůli problémům s izobarickými interferencemi (např. stabilního izotopu 204Pb s izotopem 204Hg). Jeffries et al. (2006) snížili tento zdroj kontaminace začleněním zlaté pasti do vedení nosného plynu a absorbovali stopy Hg z nosného plynu. Lze prokázat, že stáří 238U/206Pb stanovené pomocí tohoto přístupu v LA-ICP-MS je přesné.
Nová analytická metoda pro stanovení stáří U-Pb a složení izotopu Hf na referenčních standardech zirkonu (např, CZ3 je jedno zrno zirkonu drahokamové kvality ze Srí Lanky) a přírodního vzorku zirkonu byla popsána pomocí MC-ICP-MS (Nu Plasma, Nu Instruments) ve spojení s excimerovým 193 nm laserovým ablačním systémem (Xia et al., 2011). Tato technika LA-ICP-MS umožňuje kvazisimultánní měření složení izotopů zirkonu U-Pb a Hf na jednom místě (o průměru 40 μm).
Geochronologii olova in situ pomocí LA-ICP-MS s použitím ICP-SFMS s dvojitým zaostřovacím sektorovým polem (Finnigan Element) s Nd-YAG laserem při vlnové délce 213 nm pro tři krystaly zirkonu různého stáří (150, 294 a 577 mil. let) a následně různých obsahů radiogenního olova 0,7, 10 a 40 μg g-1 popsal Tiepolo (2003). Při velikosti bodu laserového paprsku 40 μm bylo možné provést geochronologii Pb in situ s vnitřní přesností 1,1 % (koncentrace Pb byla přibližně 40 μg g-1). U zirkonů relativně bohatých na Pb lze přijmout prostorové rozlišení 20 μm, i když vnitřní přesnost je asi 1,5krát nižší než při velikosti laserového bodu 40 nm (Tiepolo, 2003).
Kromě studií složení zirkonů (Becker a Dietze, 1986) a datování stáří (Li et al., 2001) je mikrolokální analýza preferovanou metodou pro dešifrování geologického záznamu. Například stáří 206Pb/238U jednotlivých zirkonových zrn (1 846 ± 0,072 Ma) měřené pomocí kvadrupólové LA-ICP-MS souhlasí s hodnotou TIMS (1 884 ± 0,005 Ma). U jednotlivých zrn zirkonu o průměru menším než 100 μm lze stáří minerálu určit technikami datování U-Pb a/nebo Pb-Pb stáří, např. pomocí TIMS po chemické separaci analytů nebo přímo pomocí LA-ICP-MS, pokud se pečlivě zváží možné izobarické interference (Becker et al. 2007b; Wetzel et al., 1983). Stáří U-Pb naměřené in situ citlivou iontovou mikrosondou s vysokým hmotnostním rozlišením (SHRIMP) několika zón v krystalu zirkonu (o průměru 200 μm) z leukokratního gneisu z teránu Narryer Gneiss v západní Austrálii zaznamenává několik termálních událostí vysokého stupně mezi 3,94 a 4,19 Ma, jak zjistili Nelson et al. (2000). Různé pracovní skupiny (Cocheri et al.) popsaly několik aplikací SHRIMPu pro geochronologické studie, zejména pro datování stáří zirkonů (včetně měsíčních zirkonů), monazitu, apatitu, perovskitu, retilu a dalších minerálů, 2005; Compston, 1996; Compston et al., 1983; Ireland a Wlotzka, 1992; Nelson et al., 2000; Zeitler et al., 1989).
SIMS a LA-ICP-MS umožňují charakterizovat nejen minerály bohaté na U, ale také minerály bohaté na Th in situ a získat tak přesné U/Th-Pb stáří. Důležitým požadavkem pro získání přesného stáří je pečlivé stanovení poměrů 207Pb/206Pb a 206Pb/238U. Potenciál datování U-Pb minerálu perovskitu se zvýšeným obsahem U a Th, který z něj činí potenciálně užitečný geochronometr, studovali Cox a Wilton (2006). Vzhledem k neexistenci vhodného perovskitového standardu pro datování stáří byly pro kalibraci měření izotopových poměrů využity standardní referenční materiály zirkonu. Cox a Wilton zjistili, že vážený průměr stáří 206Pb/238U z karbonatitu Oka, Quebec, Kanada, 131 ± 7 mil. let je v souladu s publikovanými geochronologickými daty z této oblasti. Autoři naznačili, že LA-ICP-MS datování perovskitu by mohlo být užitečnou analytickou technikou. Nízké náklady a relativní rychlost, s jakou lze tento typ stanovení stáří provést, by měly z LA-ICP-MS učinit atraktivní alternativu k ID-TIMS a SHRIMP (Cox a Wilton, 2006).
Ion microprobe U-Pb dating in zircon, monazite, and of a dinosaur tooth with 5-15 μm spatial resolution using NanoSIMS was described by Sano and co-workers (Sano et al., 2006a, 2006b; Takahata et al., 2006).
Rb-Sr metoda datování stáří
Geochronologická metoda Rb-Sr je založena na radioaktivním β-rozpadu 87Rb na izobar 87Sr (radioaktivní izotop 87Rb má přirozené zastoupení 27,85 % a poločas rozpadu 4,88 %. 1010 let). Růst radioaktivního 87Sr v minerálu bohatém na Rb a změnu poměru izotopů stroncia lze odvodit z obecné rovnice radioaktivního rozpadu popsané v (Becker, 2007; De Laeter, 2001)
s
87Sr0 je počet atomů 87Sr přítomných v čase t = 0 a
87Sr/86Sr = poměr těchto izotopů stroncia v současném čase t
.
(87Sr/86Sr)0 = počáteční poměr těchto izotopů stroncia v době (t = 0), kdy se systém stal uzavřeným pro Rb a Sr
(87Rb/86Sr) = poměr těchto izotopů v současné době t
λ = rozpadová konstanta 87Rb (1.42 × 10-11 a-1),
t = doba, která uplynula od uzavření systému pro Rb a Sr.
Pokud se množství 87Sr v horninách bohatých na rubidium mění v čase v důsledku radioaktivního β rozpadu 87Rb jako funkce primordiální koncentrace rubidia a stáří minerálu, je množství stabilního izotopu 86Sr a tedy i 86Sr/88Sr v přírodě konstantní. Proto se konstantní poměr izotopů 86Sr/88Sr často používá pro vnitřní standardizaci (korekci hmotnostního zkreslení) při měření poměru izotopů stroncia 87Sr/88Sr. Při rubidiově-stronciové metodě datování stáří se poměry izotopů 87Sr/86Sr a 87Rb/86Sr měřily hmotnostně spektrometricky (hlavně pomocí TIMS nebo ICP-MS) a z izochronu lze odvodit primordiální poměr stroncia (87Sr/86Sr)0 při t = 0 a stáří t horniny . Stáří minerálů se určí ze sklonu izochronu (e-λt-1). Datování stáří Rb-Sr je dnes zavedená geochronologická technika využívající hmotnostní spektrometrii (TIMS a ICP-MS po separaci analytů) pro horniny a minerály nesoucí Rb (jako je žula, biotit, živec, slída, sedimenty a další).
Dvojfokusové sektorové pole ICP-MS bylo použito pro datování stáří geologických vzorků z Egypta prostřednictvím měření poměru izotopů stroncia po rozkladu a separaci Rb a Sr extrakční chromatografií přes korunový éter. Stáří Rb-Sr geologických vzorků z různých archeologických lokalit ve východní poušti Egypta bylo stanoveno pomocí izochronu Rb/Sr na 455 ± 34 mil. let (Zoriy et al., 2003). Nebel a Mezger informovali o přehodnocení standardního K-živce NBS SRM 607, který je široce používán jako referenční materiál pro vysoce přesná měření poměru izotopů Rb/Sr a Sr pomocí MC-ICP-MS a TIMS (Nebel a Mezger, 2006). Poměry Rb-Sr standardů byly získány technikou izotopového ředění. Měření rubidia byla provedena na přístroji MC-ICP-MS (Micromass Isoprobe); izotopové poměry stroncia byly stanoveny pomocí MC-TIMS (Triton, Thermo Fisher Scientific).
Biotit je obvykle primárním magmatickým minerálem granitoidů a široce se používá pro datování Rb-Sr (ale také pro K-Ar) stáří. Při zvětrávání biotitu se uvolňují anorganické živiny nezbytné pro růst rostlin a izotopy Sr užitečné při sledování regionálních a globálních hydrologických cyklů (Erel et al., 2004). Během přeměny na oxidovaný biotit se 87Sr a 40Ar přednostně uvolňovaly oproti Rb a K difuzí v pevném stavu skrz biotitovou mřížku, což vedlo k drastickému snížení původního izotopového stáří. Poměry izotopů Sr během komplexních zvětrávacích procesů byly studovány např. pomocí MC-TIMS (VG 54-30, vybavený 9 Faradayovými pohárky) (Joeng et al., 2006).
Metody datování stáří Sm-Nd
Samarium a neodym jsou prvky vzácných zemin (REE), kde stabilní izotop 147Nd vzniká z mateřského izotopu 147Sm (t1/2 = 1,06 × 1011 a) rozpadem alfa. Datování stáří Sm-Nd se široce uplatňuje v geochemických a geochronologických studiích (Faure, 2005; Li et al., 2011). Dlouhý poločas rozpadu 147Sm umožňuje datovat stáří extrémně starých geologických vzorků. Pro tento úkol je zapotřebí vysoce přesné izotopové měření Nd lepší než (0,005 %). Oba prvky vzácných zemin jsou široce rozšířeny v minerálech a horninách s koncentracemi v nízkých μg g-1 a nižšími. Původní použití metody Sm-Nd bylo zaměřeno na kosmochemické práce při charakterizaci meteoritů a měsíčních vzorků. Geochronologická technika umožňuje datovat vyvřelé horniny, achondrity a chondrity meteoritů až do prekambrického stáří. Izotopický vývoj Nd v Zemi je popsán rozpadem 147Sm v „chondritickém jednotném rezervoáru“, takzvaném CHUR (Faure, 2005).
Multiple-collector (MC) TIMS a MC-ICP-MS se v současnosti používají k přesnému měření poměrů izotopů neodymu s vnitřní a vnější přesností přibližně 0,002 %, respektive přibližně 0,005 %. Li a spolupracovníci nedávno popsali metodu MC-TIMS s přístrojem Triton pro přímé stanovení izotopových poměrů 143Nd/144Nd ve frakci REE pro geologické vzorky bez separace Sm-Nd (Li a kol., 2011). Tato metoda byla již dříve vyvinuta pro přesnou analýzu izotopů pomocí MC-ICP-MS (Yang et al., 2010).
Lu-Hf metody pro datování
Je známo, že izotopický systém Lu-Hf v zirkonu je mocným nástrojem pro dešifrování vývoje zemské kůry a pláště (Hakesworth a Kemp, 2006; Harrison et al., 2005; Kinny a Maas, 2003). Zirkon obvykle obsahuje 0,5-2 hm. % Hf, což má za následek extrémně nízký poměr Lu/Hf (176Lu/177Hf <0,002) a v důsledku toho zanedbatelný radiogenní přírůstek 176Hf v důsledku β-rozpadu 176Lu. Proto lze poměr 176Hf/177Hf zirkonu považovat za počáteční hodnotu při jeho krystalizaci. LA-ICP-MS s použitím přístroje s vícenásobným iontovým kolektorem byla použita ke studiu izotopického složení hafnia ve standardech zirkonu a baddeleyitu v U-Pb geochronologii (Wu et al., 2006).
Re-Os metoda datování
Metoda Re-Os má zvláštní význam pro datování velmi starých rud, minerálů nebo meteoritů bohatých na Re, kde 187Os vzniká β-rozpadem dlouhožijícího izotopu 187Re s poločasem rozpadu 4,23 × 1010. V roce 1937 provedl Nier izotopovou analýzu osmia pomocí OsO4 (Nier, 1937). První důkaz vysoce obohaceného 187Os (~99,5 %) v molybdenitu nalezli Hintenberger et al. (1954). Od té doby se 187Os používá jako výkonný geochemický stopovač měřený pomocí citlivé a přesné izotopové analýzy Os (Meisel et al., 2001; Völkening et al., 1991). Vysoce obohacený 187Os (vzniklý v důsledku radioaktivního rozpadu 187Re) lze připravit z prekambrických rud bohatých na osmium s nízkým počátečním obsahem osmia (Boulyga et al., 2002a). Herr et al. (Herr a Merz, 1955; Herr et al., 1961) prokázali, že metodu Re-Os lze použít k datování železných meteoritů a terestrických vzorků, jako je molybdenit.
Stáří minerálu lze vypočítat pomocí izochronové techniky s použitím
s
187Os/186Os = poměr těchto izotopů osmia v současnosti
(187Os/186Os)0 = počáteční poměr. těchto izotopů osmia v době, kdy se systém uzavřel Re a Os (t = 0)
(187Re/186Os) = poměr těchto izotopů v současnosti
λ = rozpadová konstanta 187Re (1.5 × 10-11 a-1),
t = doba, která uplynula od uzavření systému pro Re a Os.
Vysoce obohacený přírodní vzorek 187Os s obsahem izotopu 99,44 % (Becker a Dietze, 1995) (tabulková hodnota IUPAC: 1,96 % (1999)) byl charakterizován pomocí ICP-QMS v několika evropských laboratořích ve srovnání se SIMS, SNMS a GDMS s dobrou shodou. Nejlepší přesnost měření izotopového množství 187Os byla získána v roce 1995 pomocí SIMS s jedním iontovým kolektorem (CAMECA 4f IMS; 187Os = 99,46 ± 0,01 %). Boulyga et al. (2002a) zkoumali vzorky přírodního Os obohacené o 187Os měřené pomocí ICP-MS s dvojitým zaostřovacím sektorovým polem se systémy s jedním iontovým a vícenásobným iontovým kolektorem v laboratoři autora a podobnou práci provedl také Halicz v Geologickém průzkumu Izraele. Bylo zjištěno, že abundance 187Os, např. 98,93 %, získané různými přístroji, jsou v dobré shodě. Toto obohacení 187Os v obou vzorcích je důsledkem β rozpadu 187Re ve starých minerálech. Přesnost měření poměru izotopů 188Os/192Os na vzorku kovového osmia byla 0,09 % pro ICP-MS se sektorovým polem s dvojitým zaostřováním a jedním iontovým kolektorem, 0,08 % pro kvadrupólovou ICP-MS s hexapólovou kolizní komorou (ICP-CC-QMS) a 0,003 % při použití MC-ICP-MS od firmy Nu Instruments (Boulyga et al., 2002a). Analýzu izotopového poměru Os iridosminů in situ s přesností pro mikrolokální měření izotopového poměru 0,05 % provedli Hirata a spolupracovníci pomocí LA-MC-ICP-MS s použitím přístroje VG Plasma 54 (Hirata et al., 1998). Pearson et al (2002) referovali o in situ měření izotopů Re-Os v plášťových sulfidech pomocí LA-MC-ICP-MS (Nu Instrument) a v molybdenitu ve srovnání s NTIMS Selby a Creaser (2004).
Systém draslík-argon/vápník
Technika datování stáří draslík-argon, kterou vytvořili Aldrich a Nier (1948), je jednou z prvních geochronologických metod využívajících hmotnostní spektrometrii plynových zdrojů ke stanovení radiogenního 40Ar v minerálech bohatých na draslík. 40K je radioaktivní nuklid s poločasem rozpadu t1/2 = 1,26 × 109 a, z něhož se 11,2 % rozpadá na 40K záchytem elektronů a 88,8 % na 40Ca. Oba rozpady lze využít pro geochronologické studie.
Hmotnostní spektrometr se statickým plynovým zdrojem byl kombinován s on-line extrakcí argonem (Dalrymple a Lanphere, 1969). Je zřejmé, že mateřský radionuklid 40K je méně hojný (0,017 %). Hojnost K ve většině minerálů je vysoká a argon je v minerálech vzácný vzácný plyn. Proto je geochronometr K-Ar dnes velmi užitečnou technikou používanou u minerálů obsahujících K a u hornin, které kvantitativně uchovávají radiogenní argon. K-Ar geochronologie se používá k datování biotitů, muskovitů a rohovců z plutonických vyvřelých metamorfovaných hornin a živců z vulkanických hornin mladších materiálů až do prekambrického stáří (Faure, 2005).
Problémy při datování K-Ar stáří vznikají kvůli ztrátám Ar z různých minerálních fází, jako je živec nebo biotit, které jsou vyšší než v rohovci, což vede k nesprávnému datování hornin (Hart, 1964).
Protože 40Ca je nejrozšířenějším přirozeně se vyskytujícím izotopem Ca s 96,93% zastoupením izotopu a Ca je v zemské kůře hojně zastoupeným prvkem, zatímco mateřský nuklid 40K (0.017 %) je málo rozšířeným izotopem draslíku, je obohacení 40Ca v důsledku radioaktivního rozpadu 40K v geologických vzorcích velmi malé, a proto je detekce radiogenního 40Ca v přítomnosti „běžného“ Ca velmi obtížná. Kromě toho může docházet k frakčním vlivům izotopů Ca v materiálech ze Země a jiných těles ve sluneční soustavě (Russell et al., 1978) a k frakčním vlivům při přípravě vzorků a hmotnostně spektrometrických měřeních (instrumentální izotopová frakcionace), takže systém K-Ca je méně robustní a obtížněji použitelný pro geochronologii s výjimkou speciálních aplikací. Problematikou použití geochronometru K-Ca pro petrogenní studie a archeické slídy podobně jako u systému Rb-Sr pomocí MC-TIMS se zabývali Nelson a McCulloch (1989a) a Fletcher et al. (1997a,b). Metoda K-Ca pravděpodobně nenahradí techniky K-Ar a Rb-Sr pro datování krystalických vyvřelých hornin, protože je obtížnější ji použít a dosáhnout srovnatelné přesnosti (Faure, 2005).
14C datování
14C s poločasem rozpadu 5730 a vzniká interakcí neutronů kosmického záření prostřednictvím (n,p) reakce s 14N a podléhá β-rozpadu za vzniku stabilního izotopu 14N. 14C je nejdůležitějším kosmogenním radionuklidem pro datování stáří uhlíkatých materiálů. Pro charakterizaci novějších vzorků je radiouhlíkové datování pomocí 14C pomocí urychlovačové hmotnostní spektrometrie (AMS) metodou volby pro měření 14C ve vzorcích vzniklých spadem z jaderných výbuchů (např. v soudním lékařství) (Kutschera, 2005). Tato technika umožňuje studovat změny 14C před a po výbuchu v moderních rašelinných profilech (až do stáří 400 a) pro konstrukci modelů hloubky stáří (Goslar et al., 2005). Datování stáří moderních vzorků je možné přesným radiouhlíkovým měřením pomocí AMS díky velkému píku atmosférické koncentrace 14C z jaderné bomby, integrovanému v určitém časovém intervalu o délce specifické pro daný rašelinný řez. Ve vrstvách rašeliny pokrytých píkem bomby lze kalendářní stáří jednotlivých vzorků rašeliny určit téměř s přesností na 2-3 roky (Goslar et al., 2005). Radiokarbonové datování bylo použito např. k určení stáří slavného ledového muže „Ötziho“ analýzou malých kousků tkání a kostí. Měření 14C/12C pomocí AMS ukázalo, že Ötzi žil před 5100 až 5350 lety (Kutschera 2005). Kromě radiouhlíkového datování se 14C využívá při studiu klimatu, v biomedicíně a v mnoha dalších oborech. (Hellborg a Skog, 2008)