Home » IPA » Radiokarbon 14 -Penanggalan Radiokarbon atau Karbon 14
Radiokarbon 14 -Penanggalan Radiokarbon atau Karbon 14
13 min read
Karbon 14
Karbon-14, 14C, atau radiokarbon, adalah isotop radioaktif karbon dengan inti yang mengandung 6 proton dan 8 neutron. Keberadaannya dalam bahan organik adalah dasar dari metode penanggalan radiokarbon untuk memperkirakan umur pada sampel-sampel arkeologi, geologi, dan hidrogeologi.
Karbon-14 ditemukan pada tanggal 27 Februari 1940 oleh Martin Kamen dan Sam Ruben dari Laboratorium Radiasi Universitas California, Berkeley, meskipun keberadaannya telah diduga sebelumnya oleh Franz Kurie pada tahun 1934.
3 Macam isotop karbon
Terdapat 3 macam isotop karbon yang terjadi secara alami di Bumi:
99% merupakan karbon-12
1% merupakan karbon-13
sedangkan karbon-14 terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit, misalnya sejumlah 1 bagian-per triliun (0,0000000001%) dari karbon yang ada di atmosfer. Waktu paruh karbon-14 adalah 5.730 ± 40 tahun. Ia meluruh menjadi nitrogen-14 melalui peluruhan beta. Aktivitas standar radiokarbon modern adalah sekitar 14 disintegrasi per menit (dpm) per gram karbon.
Massa atom karbon 14
Massa atom karbon-14 adalah sekitar 14,003241 sma. Isotop-isotop karbon yang berbeda tidak memiliki perbedaan yang besar dalam sifat-sifat kimianya.
Ini digunakan dalam riset kimia, yaitu dalam teknik yang disebut pelabelan karbon: beberapa atom karbon-12 dari senyawa tertentu digantikan dengan atom-atom dari karbon-14 (atau beberapa atom dari karbon-13) dengan tujuan agar dapat memantaunya di sepanjang terjadinya reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada senyawa tersebut.
Penanggalan Radiokarbon
Penanggalan radiokarbon (disebut pula penanggalan karbon atau penanggalan karbon-14) adalah suatu metode penentuan usia suatu objek yang mengandung materi organik dengan memanfaatkan sifat radiokarbon, suatu isotop radioaktif dari karbon.
Metode ini dikembangkan pada akhir tahun 1940-an oleh Willard Libby
yang menerima Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1960 berkat karyanya ini. Metode ini didasarkan pada fakta bahwa radiokarbon (14C) dihasilkan terus-menerus di atmosfer sebagai hasil interaksi sinar kosmik dengan nitrogen di atmosfer.
14C yang dihasilkan bergabung dengan oksigen di atmosfer untuk membentuk karbon dioksida radioaktif, yang digunakan tumbuhan untuk proses fotosintesis; hewan memakan tumbuhan tersebut dan menerima 14C.
Ketika hewan dan tumbuhan tersebut mati, pertukaran karbon antara mereka dengan lingkungan berakhir, dan sejak saat itu, jumlah 14C yang dikandungnya mulai berkurang sedikit demi sedikit ketika 14C mengalami peluruhan radioaktif.
Pengukuran jumlah 14C
Pengukuran jumlah 14C dalam sampel tumbuhan atau hewan mati seperti pada suatu potongan kayu atau potongan tulang menyediakan informasi yang dapat digunakan untuk memperkirakan kapan tumbuhan atau hewan tersebut mati.
Semakin tua sampel tersebut, maka semakin sedikit 14C yang dapat dideteksi dari sampel tersebut, dan karena waktu paruh 14C (masa ketika setengah dari sampel yang diberikan telah meluruh) adalah sekitar 5.730 tahun, penanggalan tertua yang dapat terukur melalui metode ini adalah sekitar 50.000 tahun lalu, meskipun metode penyiapan khusus terkadang dapat memberikan analisis akurat bagi sampel yang sudah sangat tua.
Sejumlah penelitian telah dilakukan sejak tahun 1960-an untuk menentukan proporsi 14C di atmosfer
Hasilnya, dalam bentuk kurva kalibrasi, saat ini digunakan untuk mengkonversi pengukuran radiokarbon dalam suatu sampel ke dalam perkiraan usia sampel tersebut. Koreksi lainnya harus dibuat dengan mempertimbangkan proporsi 14C dalam jenis organisme yang berbeda (fraksionasi), serta kadar 14C yang bervariasi di biosfer (efek reservoir).
Pembakaran bahan bakar fosil seperti arang dan minyak, serta uji nuklir yang dilakukan pada 1950-an dan 1960-an mempersulit perhitungan penanggalan karbon.
Karena waktu yang diperlukan untuk mengubah materi biologis menjadi bahan bakar fosil lebih lama dibanding waktu yang diperlukan bagi 14C untuk meluruh pada batas deteksi, bahan bakar fosil hampir sama sekali tidak mengandung 14C, dan karenanya sempat terjadi penurunan proporsi 14C di atmosfer yang berawal pada akhir abad ke-19.
Kebalikannya, uji nuklir meningkatkan jumlah 14C di atmosfer, yang mencapai maksimumnya pada sekitar tahun 1965 dengan hampir dua kali dari jumlah 14C yang ada sebelum uji tersebut dimulai.
Pengukuran radiokarbon
pada mulanya dilakukan dengan alat pencacah-beta, yang menghitung jumlah radiasi beta yang dipancarkan melalui peluruhan atom 14C dalam sampel. Baru-baru ini, spektrometri massa pemercepat menjadi metode pilihan dalam pengukuran radiokarbon; metode ini menghitung seluruh atom 14C dalam sampel dan tidak hanya karbon yang akan meluruh selama pengukuran; karenanya metode ini dapat digunakan dengan sampel yang lebih sedikit (seperti biji tumbuhan), dan lebih cepat memberikan hasil. Pengembangan penanggalan radiokarbon berdampak besar pada bidang arkeologi.
Selain memberi penanggalan yang lebih akurat dibandingkan metode sebelumnya, metode ini mampu membandingkan penanggalan dengan jarak yang amat besar. Sejarah arkeologi terkadang merujuk pengaruh ini sebagai “revolusi radiokarbon”.
Penanggalan radiokarbon memberikan penanggalan bagi sejumlah masa transisi prasejarah penting, seperti akhir zaman es terakhir, dan awal Neolitikum dan Zaman Perunggu di wilayah yang berbeda.
Sejak diperkenalkan metode ini telah banyak digunakan sampai saat ini untuk menganalisis banyak objek terkenal, antara lain sampel dari Gulungan Laut Mati, Kain Kafan dari Torino, sejumlah besar artefak dari zaman Mesir kuno untuk memasok informasi bagi kronologi Dinasti Mesir, dan Ötzi, manusia purba yang jasadnya ditemukan terawetkan dalam es.
Fisika peluruhan dan karbon 14 untuk penanggalan radiokarbon. 1: Formasi Karbon-14 2: Peluruhan Karbon-14 3: Persamaan “sama” adalah untuk organisme hidup, dan yang tidak sama adalah untuk yang tidak hidup, di mana C-14 kemudian meluruh (karenanya 2). Sumber foto: Wikimedia Commons
Detail Kimia dan Fisika Radiokarbon
Di alam, karbon hadir sebagai dua isotop stabil, nonradioaktif: karbon-12 (12C), dan karbon-13 (13C), serta sebuah isotop radioaktif, karbon-14 (14C), yang dikenal pula sebagai “radiokarbon”.
Waktu paruh bagi 14C (masa yang diperlukan untuk meluruhnya setengah jumlah 14C)
Waktu paruh 14C adalah sekitar 5.730 tahun, sehingga konsentrasinya di atmosfer mungkin diperkirakan berkurang selama ribuan tahun, namun 14C diproduksi secara terus-menerus di stratosfer bawah dan troposfer atas, terutama oleh sinar kosmik galaktik, dan pada tingkatan yang lebih rendah oleh sinar kosmik matahari.
Sinar ini menghasilkan neutron yang kemudian menghantam atom nitrogen-14 (14N) dan membentuk 14C.
Reaksi nuklir tersebut merupakan jalur reaksi utama dalam pembentukan 14C:
n + 14
7N → 14
6C + p
Dalam persamaan di atas, n mewakili neutron dan p mewakili proton.
Setelah diproduksi, 14C bergabung secara cepat dengan oksigen di atmosfer untuk membentuk karbon monoksida (CO) pertama dan kemudian menjadi karbon dioksida (CO2).
14C + O2 → 14CO + O
14CO + OH → 14CO2 + H
Karbon dioksida yang dihasilkan dari reaksi ini berdifusi di atmosfer, terlarut di lautan, serta dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Hewan memakan tumbuhan ini, dan karenanya radiokarbon terdistribusi ke seluruh biosfer.
Perbandingan 14C dan 12C kira-kira 1,25 bagian 14C terhadap 1012 bagian 12C. Selain itu, sekitar 1% atom karbon merupakan isotop 13C yang stabil.
Persamaan reaksi peluruhan radioaktif 14C adalah:
14
6C → 14
7N + e− + νe
Dengan memancarkan partikel beta (suatu elektron, e−) dan suatu antineutrino elektron (νe), neutron dalam inti 14C berubah menjadi proton dan inti 14C kembali ke bentuk isotop stabil (non-radioaktif) 14N.
Prinsip Radiokarbon
Selama masa hidupnya, tumbuhan atau hewan berada dalam kesetimbangan dengan lingkungannya melalui pertukaran karbon baik dengan atmosfer, atau melalui makanan yang dikonsumsinya.
Mereka karenanya memiliki proporsi 14C yang sama dengan atmosfer, atau dalam kasus hewan atau tumbuhan laut, sama dengan laut.
Ketika mereka mati, mereka berhenti menerima 14C, namun 14C dalam materi biologisnya saat itu akan terus meluruh, dan karenanya perbandingan 14C terhadap 12C dalam sisa-sisa mereka akan berkurang secara bertahap.
Karena 14C meluruh pada laju yang diketahui, proporsi radiokarbon dapat digunakan untuk menentukan seberapa lama sejak sampel yang diberikan berhenti mengalami pertukaran karbon – semakin tua sampel tersebut, semakin sedikit 14C yang tersisa.
Peluruhan isotop radioaktif dinyatakan melalui persamaan:
yang dalam rumus di atas, N0 merupakan jumlah atom isotop dalam sampel awal (pada saat t = 0, saat ketika sampel organisme tersebut mati), dan N adalah jumlah atom yang tersisa pada saat t. λ adalah suatu konstanta yang bergantung pada isotop tertentu; untuk isotop yang diberikan akan berbanding terbalik dengan waktu purata – yaitu waktu rerata atau yang diperkirakan dari atom yang diberikan untuk dapat bertahan sebelum mengalami peluruhan radioaktif.
Waktu purata, dinyatakan dengan τ, dari 14C adalah 8.267 tahun, sehingga persamaan di atas dapat ditulis kembali sehingga:
Sejarah Penanggalan Radiokarbon
Pada tahun 1939, Martin Kamen dan Samuel Ruben dari Laboratorium Radiasi di Berkeley memulai percobaan untuk menentukan apakah unsur-unsur yang umum dalam materi organik memiliki isotop dengan waktu paruh yang cukup lama untuk digunakan dalam penelitian biomedis.
Mereka mensintesis 14C menggunakan pemercepat siklotron laboratorium tersebut dan kemudian mereka menemukan bahwa atom-atom tersebut memiliki waktu paruh yang jauh lebih lama dari yang mereka anggap sebelumnya.
Penemuan ini kemudian diikuti oleh prediksi oleh Serge A. Korff, yang saat itu bekerja di Franklin Institute di Philadelphia, bahwa interaksi neutron termal dengan 14N di atmosfer atas dapat menghasilkan 14C.
14C sebelumnya telah terpikir untuk dibuat dari interaksi deuteron dengan 13C. Pada saat di masa Perang Dunia II, Willard Libby, yang saat itu menjalani studi di Berkeley, mempelajari penelitian Korff dan terpikir akan kemungkinan penggunaan radiokarbon untuk penanggalan.
Pada tahun 1945, Libby memulai penelitiannya mengenai penanggalan radiokarbon di Universitas Chicago
Ia menerbitkan sebuah makalah pada tahun 1946 yang berisi usulan mengenai kemungkinan adanya 14C serta karbon non-radioaktif dalam materi hayati.
Libby dan beberapa kolaborator melakukan percobaan dengan metana yang ia kumpulkan dari selokan di Baltimore, dan setelah memperkaya sampel mereka secara isotopik mereka mampu menunjukkan bahwa sampel tersebut mengandung 14C.
Di sisi lain, metana yang dihasilkan dari minyak bumi tidak menujukkan aktivitas radiokarbon karena usia sampel tersebut. Hasil tersebut dirangkum dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Science pada tahun 1947, yang dalam komentarnya para penulis menyatakan bahwa hasil tersebut memperlihatkan adanya kemungkinan untuk melakukan penanggalan pada materi yang mengandung karbon organik.
Libby dan James Arnold melanjutkan penelitiannya untuk menguji teori penanggalan radiokarbon dengan menganalisis sampel yang telah diketahui usianya
Sebagai contoh, dua sampel yang diambil dari makam dua raja Mesir, Djoser dan Sneferu, masing-masing tertanggal 2625 SM lebih kurang 75 tahun, diukur dengan metode penanggalan radiokarbon dan menghasilkan usia kira-kira 2800 SM lebih kurang 250 tahun. Hasil ini diterbitkan dalam Science pada tahun 1949.
Dalam kurun waktu 11 tahun setelah pengumuman tersebut, lebih dari 20 laboratorium penanggalan radiokarbon telah dibangun di seluruh dunia. Pada tahun 1960, Libby dianugerahi Hadiah Nobel dalam Kimia berkat karyanya tersebut.
Cara Ilmuwan Mengetahui Umur Fosil yang Ditemukan
Untuk kejadian yang masih ‘baru’ terjadi puluhan sampai ratusan tahun yang lalu, para sejarawan masih bisa berpatokan pada tulisan/jurnal yang ditulis oleh peradaban masa lalu, entah itu terukir di prasasti atau candi, tertulis di daun lontar, pelepah pohon, serat kayu, dinding gua, dan sebagainya.
Tapi gimana dengan pengetahuan kita tentang kehidupan prasejarah ketika manusia belum mampu “menyuarakan” keberadaannya berupa gambar atau tulisan? Dari mana para ilmuwan arkeologis, palentologis, dan ahli geologi bisa tau tentang kondisi dunia pada masa lampau sehingga kita tau bahwa jutaan tahun yang lalu itu ada dinosaurus, ada manusia purba, ada ikan hiu raksasa (megalodon), dan lain sebagainya?
Sumber informasi utama bagi para ilmuwan untuk meraba kehidupan pada zaman pra-sejarah berasal dari fosil yang ditemukan.
Fosil dalam arti adalah sisa-sisa atau jejak mahluk hidup dari masa lalu yang terawetkan secara alami memang bisa memberikan banyak informasi kepada kita yang hidup di jaman modern tentang kondisi kehidupan di masa lampau.
Dari mulai kapan makhluk hidup yang terfosilisasi itu hidup, bagaimana bentuknya, cara kerja sistem tubuhnya, sampai kondisi lingkungan pada jaman makhluk itu hidup.
Fosil specimen Ida, Darwinius masillae. Diduga kuat sebagai nenek moyang seluruh primata yang hidup sekitar 47 juta tahun yang lalu.
Dari mana para ilmuwan tahu umur dari fosil yang ditemukan?
2 metode pendekatan yang digunakan para ilmuwan untuk mengetahui umur dari fosil, yaitu Radiocarbon Dating & Stratigrafi.
1. Metode Radiometric Dating
Metode radiometric dating ini sangat umum dilakukan oleh ahli arkeolog, yang pada intinya adalah menghitung perbandingan unsur tertentu pada specimen fosil untuk kemudian dibandingkan dengan kandungan unsur yang sama pada atmosfir dengan prinsip waktu paruh peluruhan atom. Dari semua jenis radiometric dating ini, yang akan dibahas adalah pendekatan unsur karbon atau lebih ngetren dengan istilah carbon dating atau C-14 dating.
Metode ini dikembangkan oleh profesor kimia di Amrik bernama Willard Libby di akhir 1940an yang akhirnya menjadi metode standard bagi para arkeolog di seluruh dunia. Apa ide di balik metode ini?
Ketika seorang ilmuwan menemukan fosil yang belum teridentifikasi, entah itu fosil hewan atau tumbuhan. Pertanyaan utama yang bikin penasaran adalah “Ini fosil umurnya udah berapa tahun? ratusan tahun, ribuan tahun, atau jutaan tahun?”.
Untuk menjawab pertanyaan ini, gua mau bahas sedikit tentang pelajaran dasar Kimia tentang konsep isotop.
Jenis dan sifat dasar unsur itu ditentukan sama jumlah proton di dalam inti atom. Kalau proton di atom ada satu, namanya Hidrogen. Kalau ada dua, namanya Helium. Dan seterusnya bisa kita liat di tabel periodik seperti ini:
Tabel periodik adalah tampilan unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel. Unsur-unsur tersebut disusun berdasarkan nomor atom (jumlah proton dalam inti atom), konfigurasi elektron dan keberulangan sifat kimia. Klik disini untuk membaca tabel periodik yang komplit.
Mari kita liat salah satu unsur, yang paling simpel aja, Hidrogen. Hidrogen itu kan atom apapun yang punya satu proton. Tapi kan komponen atom kan ngga cuma proton. Ada neutron dan elektron.
Elektron dalam keadaan dasar jumlahnya pasti sama dengan proton, dan kalau berubah bakal membuat atom tersebut jadi ion.
Tapi masalahnya jumlah neutron itu berbeda-beda. Contohnya, H-1 (Hidrogen-1) punya satu proton dan nol neutron. H-2 punya satu proton satu neutron, dan H-3 punya satu proton dan dua neutron. H-1, H-2 dan H-3 adalah isotop dari Hidrogen. Nama kerennya H-2 disebut Deuterium dan H-3 disebut Tritium. Mereka sama-sama punya satu proton, tapi jumlah neutronnya berbeda.
Angka setelah nama unsur itu nunjukin jumlah proton dan neutron, yang bakal mempengaruhi beberapa sifat unsur itu. Sifat pertama yang berubah, adalah massa-nya, yang kedua adalah sifat radioaktivitas.
Radioaktivitas atau peluruhan adalah reaksi yang terjadi pada inti atom itu sendiri karena sifat inti atom yang ngga stabil. Kita bisa liat di grafik di bawah, reaksi ini terjadi kalau perbandingan jumlah proton dan neutron ngga begitu seimbang.
Pada atom-atom radioaktif ini, terjadi peluruhan alias emisi partikel yang jenisnya tergantung sama jumlah proton dan neutronnya. Kalau protonnya lebih tinggi, biasanya yang dikeluarkan adalah partikel bermuatan positif seperti partikel alfa (α), positron (b+) atau proton (p).
Sebaliknya, kalau neutronnya lebih tinggi, yang dikeluarkan adalah yang negatif (b–) atau netral (n). Jenis-jenis peluruhan ini ngga gue bahas menyeluruh di sini, tapi yang penting adalah konsep “waktu paruh” (half-life).
Konsep “waktu paruh” inilah yang menjadi kunci para ilmuwan untuk mengungkap pertanyaan “berapa tahun umur fosil ini?”. Wah, apaan tuh konsep waktu paruh?
Half-life atau waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan untuk sejumlah atom radioaktif meluruh setengahnya.
Misalnya, Terbium-148 adalah atom radioaktif yang mengeluarkan partikel b+ dan menjadi Gadolinium-148, reaksi lengkapnya:
Waktu paruh dari Tb-148 adalah exactly satu jam. Apa artinya? Kalau kita punya 100 atom Tb-148 sekarang, satu jam lagi kita akan hanya punya setengahnya, alias 50 atom. Satu jam kemudian alias dua jam dari sekarang, sisanya tinggal 25 atom. Intinya, jumlah dari atom radioaktif akan berkurang setengah setiap satu satuan waktu paruh. Di bawah ini contoh animasi dari detik 0 sampai 4 kali waktu paruh, di mana jumlah partikel udah berkurang jadi (0.5)4 alias seperenambelasnya.
Konsep waktu paruh itulah yang kita aplikasikan pada karbon untuk mengetahui umur fosil. Kenapa karbon yang jadi tolak ukur? Karena, karbon sendiri punya 15 isotop, mulai dari C-8 sampe C-22. Kebanyakan dari isotop karbon ini sangat nggak stabil, alias waktu paruhnya sangat cepat.
Tapi, ada satu isotop yang lumayan panjang waktu paruhnya, yaitu C-14 dengan waktu paruh 5.730 tahun.
C-14 ini terbentuk di atmosfer, dari N-14 yang bereaksi dengan cosmic ray atau radiasi dari luar tata surya.
Sementara itu, fosil yang jadi sampel kita biasanya berupa makhluk organik pada masa lampau, entah itu tanaman atau hewan. Tanaman menggunakan CO2 ini untuk proses fotosintesis, sehingga C-14 tadi masuk ke tanaman, dan juga ke hewan yang memakan tanaman, lalu hewan karnivora yang makan hewan herbivora.
Karena semua makhluk hidup berhubungan langsung dengan atmosfer dalam siklus karbon, kadar C-14 di tubuh makhluk hidup akan hampir sama dengan yang di atmosfer, yaitu 10-12. Tapi, waktu makhluk itu mati, dia langsung terputus dari siklus karbon dengan atmosfer. Dari momen inilah kita bisa menghitung waktu yang dilewati fosil tersebut setelah mati berdasarkan perbandingan waktu paruh dari kadar karbon C-14 dengan kadar C-14 yang ada di atmosfer saat ini.
Ketika makhluk hidup mati, tanaman ngga berfotosintesis lagi, yang herbivor ngga makan tanaman berisi C-14 lagi, yang karnivor ngga makan hewan berisi C-14 lagi. Nah, C-14 yang tersisa di sisa tanaman atau hewan tersebut bakal mulai menghilang karena peluruhan tadi, dan kadar C-14 di sisa tersebut mulai berkurang.
Berarti umur fosil bisa kita hitung dengan persamaan berikut ini:
t = waktu yang udah lewat setelah organisme ini mati
T = waktu paruh C-14, alias 5.730 tahun
N0 = kadar C-14 atmosfer sekarang
N(t) = kadar C-14 pada sampel
Jika misalnya kadar C-14 atmosfer sekarang itu 10-12, dan ada sampel fosil pohon yang kadar C-14 nya tinggal 10-14, umurnya berarti:
Dari perhitungan di atas kita bisa mengambil kesimpulan bahwa sampel fosil pohon tersebut berumur 38.070 tahun sebelum sekarang atau tahun 36.055 sebelum Masehi!
2. Metode Stratigrafi
Stratigrafi ini cabang dalam geologi yang meneliti lapisan bumi, tepatnya lapisan batuan di lapisan terluar bumi alias kerak, dan terbentuknya lapisan-lapisan itu. Bidang ini pertama diteliti mendalam sama Nicolas Steno tahun 1669, yang bikin teori dasar agar para ilmuwan bisa menganalisa umur fosil berdasarkan letaknya di lapisan tanah yang berbeda.
Masing-masing lapisan itu disebut stratum, kalo banyak disebut strata. Contoh strata tanah di bawah ini:
Setiap lapisan atau stratum ini terbentuk secara natural dan tebelnya bisa beberapa mili doang sampe setebel satu kilometer. Setiap lapisan ini represents satu pembentukan endapan tertentu yang kita bisa cari tau dari isi lapisan itu.
Lapisan bisa terbentuk dari endapan sungai, lava letusan gunung berapi, rawa, pasir pantai, dan lain-lain.
Pada prinsipnya ilmu stratigrafi ini memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan waktu umur fosil dari lokasi lapisan tanah tempat fosil tersebut ditemukan.
5 Prinsip Dasar Stratigrafi
5 Prinsip dasar dalam stratigrafi yang membantu arkeolog, paleontolog, dan sejarawan untuk tau dari era kapan suatu fosil itu berasal.
1. Law of Superposition
Prinsip pertama dari metode stratigrafi adalah: makin rendah lapisan tanah tempat lokasi fosil ditemukan, berarti makin tua umurnya. Mungkin ini kedengerannya simpel banget, tapi emang pada dasarnya kalau keadaannya ngga diusik sesuatu, lapisan tanah yang di bawah pasti tertimbun oleh lapisan di atasnya.
Terus menerus begitu hingga ribuan tahun dan membentuk strata atau lapisan tanah yang berlapis. Prinsip ini simpel banget untuk dipake kalo kita mau membandingkan apakah fosil A lebih tua apa lebih muda dari fosil B.
Asumsinya, jika bangkai hewan atau sisa tanaman mati kan kemungkinan besar diem aja di permukaan tanah, dan seiring dengan waktu lapisan tanah makin tertutupi oleh debu, tanah, air hujan, lapisan tanah yang terbawa aingin karena letusan gunung berapi, dlsb.
Pengecualian juga terjadi kalo ada aktivitas manusia atau manusia purba yang membuat struktur atau bangunan tertentu yang perlu menggali tanah. Kalo ada, bisa dianalisis pake yang namanya Harris Matrix. Sedikit banyak Matrix ini pake prinsip nomor 4 di bawah ini.
2. Principle of Original Horizontality
Intinya, semua endapan yang bikin lapisan itu semua akan buat lapisan yang secara umum horizontal alias rata. Walaupun awalnya tanah itu ngga rata, karena ada gravitasi, erosi akan selalu nyebarin tanah supaya jadi rata.
Mengapa ada tanah yang naik turun seperti bukit dan jurang tanpa buatan manusia? Sebabnya adalah gaya yang lebih besar yang ada di lapisan yang lebih rendah, serta pergerakan di kerak bumi, alias teori plate tectonics.
Pergerakan inilah yang bikin adanya lapisan yang ngga horizontal karena adanya force yang bikin tanah di daerah tertentu naik atau turun. Pengecualian ada di lapisan tertentu seperti pasir, yang bisa membentuk lapisan yang miring-miring.
3. Principle of Lateral Continuity
Intinya, semua endapan itu nyebar ke semua arah. Jika ada lapisan tanah yang mirip tapi terpisah sama sesuatu, bisa diasumsi bahwa dulunya mereka nyambung. Contoh gambarnya seperti gini:
4. Principle of Cross-cutting Relationships
Prinsip ini mengatakan kalo ada sesuatu yang bikin potongan di satu lapisan atau lebih, potongan itu lebih muda atau terjadi belakangan ketimbang lapisan yang terpotong. Misalnya ya, suatu hari kamu nemuin LEGO yang retak seperti ini:
Dapat disimpulkan bahwa kejadian retaknya itu (karena kebentur atau sesuatu yang lain) terjadi setelah LEGO itu disambung, karena hampir ngga mungkin bikin dua retakan di biji LEGO yang terpisah yang waktu ditempel jadi menyambung.
Prinsip yang sama berlaku di lapisan tanah, kalau ada potongan yang nembus lapisan tertentu, potongan itu terjadi setelah lapisan itu ada.
5. Principle of Faunal Succession
Prinsip ini berhubungan sama makhluk hidup yang berkeliaran waktu lapisan tanah lagi terbentuk nih. Karena naturalnya bangkai tanaman atau hewan itu cuma tergeletak begitu aja di tanah, dia ikut masuk ke lapisan tanah yang lagi terbentuk saat dia mati.
Dan karena umur fosil dari makhluk hidup A dan B yang hidup di jaman yang berbeda pasti bakal ditemukan di lapisan yang beda juga. Seperti prinsip nomer 1 tadi, makhluk hidup yang hidup di masa lebih deket ke sekarang fosilnya bakal ditemukan lebih deket ke atas (lebih muda).
Konteks dan penjelasannya sangat berkaitan dengan ilmu biologi dan teori evolusi, sebagai contoh: para ilmuwan sekarang bisa mengambil kesimpulan bahwa burung (aves) yang sekarang memiliki sayap dan bisa terbang adalah hasil evolusi dari makhluk hidup sebelumnya yang belum bisa terbang, which is dinosaurus.
Seiring waktu berlalu, fungsi sayap itu terbentuk secara sederhana, hingga menjadi semakin kompleks dan akhirnya bisa digunakan untuk terbang.
Para ilmuwan mengambil kesimpulan ini dari serangkaian fosil menunjukkan proses evolusi burung dari dinosaurus. Di fosil yang ada di lapisan lebih bawah, ditemuin yang ada bulu kecil dan simpel. Lalu, yang lapisannya makin ke atas (makin muda) bulu yang ditemukan makin muda makin besar dan memungkinkan organisme berbulu itu terbang.
Selain dua metode radiometri dan stratigrafi yang udah gue bahas, ada beberapa metode lain misalnya dendrokronologi (penghitungan lingkar pohon), dan epigrafi (penelitian arti peninggalan tertulis dari segi bahasa), yang dipake selain untuk mengetahui umur suatu sampel, juga untuk crosscheck metode-metode lain.
Biasanya untuk mencari tau umur suatu sample, dipake beberapa metode yang relevan lalu dibandingin hasilnya, dan harus konsisten supaya para ilmuwan mendapatkan kesimpulan yang akurat dan tidak bias oleh kesalahan perhitungan yang cuma fokus pada 1-2 metode.
