UVOD

             Iz izotopa 13C i 15N u kolagenu koji se nalazi u kostima, ostatcima praistorijskih ljudi, moze se rekonstruisati vrsta hrane koju su jeli. Iz tog podatka slede i drugi znacajni zakljucci o nacinu zivota nasih predaka.

Vecina hemijskih elemenata koji se javljaju u prirodi predstavljaju smesu nekoliko izotopa. To se odnosi i na osnovne elemente koji ulaze u sastav zivih organizama na nasoj planeti: 

  • Vodonik: 99.987% 1H i 0.014% 2H
  • Ugljenik: 98.892% 12C, 1.108% 13C i neznatne (ali merljive) kolicine 14C
  • Azot: 99.635% 14N i 0.365% 15N
  • Kiseonik: 99.759% 16O, 0.037% 17O i 0.204% 18O

            Svi navedeni izotpi (osim ugljenika 14C) su stabilni, dakle nisu radioaktivni i ne raspadaju se spontano; 14C je ß radioaktivan, sa vremenom poluraspada od 5730 godina.

            Dugo se verovalo da izotpski sastav svake supstance koja se javlja u prirodi isti i ne promenljiv. Medjutim, razvitkom modernih mernih tehnika fizicke hemije (posebno masene spektrometrije) pokazalo se da postoje male, ali i te kako merljive razlike u izotopskom sastavu nekih supstanci. Te razlike zavise od fizicko-hemijskih procesa u kojim je odgovarajuci uzorak ucestvovao i od fizicko-hemijskih uslova kojima je bio izlozen. Na osnovu tih razlika moze se mnogo toga saznati o poreklu i nacinu nastanka doticnog uzorka.

            U arheoloskim istrazivanjima od interesa su odstupanja 15N (azot-15) i 13C (ugljenik-13) u odnosu na standardne vrednosti. Ova odstupanja odstupanja se izrazavaju u takozvanim delta vrednostima (d) koje su definisane na sledeci nacin:

            d 15N = [(15N  / 14N) uzorak] / [(15N / 14N ) standard] - 1

            d 13C = [(13C / 12C)uzorak] / [(13C / 12C) standard] -1

            Ovako odredjene delta-vrednostipo pravilu se mnoze sa 1000 i navode u promilima (%0).

            Kao standard za izotope azota uzima se N2 iz vazduha. Prema tome, (15N / 14N)standard predstavlja odnos koicina izotopa 15N i 14N u vazduhu; to je takozvani vazdusni standard.

            Kao standard za izotope ugljenika uzima se ugljen-dioksid (CO2) koji se dobija dejstvom kiseline na jednu vrstu krecnjaka, taj krecnjak nastao je od alge Belemnitella americana a nalazista su u oblasti reke Pi Di u Juznoj Karolini, SAD. Pri tome je potrebno da se na krecnjak deluje 100% fosfornom kiselinom (H3PO4) i da se proces vrsi na temperaturi 25oC. Prema tome (13C / 12C)standard predstavlja odnos kolicine izotopa 13C i d 12C u ugljen-dioksidudobijenom na opisani nacin; to je takozvani PDB-standard. Atmosferski ugljen-dioksid ima d 13C = -7%0, ali to nije potpuno konstantna vrednost.

            Merenje d 15N i 13C vrsi se, specijalno za tu namenu dizajniranim, masenim spektrometrima. Takvi uredjaji se danas mogu lako nabaviti, mada su veoma skupi. Preciznost komercijalnih uredjaja je 0.1-0.2 %0, dok su tipicne delta-vrednosti +10-20 %0. To znaci da su eksperimentalno izmerene delta-vrednosti sasvim puzdane.