Grundlaget for kulstof-14-dateringer er, at radioaktive stoffer nedbrydes på en forudsigelig måde. Kulstof findes i atmosfæren som 3 forskellige isotoper. En isotop af et grundstof er stadig det samme grundstof, men i en omdannet form. De 3 isotoper af kulstof er: Kulstof-12, kulstof-13 og kulstof-14. De 2 første isotoper er stabile, mens det tredje er radioaktivt og derfor nedbrydes. Det har en halveringstid på 5730 år.
Kulstof-12 udgør 99% af atmosfærens kulstof, kulstof-13 udgør 1%, mens kulstof-14 udgør, hvad der svarer til 1 til 1½ del kulstof-14 ud af 1.000.000.000.000 (et tusinde milliarder), altså en forsvindende lille andel. Kulstof-14 dannes i atmosfæren i samspil med den kosmiske stråling. Det betyder at produktionen af kulstof-14 er afhængig af, hvor intens den kosmiske stråling er, og der kan derfor være udsving i mængden af kulstof-14 i atmosfæren. Kulstof-14 reagerer med ilt og danner CO2 – kuldioxid, også kendt som drivhusgasser.
Havvandet optager CO2 fra atmosfæren, og planter bruger CO2, når de ”trækker vejret”, og på denne måde optages CO2 og dermed kulstof-14 i fødekæden. Forholdet mellem kulstof-12 og kulstof-14 i planterne er dog ikke det samme som i atmosfæren.
Når en organisme dør, optager den ikke mere CO2 fra atmosfæren, og derfor heller ikke mere kulstof-14. Fra det tidspunkt vil mængden af kulstof-14 i resterne af den døde organisme, langsomt aftage (der vil være det halve tilbage efter ca. 5730 år, det kvarte efter ca. 11460 osv) indtil der er så lidt tilbage, at det ikke mere kan måles.
Det er denne metode, videnskaben bruger til at fastsætte alderen på organisk materiale (tømmer, skeletter osv) ved at måle, hvor meget kulstof-14 der er tilbage sammenlignet med, hvad der burde være - i forhold til kulstof-12, som ikke nedbrydes.
Eftersom mængden af kulstof-14 i atmosfæren kun findes i et meget begrænset omfang (som nævnt omkring 1 atom pr 1.000 milliarder kulstofatomer), så er der en grænse for hvor langt tilbage en kulstof-14-datering kan række. Grænsen ligger omkring 10 halveringstider. Derfor regner videnskaben med en tidsramme på 50.000 til 60.000 år.
Men hvor sikker er en kulstof-14-datering egentlig?
