Penemuan Naskah Al-Quran Tertua : Penanggalan Karbon-14

Sky News - Naskah Al Quran tertua yang ditemukan di Birmingham

Penemuan naskah Al Quran tertua bermula dari seorang kandidat doktor bernama Alba Fadeli meneliti koleksi di perpustakaan Unversitas Birmingham. Ketika di melihat keistimewaan bahan dan gaya tulisan naskah kuno yang merupakan bagian dari Al Quran yang tertulis pada 2 lembar kulit domba atau kambing tersebut, dia memutuskan untuk melakukan uji untuk menentukan usia naskah kuno tersebut. Dari hasil pengujian dengan tingkat akurasi 95.4%, naskah Quran tersebut diperkirakan berusia 1370 tahun atau ditulis pada kisaran tahun 568 - 645 M. Pertanyaannya adalah bagaimana bisa peneliti memperkirakan usia naskah tersebut? Metode penentuan usia naskah kuno tersebut adalah Carbon-14 Dating (penanggalan karbon 14).

Prinsip Penanggalan Karbon

Proses karbon-14 terbentuk di alam dan terakumulasi dalam makhluk hidup

Di alam, karbon eksis dalam dua isotop stabil, karbon-12 dan karbon-13, dan satu isotop radioaktif, karbon-14, atau lebih dikenal dengan radiokarbon. Karbon-14 dihasilkan ketika neutron aktif yang dihasilkan oleh radiasi sinar kosmis bertumbukan dengan atom Nitrogen. Tumbukan ini melepaskan proton dan menyisakan karbon 14. Proses ini dapat dinyatakan dalam reaksi kimia nuklir :

Setelah dihasilkan, radiokarbon dengan cepat teroksidasi menjadi CO2. Cepatnya proses oksidasi ini telah dikonfirmasi melalui pengukuran radiokarbon pada pengujian bom termonuklir. Secara alamiah CO2 digunakan tanaman untuk melakukan fotosintesis. Melalui daur karbon, manusia, tumbuhan, hewan, dan semua yang ada di biosfer bumi selalu memperoleh porsi karbon-14. Porsi karbon-14 dibandingkan dengan karbon-12 memiliki rasio sebesar 0.0000000000015 atau 15 dengan 12 angka 0 di belakang koma; di samping itu ada 1% porsi karbon-13. Hal ini berarti dalam 12 gram karbon akan terdapat sekitar 90 miliar atom karbon-14, 600 juta triliun atom karbon-13, dan 6 miliar triliun atom karbon-12. Kandungan radiokarbon dan karbon non radioaktif pada makhluk hidup akan sama selama daur karbon masih berlangsung. Ketika makhluk hidup mati, daur karbon akan berhenti dan penanggalan karbon dimulai. Karbon-14 akan meluruh secara konstan dan spontan tanpa dipengaruhi suhu, tekanan, dan zat kimia. Peluruhan ini akan memancarkan partikel beta lemah (e-) dan antineutrino (ve).

Waktu yang dibutuhkan karbon-14 untuk meluruh sebanyak separuh bagian (t0.5) adalah 5568 tahun. Kandungan karbon-14 akan berkurang, tetapi kandungan karbon-12 akan tetap sama. Dengan menghitung rasio karbon-14 dan karbon-12 akan dapat ditentukan lama waktu yang telah lewat sejak berhentinya daur karbon. Persamaan berikut digunakan untuk secara sederhana menentukan usia peluruhan (t).

dengan Nf sebagai rasio radiokarbon ketika pengukuran dilakukan dan No sebagai rasio radiokarbon ketika daur karbon masih berlangsung. Sehingga misalkan ketika perbandingan antara Nf dan No sebesar 84%, persamaan tersebut menjadi,

Jadi dengan perbandingan 84% suatu objek memiliki usia 1400 tahun. Penanggalan karbon-14 dapat digunakan untuk semua objek asal mengandung karbon-14 seperti arang, kayu, tulang, kulit, rambut, tembikar, lumpur, cangkang telur, kain, kertas, fosil, resin, air, es, karang, tanduk, paduan logam, lukisan, dan lain-lain. Namun dengan waktu paruh karbon-14 yang hanya 5568 tahun, metode penanggalan karbon hanya andal digunakan untuk penanggalan objek yang berusia tidak lebih dari 60 ribu tahun. 

Perintis Penanggalan Karbon

Usai perang dunia ke 2, ilmuwan Amerika Williard Libby memimpin sebuah tim peneliti untuk mengembangkan metode pengukuran aktivitas karbon. Libby dan timnya mempublikasikan paper pertama mengenai deteksi radiokarbon pada sampel organik. Ia juga adalah orang pertama yang melakukan pengukuran laju peluruhan radiokarbon dan menetapkan angka 5568 ± 30 sebagai waktu paruh karbon-14 dan dikenal juga sebagai Libby half-life. Libby lantas dianugrahi hadian Nobel bidang kima pada 1960 atas usahanya mengembangkan penanggalan karbon.

Instrumen pada awal generasi metode penanggalan karbon berupa silinder kuningan. Desain instrumen penanggalan karbon-14 kemudian dikembangkan dengan metode lain oleh Charles Tucek pada tahun 1950an. Keseluruhan sistem berupa tabung-tabung kaca.

Apparatus Libby : inti instrumen penghitung radiasi yang dikelilingi tabung anticoincidence. Tampak samping (atas). Tampak depan (bawah)

 Pada 1962, tepat setelah Libby mendonasikan apparatusnya, ia mendatangi Smithsonian untuk mendemostrasikannya.