Datación por radiocarbono
La tasa más alta de producción de carbono-14 tiene lugar en altitudes de entre 9 y 15 km, y en altas latitudes geomagnéticas, pero el carbono-14 se distribuye uniformemente sobre la atmósfera y reacciona con el dioxígeno para formar dióxido de carbono (CO). Este dióxido de carbono también es absorbido por los océanos, disolviéndose en el agua. De forma aproximada se puede considerar que el flujo de rayos cósmicos es constante durante largos períodos y, por tanto, que el C se produce a un ritmo constante. De esta forma, la proporción de carbono radiactivo y no radiactivo permanece constante en la atmósfera. Esta proporción es de aproximadamente 1 parte por millardo (mil millones) (6·10 de átomos por mol). En 1958, Hessel de Vries demostró que la concentración de C en la atmósfera varía con el tiempo y de forma local. Así, para dataciones más precisas, estas variaciones deben ser consideradas mediante curvas de calibración.
Fijación de carbono
Las plantas antes del ciclo de Calvin, realizan una reacción en la que incorporan al atmosférico en compuestos de 4 carbonos tales como el oxalacetato y después malato o aspartato. En reacciones posteriores, el malato y el aspartato se descomponen desprendiendo , que entra al ciclo de Calvin, por lo que hay una fijación de carbono previa, y después, una segunda fijación de carbono en el ciclo de Calvin, en la que interviene la RuBisCO. Las plantas tienen una anatomía especial en sus hojas. La fijación inicial tiene lugar en las células del mesófilo de las hojas, y la fijación final en el ciclo de Calvin tiene lugar en las células de la vaina vascular que rodea a los vasos conductores de las hojas (nervios). Son ejemplos de plantas muchas plantas tropicales tales como la caña de azúcar y el maíz. En total existen unas 7.600 especies de plantas terrestres que utilizan una fijación de carbono de tipo , lo que supone alrededor de un 3% de todas las especies de plantas. Estas plantas tienen una firma de isótopos de carbono de -16 a -10 ‰, y son más eficientes haciendo la fotosíntesis en climas cálidos, ya que evitan la fotorrespiración al mantener una concentración elevada de CO en vaina vascular.