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.
Δ13C
El estándar establecido para el trabajo de carbono 13 fue la Beelemita Pee Dee (PDB) y se basó en un fósil marino cretáceo, Belemnitella americana, que provenía de la Formación Peedee en Carolina del Sur. Este material tenía una relación C:C anómalamente alta (0.01118), y se estableció como un valor "δ"C de cero. Dado que el espécimen PDB original ya no está disponible, su relación C:C se calcula actualmente a partir de un estándar de carbonato ampliamente medido NBS-19, que tiene un valor "δ"C de +1.95 ‰. La relación C:C de NBS-19 es formula_2 Por lo tanto, la relación C:C correcta de PDB derivada de NBS-19 debe ser formula_3. Tenga en cuenta que existe una relación PDB C:C ampliamente utilizada pero incorrecta de 0.0112372, que es el resultado de un error de signo en la interconversión entre estándares. El uso del estándar PDB le da a la mayoría del material natural un "δ"C negativo. Un material con una relación de 0.010743, por ejemplo, tendría un valor "δ"C de –39 ‰ de formula_4. Los estándares se utilizan para verificar la precisión de la espectroscopía de masas; a medida que los estudios de isótopos se hicieron más comunes, la demanda del estándar agotó la oferta. Otros estándares calibrados con la misma relación, incluido uno conocido como VPDB (para "PDB de Viena"), han reemplazado al original. La relación C:C para VPDB, que el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) define como valor "δ"C de cero es 0.01123720.