碳14是怎樣測定年代的?
一、碳14是怎樣測定年代的?
考古里的碳十四測年法,就是根據碳14衰變的程度來計算出樣品的大概年代的一種測量方法。
碳14是碳元素的一種具放射性的同位素,它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。碳-14原子核由6個質子和8個中子組成,其半衰期約為5,730±40年。由于在有機材料中含有碳-14,因此根據它的衰變可以確定考古學樣本的大致年代。
碳十四測年法的原理在于,碳14由于受到宇宙射線中子對碳14原子的作用,不斷地形成于大氣上層。它在空氣中迅速氧化,形成二氧化碳并進入全球碳循環。動植物一生中都從二氧化碳中吸收碳14。當它們死亡后,立即停止與生物圈的碳交換,其碳14含量開始減少,減少的速度由放射性衰變決定。放射性碳定年本質上是一種用來測量剩余放射能的方法。通過了解樣品中殘留的碳14含量,就可以知道有機物死亡的年齡。這一原理通常用來測定古生物化石的年代。
碳十四年測年法由美國加州大學伯克利分校博士威拉得·利比發明,威拉得·利比也因此獲得1960年諾貝爾化學獎。
二、碳一四斷代法可以用來做什么?
碳十四斷代法可以用來判定完全相同的地域環境下,兩件物品中哪個更古老。碳十四斷代法,又稱碳十四年代測定法或放射性碳定年法,是根據碳十四衰變的程度來計算出樣品大概年代的一種測量方法,這一原理通常用來測定古生物化石的年代。
生物體在活著的時候會因呼吸、進食等不斷地從外界攝入碳十四,最終體內碳十四與碳十二的比值會達到與環境一致 (該比值基本不變),當生物體死亡時,碳十四的攝入停止,之后因遺體中碳十四的衰變而使遺體中的碳十四與碳十二的比值發生變化,通過測定碳十四與碳十二的比值就可以測定該生物的死亡年代。目前在人體中,碳占整個身體質量的18%。生物體的每克碳內含有大約500億個碳14原子,其中每分鐘大約有10個碳14原子衰變。
三、考古里的碳十四測年法是怎么回事
碳14測年,又稱碳―14年代測定法或放射性碳定年法(Radiocarbon Dating),就是根據碳―14衰變的程度來計算出樣品的大概年代的一種測量方法。這一原理通常用來測定古生物化石的年代。
碳14測年法由美國芝加哥大學教授、加州大學伯克利分校博士威拉得?利比(Willard Frank Libby)發明?[1-2]??,威拉得?利比因此獲得1960年諾貝爾化學獎。
碳14的衰變需要幾千年,正是大自然的這種神奇,形成了放射性碳定年的基本原理,使碳14分析成為揭示過去的有力工具。在放射性碳定年過程中,首先分析樣品中遺留的碳14。被分析的樣品的碳14比例可以說明自樣品源死亡后流逝的時間。
報告的放射性碳定年結果是未校準年BP(迄今),其中BP是指公元1950年。接著進行校準,將BP年轉換為歷年。隨后將該信息與準確的歷史年齡聯系起來。
擴展資料:
考古學旨在了解人類,它是一項超越發掘寶藏、收集信息和測定年齡的崇高的事業。正是了解了昔日文化不再存在的原因后,人類才明白了確保歷史不會重演的關鍵所在。
多年來,罩頃山如果不是憑借放射性碳定年、樹輪年代學、古地磁斷代、氟化物定年、光釋光測年以及黑曜石水化分析等技術,考古學發現的歷史文化信息將乎桐永遠都不被人所知。
放射性碳定年技術的應用已有50年了,它徹底改變了考古物中學。碳14定年迄今仍是一項強大可靠的、廣泛適用的技術,對于考古學家和其他科學家來說極其寶貴。
參考資料來源:百度百科-碳14測年
碳十四可以寫為C-14,是自然界存在中碳的同位素之一,其原子核內有6個質子和8個中子。在自然界存在三種碳的同位素,分別是C-12,C-13和C-14。在碳的三種同位素中,只有C-14具有放射性,能自發的放射出β粒子蛻變為N-14。
C-14的半衰期為5730±40年,也就是每5730±40年,C-14的量會降為原有的一半。因此只要比較含碳物質中現存的C-14的數量與起始C-14的數量,我們就可以判定含碳物質的年代。
我們可以測量現在含碳物質中C-14的數量,但是我們如何測定現在含碳物質在古代的C-14數量呢?這要從C-14的產生開始說起。外來的宇宙射線與地球高空大氣作用產生中子,中子和大氣氮核發生核反應生成C-14。
又由于碳-14可以衰變成N-14,大氣中的C-14處在生成和消耗的平衡之中。因此,當C-14的生成速度和消耗速度和輪相等時,C-14占所有碳原子的比例是一定的。
碳十四具有和其它碳原子相同的化學性質,因此參加自然界碳的交換循環運動。由于生物體與大氣經常發生交換,因此衰變掉的碳十四可經常獲得補充,因此活的生物體中碳14的濃度和外界基本一致。一旦生物體死亡后,其體內的碳十四一直衰變,卻得不到補充。
科學家就是利用這一規律,以現代碳十四的放射水平作為標準與測量標本中的碳十四相比較,由此推算出含碳物質碳十四死亡或停止交換的年代。
考古遺址中常見可供此法斷代的物質包括木頭、木炭、植物種喚明信子、貝殼、編織物、毛發、骨頭、泥炭、含炭沉積物等等,但并不是所有的遺址都有適合測定的標本。
擴展資料
在美國電影《普羅米修斯》中,出現了在外星球用碳-14測外星生物的尸體年代。但是由于外星球的大氣環境和地球完全不同,產生C-14的機制也不完全相同,因此C-14定年法很難用地球上的數據直接使用在外星球上面。
上述測量方法假定這種碳十四的含量幾萬年來都沒有改變,根據樹木年輪的研究,碳十四的濃度并不如預期的沒有變化,學者因此依樹木年輪的斷代做出一個校正量表,由此校正碳十四的測定年代。
使用碳十四定年法也非完全沒有誤差。標本本身、采集過程、實驗過程都有可能使測定結果發生誤差,因此考古學者通常需要經過多次測定,才能確定遺址或遺物的年代。而且由于C-14衰變較快,這種定年法較適槐晌用于對數千年至七萬五千年前左右的標本進行斷代。
碳十四定年法建立之后,就成為史前考古學的重要工具,為考古學史劃時代的標竿。我國文物考古工作者應用C-14斷代法,取得了許多重大成就,其中有些成果甚至改變了舊的觀點。
如河套人、峙峪人、資陽人和山頂洞人等,原來認為其活動年代為5萬年或5萬年以上,但應用C-14斷代法證明其均在4萬年以內,甚至山頂洞人可晚到1萬多年,這一研究結果表明舊石器晚期文化變遷和進展速度比考古工作者原先想象的要快。
再如,在漢代冶鐵遺址中曾發現有煤的使用,這一發現使一些考古工作者認為在漢代時就已把煤用于冶鐵,但后來從鐵器中C-14的鑒定結果推斷,我國在宋代才開始把煤炭用于冶鐵,盡管漢代冶鐵遺址中發現有煤,但并末用于煉鐵。
參考資料來源:百度百科-碳―14年代測定法
參考資料來源:百度百科-碳14測年
考古行大里的碳十四測年法,就是根據碳14衰變的程度來計算出樣品的大概年代的一種測量方法。
碳14是碳元素的一種具放射性的同位素,它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。碳-14原子核由6個質子和8個中子組成,其半衰期約為5,730±40年。由于在有機材料中含有碳-14,因此根據它的衰變可以確定考古學樣本的大致年代。
碳十四測年法的原理在于,碳14由于受到宇宙射線中子對碳14原子的作用,不斷地形成于大氣上層。它在檔敗豎空氣中迅速氧化,形成二氧化碳并進入全球碳循環。動植物一生中都從二氧化碳中吸收碳14。當它們死亡后,立即停止與生物圈的碳交換,其碳14含量開始減少,減少的速度由放射性衰變決定。放射性碳定年本質上是一種用來測量剩余放射能的方法。通過了解樣品中殘留的碳14含量,就可以知道有機物死亡的年齡。 這一原理通常用來測定古生物化石的年代。
碳十四年測年法由美國加州大學伯克利分校博士威拉得?利比發枯歷明,威拉得?利比也因此獲得1960年諾貝爾化學獎 。
碳―14年代測定法,又稱放射性碳定年法,就是根據碳―14衰變的程度來計算出樣品的大概年代的一種測量方法。
碳14是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮十四原子所產生,其半衰期約為5,730年,衰變方式為β衰變,碳14原子轉變森缺為氮原子。 植物通過光合作用將CO2結合成植物組織,動物依植物為生,這就使生物界都混入了碳14。動物通過排泄,死亡,植物通過腐爛,沉積,進入表層土壤而使碳14進入土壤,大氣與廣大海面接觸, CO2又與海水中溶解的碳酸鹽和CO2進行交換,因此海水、海生物及海底沉積物中都含有碳14。所以,凡是和此伍辯大氣中的CO2進行橘碰過直接或間接交換的含碳物質都包含碳14。
生物在生存的時候,由于需要呼吸,其體內的碳14含量大致不變,生物死去后會停止呼吸,此時體內的碳14開始減少,每5730年降為原有水平的一半值。由于碳元素在自然界的各個同位素的比例一直都很穩定,人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡。這種方法稱之為碳定年法。
不過,碳14測年法所測得的年代有頗大的誤差。因此,假若所測的物件比較近代,相對誤差也更大。另一方面,碳14測定法亦有可能受到火山爆發等自然因素影響。所以,若沒有其他年代測定方法來檢訂,單單依賴碳14的測年數據是完全不可靠的。
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