碳14是怎樣測(cè)定年代的？

1、碳14是怎樣測(cè)定年代的？是怎樣測(cè)定年代的？２０世紀(jì)８０年代末，全世界的基督徒都在奔走相告：原來，教會(huì)用高科技澄清了一個(gè)歷史大懸案。這就是關(guān)于耶穌裹尸布的真?zhèn)舞b定，鑒定證明了那塊使人崇敬了多年的裹尸布是假的，它的原料纖維是１３世紀(jì)才種出來的，而此時(shí)耶穌已被釘在十字架上１２００多年了。這個(gè)轟動(dòng)世界的年代鑒定是由碳１４做出的。宇宙空間的“煉金術(shù)”碳１４是碳的一種放射性同位素。碳的各種同位素存在于生物體（農(nóng)作物、樹木、動(dòng)物以及人）中，構(gòu)成這些生

2、物體的有機(jī)分子便含有碳的同位素。碳１２和碳１３沒有放射性，從地球形成時(shí)它們就已存在。而碳１４則不然，盡管自然界中不斷地產(chǎn)生著碳１４，但它不是由其他放射性同位素衰變生成的，而是由宇宙射線穿過高層大氣層時(shí)產(chǎn)生的。碳１４在大氣層中和氧氣化合形成二氧化碳。由于宇宙射線的強(qiáng)度穩(wěn)定不變，大氣中二氧化碳的濃度也不會(huì)改變。在地球上活著的生物體內(nèi)，由于新陳代謝的作用，吸收和放出的二氧化碳的過程保持不變。所有的生物都吸收微量的碳１４，碳１４與穩(wěn)定的碳共存于

3、細(xì)胞中。生物死亡以后失去新陳代謝作用，不再攝人新的碳１４，生物體內(nèi)的碳１４不斷發(fā)生放射性衰變，并按固定的半衰期的衰變速度減少。碳１４的半衰期比５０００年還長。碳１４變?yōu)榈保吹陌胨テ跒椋担罚常澳辍Ｈ藗儚膩頉]有想到一個(gè)輕元素的放射性同位素會(huì)有這么長的半衰期。相比之下，碳１１的半衰期只有２０５分鐘。無處不在的“時(shí)鐘”碳１４的衰變極有規(guī)律，其精確性可以稱為自然界的“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘”。死亡的生物實(shí)際上就是無處不在的“時(shí)鐘”，雖然很多文物本身不是生物體

4、，如陶瓷、青銅器等，但總能在其上找到一些生物體的殘留，像煙灰、油脂等，只要找到這些生物構(gòu)成的碳１４，就能探測(cè)出它們所附著的物體的年代。不過，若無現(xiàn)代的高科技手段，人們是無法從文物樣品中探知碳１４的年代信息的，因?yàn)樘迹保丛谧匀唤绲暮繉?shí)在少得驚人，它和碳總量的正常比例只有一萬億分之一。但利用加速器質(zhì)譜儀，根據(jù)不同粒子的拐彎半徑不同可以容易地捕捉到碳１４，通過測(cè)定埋藏地下或保存放置的生物體中的碳１４和碳１２的比例，按碳１４已知的固定衰變速率

5、進(jìn)行計(jì)算，即可測(cè)出該生物體或文物的年代。因?yàn)榧铀倨髻|(zhì)譜儀能夠數(shù)碳１４的原子，就大大拓寬了碳１４的測(cè)年范圍，適用于了解從幾百年到幾萬年歷史時(shí)間內(nèi)的具體年代。鑒古知今的工具在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，碳１４測(cè)定年代有許多應(yīng)用價(jià)值。建設(shè)電站、水壩、港口、橋梁和高層建筑等，地質(zhì)基礎(chǔ)的工程力學(xué)性質(zhì)是工程設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，不同的沉積層具有不同的工程力學(xué)特征。一般說來，沉積物的壓實(shí)程度或固結(jié)程度與該地層形成的年代正相關(guān)，即形成年代越長，固結(jié)程度越高，抗沖擊和承壓性越

6、好。北京飯店在施工時(shí)當(dāng)挖至地面以下１３米深處時(shí)，發(fā)現(xiàn)有兩棵直徑達(dá)１米的榆樹倒臥在河流砂礫層中，用碳１４測(cè)定該樹距今約為２９２８５１３５０年，據(jù)此數(shù)據(jù)，建工部門決定停止再向下挖，而使用該層做地基，節(jié)約了大量資金、人力和物力。近年來，人們通過研究溶洞中的石鐘乳，已經(jīng)測(cè)出３億萬年以上的古氣候史，這對(duì)于指導(dǎo)一個(gè)地區(qū)甚至國家的宏觀生態(tài)有著重要意義。在很多領(lǐng)域里，碳１４的運(yùn)用已超越了測(cè)年的單純目的。眾所周知，癌癥是人類尚未征服的疾病，現(xiàn)在人們把易于