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      為什么碳-14可以用于考古鑒年

      2018/1/9 14:23:51

      碳是自然界廣泛存在的元素,占地殼組成的0.027%,天然碳有三種同位素,即碳-12、碳-13和碳-14,其中只有碳-14具有放射性,半衰期為5730年。碳-14在自然界中的含量極少,但是與碳-12的比例幾乎是一定的。由于新陳代謝,地球上生物體吸收或放出CO2的過程不斷進行,生物體內的碳-14含量也保持不變。可是一旦生物失去新陳代謝作用(死亡),碳-14循環進入生物體內的過程就停止了。這時,留在體內的碳-14就只能按照其固有的半衰期5730年的衰變速率逐漸減少。因此,埋藏在地下深層的樣品,只要測定其碳-14與碳-12含量的比例,按碳-14的放射性衰變公式進行計算,校正之后便可推算出樣品存在的年代。
      可用碳-14來測定年齡的樣品種類廣泛,凡是含碳的骨頭、木質器具、焦炭木或其他無機遺留物均可,而且該方法對樣品要求不嚴,埋藏條件沒有要求,取樣也很簡單,所以碳-14在考古鑒年上有重要的應用。
      意大利都靈大教堂從16世紀開始收藏了一塊據說是耶穌受難后門徒約瑟用于裹尸的麻布,每50年對外展示一次,但是外界對于這塊“都靈裹尸布”的質疑一直不絕于耳。1986年,經都靈大教主同意,英、美、瑞士3家著名的碳-14實驗室分別取一小塊裹尸布對其進行測定,得出的結論是裹尸布的制造時間有95%可能性為1260~1380年,不早于1200年的可能性為100%,證明了這塊裹尸布為中世紀的贗品。這是碳-14鑒年史上的一段趣聞。
      除此之外,碳-14鑒年技術在中國的“夏商周斷代工程”和“長沙馬王堆古尸斷代”中也發揮了重要的作用。
      但是因為碳-14的半衰期為5730年,三萬年以前的樣品中的碳-14就僅剩下原來的0.03倍了,更古老的樣品中的碳-14早已衰變得不見蹤影。所以碳-14鑒年只能精確測量一千年到五萬年內的考古樣品,更遠時期樣品的斷年就要靠別的技術來實現了。

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