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考古學家使用碳-14測年法來測定古代穀物的年代。
碳-14測年法,又稱放射性碳測年法、放射性碳測年法等。
放射性碳或碳-14 是碳元素的不穩定且弱放射性同位素。 由於宇宙射線中子對碳-14原子的作用,碳-14在高層大氣中不斷形成。 它在空氣中迅速氧化,形成二氧化碳並進入全球碳迴圈。
植物和動物在其一生中都會從二氧化碳中吸收碳 14。 當它們死亡時,與生物圈的碳交換立即停止,它們的碳-14含量開始降低,其速率由放射性衰變決定。 通過了解樣品中剩餘的碳-14的量,可以知道有機物死亡的年齡。
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碳-14是碳的放射性同位素,於1940年首次被發現。 它是由宇宙射線撞擊空氣中的碳12原子產生的,其半衰期約為5,730年,衰變方式為衰變,碳14原子轉化為氮原子。 由於其半衰期為 5,730 年,並且碳是有機物的元素之一,我們可以根據體內殘留的碳 14 組成推斷死亡生物體的年齡。
當生物體活著時,由於需要呼吸,其體內碳14的量大致沒有變化,生物體死後會停止呼吸,體內的碳14開始減少。 例如,由於陸生生物和海洋生物在生命過程中與大氣的頻繁交換,衰變的碳14往往可以得到補充,但一旦交換停止(如死亡、沉澱),碳14就不能再補充,碳14的水平因衰變而降低, 每 5730 年下降到原始水平的一半。因此,通過測量標本中現有的碳14放射性水平與其原始放射性水平相比,可以計算出死亡或停止交換的年齡。
由於自然界中碳同位素的比例一直保持穩定,因此可以通過測量其碳-14含量來估計古代的大致年齡。 這種方法稱為碳測年。
其他常用的有鉀氬測定、鉀氬測定、熱釋光測定等。
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用碳的同位素146c測年。
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考古學家使用碳-14測年法來確定該遺址中的碳質物質,從而確定糧食生產的年代。 該測定基於以下原理:碳是無處不在的生命組成部分,其成分中含有非常少量的放射性碳-14,碳-14衰變成非放射性同位素氮-14。
宇宙射線在大氣中不斷產生碳-14。 植物吸收大氣中的碳,碳-14和無處不在的同位素碳-12保持著已知的幾乎恆定的比例(約1到100萬)。 然後,植物中的碳構成了吃這些植物的食草動物的身體,以及吃這些食草動物的食肉動物的身體。
然而,一旦這些植物或動物死亡,它們的碳-14水平的一半每5,700年就會衰變成碳-12,直到大約40,000年後,當碳-14水平變得如此之低以至於難以測量時,很難將它們與含有碳-14的少量現代材料區分開來。 因此,從考古遺址出土的材料的年齡可以根據材料中碳-14與碳-12的比例來計算。