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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(guò)程不斷進(jìn)行,生物體內(nèi)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(huán)進(jìn)入生物體內(nèi)的過(guò)程就停止了。這時(shí),留在體內(nèi)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(cè)定其碳-14與碳-12含量的比例,按碳-14的放射性衰變公式進(jìn)行計(jì)算,校正之后便可推算出樣品存在的年代。
    可用碳-14來(lái)測(cè)定年齡的樣品種類(lèi)廣泛,凡是含碳的骨頭、木質(zhì)器具、焦炭木或其他無(wú)機(jī)遺留物均可,而且該方法對(duì)樣品要求不嚴(yán),埋藏條件沒(méi)有要求,取樣也很簡(jiǎn)單,所以碳-14在考古鑒年上有重要的應(yīng)用。
    意大利都靈大教堂從16世紀(jì)開(kāi)始收藏了一塊據(jù)說(shuō)是耶穌受難后門(mén)徒約瑟用于裹尸的麻布,每50年對(duì)外展示一次,但是外界對(duì)于這塊“都靈裹尸布”的質(zhì)疑一直不絕于耳。1986年,經(jīng)都靈大教主同意,英、美、瑞士3家著名的碳-14實(shí)驗(yàn)室分別取一小塊裹尸布對(duì)其進(jìn)行測(cè)定,得出的結(jié)論是裹尸布的制造時(shí)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(jì)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(shù)在中國(guó)的“夏商周斷代工程”和“長(zhǎng)沙馬王堆古尸斷代”中也發(fā)揮了重要的作用。
    但是因?yàn)樘?14的半衰期為5730年,三萬(wàn)年以前的樣品中的碳-14就僅剩下原來(lái)的0.03倍了,更古老的樣品中的碳-14早已衰變得不見(jiàn)蹤影。所以碳-14鑒年只能精確測(cè)量一千年到五萬(wàn)年內(nèi)的考古樣品,更遠(yuǎn)時(shí)期樣品的斷年就要靠別的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

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