На колко години е тази мумия?: Как учените датират органични артефакти

Когато първичните космически лъчи, безмилостно бомбардиращи Земята, попадат в ядрата на атомите в земната атмосфера, те създават голям брой вторични частици - пиони, протони, неутрони, мюони, електрони, позитрони и фотони. Когато неутрон се сблъска с азот-14 ядро ​​(7 протона и 7 неутрона), се образува въглерод-14 ядро ​​(6 протона и 8 неутрона) и се освобождава протон (ядрото на водороден атом, един протонен и нулев неутрони). Въглерод-14 е радиоактивен елемент. Неговият полуживот е пет хиляди седемстотин години.

Въглерод-14, който се създава от космическите лъчи, реагира с кислорода и образува въглероден диоксид, който се абсорбира от растенията по време на фотосинтезата. Хората и животните ядат растения и също получават въглерод-14. Относителното съдържание на въглерод-14 спрямо "обикновения" (въглерод-12) в атмосферата остава приблизително постоянно (приблизително 1: 109), а в живите организми съотношението е приблизително същото. Въглерод-14 атоми постоянно се разпадат в азот-14 (и електрон), но нови редовно влизат в тялото. Така пропорцията винаги се поддържа.

Но щом тялото умре, въглеродът престава да влиза в него. И ако по време на смъртта се знае съотношението въглерод-14 към обикновения въглерод, то с времето се променя, тъй като въглерод-14 се разпада (полуживотът е около 5700 години), но „обикновеният“ въглерод не го прави. По този начин, определяйки съотношението въглерод-14 към въглерод-12, използвайки следната формула, можете доста точно да определите възрастта на останките на намерения организъм.

t = [ln (No / Nf) / ln (2)] x t1

Как спят слоновете?

ln е естественият логаритъм, No / Nf е съотношението въглерод-14 в живата тъкан и съдържанието му в пробата, а t½ е полуживотът на въглерод-14 (5700 години). По този начин, ако пробата съдържа само 5% от нормалното съдържание на въглерод-14, получаваме:

ln (1 / 0.05) = 2.996

ln (2) = 0, 693

2.996 / 0.693 = 4.32

4.32x5700 = 24624 (години)

Тъй като полуживотът на въглерод-14 е само 5700 години, такова датиране ще бъде точно само за изкопаеми организми, чиято възраст не надвишава 40-60 хиляди години. Но същия принцип на датиране се прилага и на базата на други елементи - като калий-40 (полуживотът е 1, 3 милиарда години), уран-235 (704 милиона години), уран-238 (4, 5 милиарда години) и т.н. С помощта на датиране на уран-238, геолозите например доста точно определят възрастта на гранитите.

Радиовъглеродното датиране се основава на предположението, че количеството въглерод-14 в атмосферата през последните 40-60 хиляди години остава приблизително постоянно. Всъщност той се колебае и затова може да се изчисли само приблизителна възраст. За да се определи възрастта на пробите с по-голяма точност, е необходимо да се знае съдържанието на въглерод-14 в атмосферата за различни епохи. Тези данни се получават чрез анализ на находки, чиято възраст може да бъде точно определена - например дървета с дървесни пръстени и др.

Единственият проблем е, че за обекти, умрели след 1940 г., когато човечеството откри ядрена енергия, такова датиране би било неточно поради изпускането на радиоактивни вещества в атмосферата.

Методът за радиовъглеродни датировки е предложен през 1950 г. от Уилард Либи. През 1960 г. Либи получава Нобеловата награда за химия за изобретяването на този метод.

Какво е полуживот

Всички атоми на радиоактивни изотопи са подложени на радиоактивен разпад, в резултат на което те се превръщат в атоми на други елементи. Гледайки този конкретен атом, не можахме да определим кога той ще се разпадне. Но ако вземете голям брой такива атоми, можем с увереност да кажем, че половината от тях вероятно ще се разпадат в много определен период от време. Това време се нарича полуживот на радиоактивния изотоп.

Статията е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 5, май 2004 г.). Харесва ли ви статията?

Най-интересните новини от света на науката: свежи открития, снимки и невероятни факти във вашата поща. добре Съгласен съм с правилата на сайта Благодаря. Изпратихме потвърждение на вашия имейл.

Препоръчано

Военните възстановиха танк NI-1 "На страх"
2019
LEGO Group представя 5 нови комплекта, предназначени за годишнината на LEGO Star Wars
2019
Петел в Австралия убил любовница, като си кълвел вените
2019