碳14测年

听起来很神奇，其实这是一种正错的自然现象，这种放射性物质就是碳14（14C）。碳14进入动植物体内是一个曲折的过程，这个过程就叫“全球碳循环”，或“生物圈碳交换”。

碳有好几种同位素，碳12和碳13都很稳定，唯独碳14具有放射性。

它每5730年衰减为原来的一半，这就是它的“半衰期”。

碳14的形成归咎于宇宙射线。

C元素的不同同位素在地球的丰度

在大气中，宇宙射线粒子经过多次碰撞，形成了慢中子，它们与大气氮原子相互作用后，氮原子放出一个质子，就变成了碳14。

碳14不断在大气中形成，它们经过与氧结合，形成二氧化碳，碳14就以二氧化碳的形式进入了“ 全球碳循环”。

当动植物呼吸，或者动物吃植物时，都会吸收其中的碳14，碳14就在动植物体内储存起来，最后达到了平衡。

动植物死亡后，呼吸停止，吃植物的行为也停止，与生物圈的碳交换也就停止了。

于是，死去动植物体内的碳14不再维持平衡量，碳14因其放射性开始减少，即每5730年减少一半，因此，从体内残存的碳14含量，就可以推测动植物体内碳14开始减少的时刻，由此推断死亡的时间。

然而动植物体内碳14的存量有限，用这种方法只能推测到6万年的时间。

碳14测年的方法最早是由美国化学家威拉得·利比（Willard Libby）等人发现的。

威拉得·利比（1908.12.17-1980.9.8） | 来源：Wikipedia

1949年12月23日，利比的研究结果发表在《自然》杂志中。

利比所开创的碳14测年法由于其简便和准确性，很快地引起了考古学和地质地理学界的注意。

由于这成果，利比获得了1960年的诺贝尔化学奖。

本文转载于《科学历2018科学史上的今天》，由科学π工作室编著，清华大学出版社出版。