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考古测年的主要方法,碳十四测年法准确吗 [复制链接]

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碳14定年法

在考古界有一个神器,那就是C-14定年法,C-14是什么?它为什么能够测定文物的年龄?要了解这些,我们首先要知道一个名词,那就是“放射性半衰期”。

放射性半衰期是指放射性元素,自发地从原子核内部,发射出粒子或者射线,同时释放出能量。放射性核素因衰变而减少到原来的一半所需要的时间,就是半衰期。C-14之所以能够测定文物年龄,就是因为这个半衰期。

在年,人们发现宇宙射线可以作用于空气中的氮,从而产生一种不稳定的C-14。C-14与空气中的氧结合,会成为植物光合作用所需要的二氧化碳(CO)。二氧化碳和水通过光合作用结合,生成有机物。

动物摄取能量,吃掉植物,这样C-14就进入到动物体内,随后动物对食物进行分解,通过呼吸作用排出水和二氧化碳,这样C-14通过动植物的呼吸作用和光合作用,进入到整个生物圈。

由于C-14极其不稳定,它会放射出β射线,从而衰变成稳定的氮-14。这样,C-14是由宇宙射线轰击氮-14而来,而C-14又会通过释放β射线的方式变成稳定的氮-14。

C家族

通过观察计算,人们发现C-14的产生速度与它的衰变速度几乎相等。这其实是一种平衡,这种平衡使C-14在整个碳家族里含量比例保持不变,因为在碳的同位素中,除了有C-14,还有C-12,C-13。

这其中C-12和C-13都比较稳定,我们自然界中的生命体都是碳基生物,组成生命体的碳都是C-12,C-13,而C-14含量非常低。

地球上的碳主要以C-12的形式存在,大概能占到碳总量的99%,C-13能占大概1%,而C-14的含量几乎可以忽略不计。

C-14的含量虽然很小,但却非常有用。在年的时候,人们开发出了C-14定年技术。这项技术的原理就是一切生命体都由碳组成。在它们活着的时候,都进行呼吸作用,它们都吸收碳。当它们生命结束时,碳的含量不再增加。

碳在自然界中的C-12,C-13,C-14,它们的比例固定。C-12,C-13是稳定结构,它们不会因为时间的推移而减少。但C-14会,它会衰变成氮-14。通过半衰期的测定,人们就会了解文物的大致年龄,但这里有一个问题,那就是C-14定年法只对有机物有用,对于其他的无机物无用。

举个例子,在意大利都灵有个著名的文物,那就是耶稣的裹尸布。相传当年耶稣被钉死在十字架上,有一个门徒为其收尸,将其用亚麻布包裹下葬,没多久,耶稣的坟墓被挖开,尸体不见踪影,只留下一块裹尸布。

这块裹尸布一度消失,后来在年出现在法国,年,被当作圣物送到了意大利都灵,裹尸布失而复得,人们一度怀疑他的真假。

年,三家专业机构对裹尸布进行了C-14测定,结果发现裹尸布所用的亚麻布原料来源于年左右,也就是说年出现的这块裹尸布是一件赝品。

C-14定年法只对有机物适用,而亚麻布就是有机物,所以整个测量是有效的。

C-14除了可以定年,也被用作示踪剂,就是运用它的放射性,进行跟踪检测。

人工尿素

在年,人们合成了尿素,这是一个划时代的发明,一百年后,人工合成尿素与C-14结合,催生了一种全新的检测手段。

幽门螺杆菌是一种寄生在人体胃内的微生物,它能引起胃炎,消化道溃疡甚至是胃癌。

幽门螺杆菌

幽门螺杆菌的感染率非常高,在发展中国家的感染率为80%,发达国家占比为40%,我们国家的感染率大概在50%左右。

这么高的感染率,我们该如何检测呢?目前的方法主要有插胃镜、抽血化验和C-14吹气检验。

C-14吹气法,简单,方便,快捷,只需要空腹服下一粒C-14尿素胶囊,静坐一段时间,随后进行吹气检测就可以了。

它的原理是,在幽门螺杆菌中含有一种尿素酶,这种霉可以分解尿素,从而产生二氧化碳,二氧化碳被血液吸收,经过肺排出体外。

这种被排出的二氧化碳中含有C-14,C-14具有放射性,所以能够被检测出来。

C-14除了可以检测幽门螺杆菌,还能检测农药残留,所用到的方法,也是将C-14加入到农药中,通过它的放射性对农药残留进行检测。

C-14的半衰期为年,由于这个半衰期过短,所以用C-14定年法,只能测定死亡期不足4万年的有机物。

碳14定年法准吗?为什么考古界都用碳十四定年?

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