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碳14年代測定法

 

歷史、人類學和考古學是三個截然不同但又密切相關的知識體系,它們通過人類的過去告訴人們他的現在。 歷史學家可以說出哪些文化在不同地區蓬勃發展以及何時瓦解。 人類學家可以描述一個人的身體特徵、文化以及環境和社會關係。 另一方面,考古學家提供某種人工製品的真實性證明或揭穿歷史或人類學的發現。

 

考古學無疑像其他科學一樣豐富了人類的歷史。 考古學已經成功解開了人類未成文的過去的很大一部分。對普通人來說,研究過去人類生活和活動的物質遺骸可能並不重要或令人興奮。 但考古學了解人類的目標是一項崇高的努力,不僅僅是發現埋藏的寶藏、收集信息和確定事件發生的時間。 了解是什麼讓過去的文化不復存在,可以提供確保歷史不會重演的關鍵。

 

我們經常聽到考古學家使用碳14年代測定法來估計人類遺骸或歷史文物的年齡。 那麼,什麼是碳14年代測定法?

 

放射性碳測年概念

 “碳十四斷代法”或者“碳14年代測定法(Carbon-14 dating)”, 又稱放射性碳定年法(Radiocarbon dating),是利用自然存在的碳14同位素的放射性定年法,用以確定原先存活的動物和植物的年齡的一種方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

當植物活著時,它們通過光合作用吸收碳。 動植物一生中都在不停吸收碳-14(植物的光合作用、動物攝食)和消耗碳-14(呼吸作用、衰變),達到動態平衡。因此,生物體在活著的時候碳-14的豐度(含量)是維持不變的。 碳由三種同位素組成。 最豐富的碳 12 在大氣中保持穩定。 另一方面,碳 14 具有放射性,隨著時間的推移會衰變成氮14。 每 5,730 年,碳 14 的放射性就會衰減一半。

 

該半衰期對於放射性碳測年至關重要。 由於碳 12 不會衰變,因此它是衡量碳 14不可避免的消亡的一個很好的基準。 碳14同位素發出的放射性越少,它的年代就越久遠。 由於動植物在開始衰變時停止吸收碳 14,因此留下的碳14 的放射性揭示了它們的年齡。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

放射性碳定年法由時任美國芝加哥大學教授威拉得·利比(Willard Frank Libby)發明,威拉得·利比因此獲得1960年諾貝爾化學獎。

 

局限性

碳14年代測定法有局限性:

  • 樣品可能會被其他含碳材料污染,例如一些骨頭周圍的土壤或含有動物膠的標籤。
  • 使用放射性碳分析無法對無機材料進行測年,而且該方法可能非常昂貴。
  • 年齡也是一個問題:由於碳 14 的含量微乎其微,因此年齡超過約 40,000 年的樣本極難確定年代。 超過 60,000 年的歷史,它們根本無法確定年代。

 

姚恩崇         亞太文博總會教育顧問