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碳十四測年法的原理是什麼?  

2010-09-08 06:32:54|  分类: 考古方法 |  标签: |举报 |字号 订阅

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碳十四測年法的原理是什麼?黃國恩

當人們看見一件很古老的東西,最常見的疑問是「這是幾年前的東西」?考古學家和你一樣,也很想知道古物到底有多古老。隨著科技的日新月異,考證年代的技術越來越多,也越來越精確,但是在諸多的方法之中,以「碳十四測年法」最為普遍。

它的原理是運用生物體死亡之後,體內碳十四遞減的速率來推估年代。自然界中存在三種碳的同位素,分別為碳十二、碳十三及碳十四,其中以碳十二所佔的比例最高(98.9%),而碳十四的比例則極少(10-10%),此外,碳十四具有放射性,會逐漸蛻變成非放射性的氮十四,蛻變的速率為約每5730年減少一半,我們稱這種遞減的速度為「半衰期」,而考古學家就是根據碳十四的「半衰期」計算年代。

碳十四與氧結合成二氧化碳,散布在大氣之中,生物體藉由呼吸或光合作用,隨時補充蛻變掉的碳十四,且與大氣中的碳十四維持恆定。但是一旦生物體死亡,體內的碳十四無法補充,每隔5730年就會減少一半,所以只要我們能測出死亡的生物體內(例如骨頭、木炭、貝殼、穀物)殘存的碳十四濃度,就可以推算出生物體於何時停止補充碳十四,也就是生物體已死亡多久的時間。不過,碳十四測年法有其限制,一般來說,當所測定的標本年代超過五萬年,這個方法就不大適用了。

其實,碳十四測年法所測得的年代未必精準,還須藉由「樹輪校正法」來修正。碳十四測年法是假定地球上碳十四的濃度永遠恆定,但是事實上碳十四的濃度依時代而不同,因此以已知年代的樹木年輪標本做碳十四的年代測定,再比較兩種年代數據的距離,畫出校對曲線,如此可以將碳十四所得的年代換算成真實的年代。

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