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2022-08-15
大氣中日益增多的二氧化碳,可能影響碳定年法的準確度
488 期
Author 作者
編譯|羅億庭
同位素
碳
碳-14
有機物
炸彈碳
二氧化碳
碳定年法
空氣中有多種碳的同位素,其中以碳-12(
12
C)最為常見,另外也有少量因宇宙射線與地球大氣之間的相互作用而產生的碳-14(
14
C)。由於生物活著會吸收碳-12與碳-14,再加上碳-14具有放射性且會以衰變週期5700年在自然界中穩定衰變,因此測量有機物體裡面含有多少比例的碳-14,科學家就可以訂定一些古物如貝殼、骨頭、木材的年齡。通常碳-14的量愈少,此有機物的年齡就愈老,目前此定年方式約可以測定55000年內的古物年齡。
然而,在1952∼1962年間,許多國家進行核武器試驗釋放出了大量的「炸彈碳」,使得空氣中的碳-14含量快速增加一倍。也是從那時開始,碳-14逐漸被生物和海
洋吸收;同一時間,化石燃料的燃燒也不斷地釋放出僅含有碳-12的二氧化碳氣體。截至去(2021)年為止,炸彈碳與二氧化碳這兩種效應在北半球已正式相互抵消,這表示現代材料中的碳-14比例將與工業時代前相同。但由於不含碳-14的化石燃料仍會持續燃燒,因此碳-14存在於空氣中的比例相對來說會變少、更接近過去的環境條件,而這可能會導致現代的物品在使用碳定年法測定時,看起來就像20世紀初的物體。
倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的化學物理學家格雷文(Heather Graven)預測,到了2050年空氣中碳-14的比例將與中世紀(5世紀∼15世紀之間)相似;而英國貝爾法斯特女王大學(Queen’s University Belfast)的放射性碳定年專家雷默(Paula Reimer)也表示,這種趨勢很快就會讓人難以判斷某些古文物究竟是擁有1000年歷史,還是它根本就是來自現代的文物。
雖然在進行考古時,研究者通常還會搭配其他關於文物出處的線索,但一些來自歷史墓地或是身分不明的人類遺骸上,就很可能缺乏這些訊息。這也意味著法醫將不再能夠使用碳定年法來確定象牙、古董、葡萄酒等材料的年代,維也納大學(University of Vienna)考古學家海厄姆(Tom Higham)也認為,這將會加深未來檢測贗品、取證工作的難度。
即便研究人員很早就知道碳定年法總有一天會無法使用,但不斷增加的二氧化碳排放量加速了此進程。因此在接下來的幾十年中,碳-14的衰變量將不再是判斷文物年代的依據,研究人員也必須找出其他技術或同位素來進行定年。
(123RF)
新聞來源
Jones, N. (2022, July 27). Carbon Dating Hampered by Rising Fossil-Fuel Emissions.
Nature
.
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