Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ carbon-14

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ carbon-14 ước tính tuổi của vật liệu hữu cơ bằng cách đo lượng carbon-14 còn lại, một đồng vị phóng xạ phân rã với tốc độ đã biết sau khi sinh vật chết.

Definition

Một phương pháp định tuổi theo niên đại học xác định tuổi của các vật liệu chứa carbon có niên đại khoảng 50.000 năm bằng cách đo sự phân rã của đồng vị phóng xạ carbon-14 so với carbon ổn định.

Scope

Chủ đề này bao gồm các nguyên tắc sản xuất và phân rã carbon-14, các giả định và giới hạn của phương pháp, lựa chọn và nhiễm bẩn mẫu, đo lường bằng phương pháp thông thường và phổ khối gia tốc (AMS), và hiệu chuẩn tuổi carbon phóng xạ sang năm dương lịch bằng cách sử dụng các đường cong được quốc tế công nhận và mô hình hóa Bayes.

Core questions

• Carbon-14 hình thành, đi vào sinh vật và phân rã sau khi chết như thế nào?
• Những vật liệu nào có thể được định tuổi và sự nhiễm bẩn ảnh hưởng đến kết quả như thế nào?
• AMS khác với đếm thông thường như thế nào?
• Tuổi carbon phóng xạ được hiệu chuẩn và mô hình hóa thành ngày dương lịch như thế nào?

Key theories

Đồng hồ phân rã Carbon-14

Phát hiện của Libby rằng các sinh vật sống cân bằng với carbon-14 trong khí quyển và, một khi chết, mất đi carbon-14 thông qua phân rã phóng xạ với chu kỳ bán rã cố định, cung cấp một đồng hồ cho các di vật hữu cơ.

Hiệu chuẩn và mô hình hóa niên đại Bayes

Sự kết hợp giữa tuổi carbon phóng xạ đo được với các đường cong hiệu chuẩn và thông tin địa tầng trước đó, sử dụng thống kê Bayes để tạo ra các ước tính ngày dương lịch chính xác hơn.

History

Willard Libby đã phát triển phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ carbon-14 vào cuối những năm 1940, và đã giành giải Nobel Hóa học năm 1960. Phương pháp này được tinh chỉnh nhờ phát hiện ra rằng năm carbon phóng xạ khác biệt với năm dương lịch, thúc đẩy việc hiệu chuẩn bằng vòng cây, và lại được biến đổi nhờ phổ khối gia tốc, cho phép định tuổi các mẫu miligam và sự phổ biến của mô hình hóa niên đại Bayes.

Debates

Hiệu ứng hồ chứa và độ tin cậy của mẫu

Các hiệu ứng hồ chứa biển, nước ngọt và các hiệu ứng hồ chứa khác, cùng với sự nhiễm bẩn và vấn đề 'gỗ cũ', làm phức tạp kết quả carbon phóng xạ và thúc đẩy tranh luận về việc vật liệu và xử lý sơ bộ nào mang lại niên đại đáng tin cậy.

Key figures

• Willard Libby
• R. E. Taylor
• Christopher Bronk Ramsey

Seminal works

• libby1955
• taylorbar2014
• bronkramsey2009

Frequently asked questions

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ carbon-14 có thể được sử dụng trên những gì?

Nó hoạt động trên các vật liệu từng chứa carbon sống, chẳng hạn như than củi, gỗ, xương, vỏ sò và tàn tích thực vật, thường có niên đại lên đến khoảng 50.000 năm.

Tại sao các niên đại carbon phóng xạ được đưa ra với một khoảng cộng hoặc trừ?

Phép đo có sự không chắc chắn về mặt thống kê và hiệu chuẩn bổ sung thêm sự phân tán, vì vậy các niên đại được báo cáo dưới dạng một khoảng xác suất của năm dương lịch chứ không phải là một năm duy nhất.