Top.Mail.Ru
Что такое датировка по углероду-14? | IFLSНаука - ONE HISTORY
skull minding its own business meta



skull minding its own business l

Можно с уверенностью сказать, что развитие радиоуглеродного датирования изменило наше понимание мира. Оно не только произвело революцию в нашем подходе к археологии и антропологии, предложив новое понимание жизни древних народов и культур, но также открыло новые взгляды на геологическое и атмосферное прошлое планеты. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как работает этот важный научный метод и откуда он взялся?

Углерод-14: космические лучи и мертвые существа

Радиоуглеродное датирование, или радиоуглеродное датирование (а иногда и радиоуглеродное датирование) — метод, используемый для определения возраста некоторых объектов биологической природы. Этот новаторский метод основан на естественном распаде одного важного радиоактивного изотопа углерода: углерода-14. Измерив количество углерода-14 в образце, ученые могут с поразительной точностью рассчитать его возраст. Но чтобы понять, как этого добиться, нам сначала нужно знать, как углерод-14 вообще попадает в «вещи» – и ответ во многом связан с космическим пространством.

Когда космические лучи – обычно от Солнца, но иногда и от других небесных тел, таких как далекие взрывающиеся звезды или черные дыры – попадают в атмосферу, они могут сталкиваться с другими атомами и создавать вторичные космические лучи в форме энергичных нейтронов. Эти нейтроны могут затем столкнуться с атомами азота-14, которые, в свою очередь, станут атомами углерода-14 (и атомами водорода). Атомы углерода-14 затем соединяются с кислородом, образуя углекислый газ, который поглощается растениями и включается в них посредством углеродного обмена (фотосинтеза). Животные (включая людей) затем поедают растения и поглощают углерод-14 в свои тела.

Таким образом, все животные, в том числе ты и яимеют небольшой, но постоянный процент атомов углерода-14 в нашем организме, наряду с атомами углерода-12, которые составляют подавляющую часть нашего содержания углерода, и углеродом-13.

Углерод-14 «является самым редким из трех встречающихся в природе изотопов углерода». Доктор Маартен Блаувдиректор 14ХРОНО ЦентрОб этом сообщил IFLScience. «[I]В живых тканях, таких как листья растений или человеческие зубы, только около 1 из миллиона миллионов атомов углерода будет [Carbon-14]»,

На протяжении всей жизни мы накапливаем большое количество углерода в нашем организме, но когда мы умираем, этот процесс прекращается. Со временем углерод-14 начинает распадаться, в то время как углерод-12 и 13 остаются постоянными.

Углерод-14 «является нестабильным радиоактивным изотопом углерода», добавил Блаув.[O]со временем он распадется обратно на азот. Скорость этого распада известна и постоянна; Было обнаружено, что его средняя продолжительность жизни составляет около 8033 лет. Это удобно, потому что пока живые организмы будут поглощать [Carbon-14] через их метаболизм; как только они умирают, они больше не пополняют запасы углерода, и содержание радиоуглерода в их тканях начинает распадаться, пока примерно через 50 000 лет его невозможно будет измерить. [Carbon-14] осталось.»

Это ключ к радиоуглеродному датированию и то, что делает его таким полезным для понимания прошлого.

Подсчет свидетельств из прошлого

техника Впервые был разработан в Чикагском университете в конце 1940-х годов Уиллардом Либби, профессором химии и бывшим исследователем Манхэттенский проект. Ранее в этом десятилетии другие исследователи обнаруженный изотопы углерода-14 и заметил, что они имеют период полураспада примерно 5730 лет. Это означает, что через 5730 лет половина первоначального числа атомов углерода-14 в образце распадется и превратится обратно в азот (вот удобное визуальное представление процесс распада предоставлено доктором Блаувом). Либби пришла к выводу, что если подсчитать количество углерода-14 в образце, то можно будет определить его возраст по тому, сколько из них распалось с тех пор.

В течение следующих нескольких лет Либби и ее коллеги опубликовали идеи о потенциале радиоуглеродного датирования и продолжали совершенствовать свои мысли. Одно ключевое открытие пришло от его аспиранта, Эрнест К. Андерсонкоторый обнаружил, что органические материалы содержат примерно одинаковое количество углерода-14 на всех широтах планеты.

Проведя всю эту работу, Либби и его коллеги приступили к разработке первого метода использования углерода-14, проверив его на артефактах из музейных коллекций. Это означало, что команда могла установить точность метода, поскольку археологи уже знали возраст этих объектов с помощью других доказательств, таких как датировка по годичным кольцам (Дендрохронология). Излишне говорить, что это сработало, и к 1960-м гг. техника работал в более чем 30 радиоуглеродных лабораториях по всему миру. Сегодня это по-прежнему один из наиболее важных методов датирования прошлого.

Его «[v]«Очень важно», — объяснил Блаау, — «радиоуглеродное датирование — наиболее часто используемый инструмент для датировки материала ок. 50 000 лет назад, период, полный важных событий в окружающей среде прошлого, а также в развитии человечества».

По словам Блаау, каким бы мощным ни был этот новый инструмент, он был довольно медленным. «Изначально измерялись сами события распада радиоуглерода. Это потребовало большого количества материала и длительного времени подсчета от недель до месяцев. С 1990-х годов метод подсчета [carbon-14] Сами атомы, полученные с помощью масс-спектрометрии на ускорителе, стали более популярными».

«Радиоуглеродный возраст теперь можно измерять за минуты и на гораздо меньших образцах, вплоть, например, до отдельных семян».

«Радиоуглеродная революция»

Радиоуглеродное датирование оказало огромное влияние на археологические и геологические науки. До того, как эта техника была разработана, попытки датировать объекты основывались на относительные факторы, например, сравнение слоев археологического памятника, на котором что-то было обнаружено, с предположением, что слои были расположены в хронологическом порядке. Этот подход просто устанавливал порядок событий, а не предлагал точное измерение их возраста.

Но появление радиоуглеродного датирования изменило ситуацию – и тем самым помогло опровергнуть различные устоявшиеся, но ошибочные убеждения. Например, оно опровергло идею о том, что цивилизация зародилась в Европе, а затем распространилась за ее пределы. Исследование артефактов из Азии, Африки, Америки и Океании показало, что цивилизация развивалась независимо в разных местах. Не тратя много времени на определение возраста артефактов, археологи теперь смогли задать новые вопросы об эволюции и культуре человека в доисторические эпохи.

Другие дисциплины также извлекли выгоду из этой техники. В частности, геологи, седиментологи и исследователи озер использовали методы радиоуглеродного датирования. Кроме того, палеоботаники и палеоклиматологи могут использовать его для датировки таких вещей, как пыльца, обнаруженная в отложениях, а также другие следы растительного материала или древесного угля. К точно датируя эти образцы, они могут использовать эту информацию для установления возраста коррелирующих слоев в других местах.

Очевидно, что, несмотря на свою мощь, радиоуглеродное датирование имеет свои ограничения. Наиболее очевидным является жесткий предел датировки объектов возрастом более 50 000 лет. Это связано с тем, что любое содержание углерода-14 в таких артефактах будет слишком низким, чтобы их можно было использовать.

Но есть и другие ограничения.

Еще одно ограничение связано с выбором правильного источника углерода, подлежащего измерению. Как объяснил Блаув: «[o]Часто образцы будут содержать смеси источников углерода, например, старый деревянный предмет из музея мог быть обработан маслами, чтобы сохранить его, и тогда нам придется попытаться отделить древесину от масел, чтобы углекислый газ. датируйте само дерево».

Этот вопрос о загрязнении имеет большое значение, «особенно для образцов, возраст которых достигает 50 000-летнего предела радиоуглеродного датирования — поскольку в таких образцах остается лишь очень небольшое количество радиоуглерода, загрязнение даже незначительными количествами современного углерода может серьезно исказить дату. Например, кость динозавра возрастом 65 миллионов лет, содержащая всего 1 [percent] современное загрязнение углеродом приведет к радиоуглеродному возрасту около 37 000 лет. [carbon-14] годы!»

Чтобы решить эту проблему, археологи и другие исследователи пытаются оценить «последствия любого фонового загрязнения, измеряя не только сами образцы, но также стандарты и фоновые образцы».

Единственный раз, когда исследователи попытаются датировать что-то, что, как известно, старше предела, — это установить фоновые измерения.

Ответ на критику креационистов

Важно четко понимать, как работает радиоуглеродное датирование, поскольку в последние годы некоторые креационисты и сторонники молодой Земли полагались на плохое понимание методов радиоуглеродного датирования, а также на неправильную интерпретацию оригинальной работы Либби, чтобы привести доводы в пользу хронологии, соответствующей библейским принципам. Священное Писание. Однако существуют твердые объяснения о том, почему креационисты все запутали.

В частности, утверждения о том, что древние окаменелости содержат следы углерода-14, использовались для того, чтобы предположить, что некоторые экземпляры, появившиеся до библейского повествования, на самом деле намного моложе, чем они есть (что-то вроде динозавров во время Потопа). Однако, как объяснил Блаув, заразиться чрезвычайно легко. Бета-излучение, вызванное космическими лучами, тип излучения, который превращает азот-14 в углерод-14, составляет большую часть естественного фонового излучения, окружающего нас во все времена. Таким образом, невозможно полностью исключить его из лаборатории, где он может сделать более старый артефакт или окаменелость моложе.

Есть много других критика от молодых землян, которые были объяснены экспертами, работающими в настоящее время в этой области. Вопреки их заявлениям, доказательства радиоуглеродного датирования и его точности чрезвычайно убедительны. Похоже, их возражения основаны на цитировании других авторов-креационистов, которые цитируют одно и то же первоначальное недоразумение.

Будущее ради прошлого

Сегодня радиоуглеродное датирование остается мощным и широко используемым инструментом для определения возраста исторических объектов или событий. Исследователи все чаще находят новые способы усовершенствовать свои методы и устранить загрязнения.

«[W]У нас есть печь, в которой мы можем нагревать различные температуры, а затем изолировать и измерять углерод, выделяющийся при разных температурах, — сказал Блаау. — Это дает нам лучшее понимание различных источников углерода в более сложных образцах. Лаборатории также испытывают новые методы химической предварительной обработки, чтобы лучше избавиться от загрязнений».

Очевидно, что археологи и другие ученые осознают ограничения, окружающие их работу, но это не те проблемы, которые креационисты любят себе представлять. Как и во многих других случаях, доказательства есть, вам просто нужно знать, как на них смотреть.

Все «разъясняющие» статьи подтверждены проверяющие факты быть верным на момент публикации. Текст, изображения и ссылки можно редактировать, удалять или добавлять позднее, чтобы поддерживать актуальность информации.



Source link

От admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *