Радиоуглеродный метод датирования возраста образцов веществ органического происхождения на данный момен является основным для геологии, археологии, палеонтологии. Он применяется достаточно успешно. Основателем метода является Ф.В.Либи, предложивший данный способ датирования образцов в 1946 году. Позже, за радиоуглеродый метод анализа он был награжден Нобелевской премией. Рассмотрим принципы, заложенные в его основу.
Идеи метода опираются на существование в природе нескольких изотопов углерода: стабильных C12 (98,9%), C13 (1,1%) и радиоактивного C14 (1.07*10-10%). Период полураспада углерода-14 составляет 5730 лет, что в геологическом смысле означает весьма быстрый распад. Поэтому если бы этот изотоп образовался в период зарождения планеты, то его следы было бы сейчас найти практически невозможно. Наличие его в любых органических веществах подтверждает существование постоянного процесса образования C14. И такой процесс найден.
Углерод-14 образуется в атмосфере в результате космического излучения (солнечного ветра). В результате бомбардировки нейтронами находящегося в атмосфере в больших количествах азота, происходит реакция синтеза -  обазование радиоактивного изотопа углеродаТак как всякий живой организм находится в процессе непрерывного обмена органики, то соотношение изотопов в живом организме должно примерно соответствовать текущему природному фону. После гибели же существа, такой процесс останавливается, и углерод-14 начинает убывать. Процесс этот случайный, подчиняющийся статистике - в одном грамме углерода, полученного из свежесрубленного дерева происходит в среднем 15.3 распада за минуту. За 5730 лет половина атомов распадется. Таким образом, проанализировав соотношение изотопов углерода в образце органики, можно сделать выводы о примерной дате, когда живое существо погибло.
Определение количества атомов углерода-14 в образце проиизводится следующим образом:
1. образец сжигается, что бы получить чистый углерод
2. измеряется интенсивность излучения бетта частиц в образце
3. по интенсивности излучения делается вывод о текущем количестве атомов углерода-14 в образце
4. вычисляется соотношение изотопов
5. вычисляется период времени, который должен был пройти с момента образования вещества.
Легко понять, что метод даст тем более точные результаты, чем больше исходного вещества уничтожается в результате исследования, и чем больший период времени образец исследуется.
При всей красоте метода, в основе его положено множество допущений:
- предполагается, что количество образуемого углерода не меняется со временем. Это означает, что поток нейтронов в космическом излучении остается неизменным тысячи лет.
- в атмосфере земли не было и нет источников нерегулярного выброса углерода-14/нейтронов.
- соотношение количества изотопов углерода не зависит от географического расположения местности, в которой образовалось вещество.
- соотношение количества изотопов углерода в различных живых организмах соответствует его содержанию в атмосфере
Экспериментальная проверка метода в целом дала большой ряд совпадений с результатами других исследований, хотя и сбои далеко не редки. Достаточно большая погрешность обнаруживается при измерении образцов, возраст которых менее одной-двух тысяч лет либо более 40-50 тысяч. При этом при изучении "молодых" остатков влияние оказывает антропогенный фактор - произведенные взрывы в атмосфере атомных зарядов, увеличивающееся количество выбросов в атмосферу нефтепродуктов, содержащих в себе реликтовый углерод. С древними же останками проблемы заключаются в мизерных количествах оставшегося нераспавшегося углерода-14. Тем не менее, метод радиоуглеродного анализа на сегодняшний день дает весьма адекватную привязку к периоду образования исследуемых веществ.
|
