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活动预告 >> 凯美瑞-人类的碳排放是怎么打乱考古学的

西班牙圣安娜窟窿考古开掘

大多数关于人类碳排放的评论都围绕着温室效应和气候改变的影响。你知道碳排放还有其他影响吗?有些人乃至或许了解海洋酸化。例如,二氧化碳浓度的添加会使更多的气体溶解并添加海洋的酸度。并且考古学家进行研究的办法也或许因而而被推翻。

一种常用确实定有机物质时代的办法是依据环境中碳的不同类型(同位素)来测定。它答应对至少有100年前史、最高可达5万年的有机物质进行时代测定。你或许现已知道了它便是碳定年法或碳14定年法。因为咱们每年在大气中排放9.000.000.000吨碳,导致不同碳同位素的天然平衡被歪曲,从而影响了这种碳时代测定办法的精确性。

下面我将概述碳时代测定法的原理,咱们的碳排放对考古学的影响

碳同位素的天然平衡

原子有质子、中子和电子构成。因为元素的类型是由质子的数量决议的,所以同一元素的不同原子之间能够存在不同的品种,这些品种被称为同位素。例如,碳有6个质子,原子的均匀分量是12.0107。就均匀而言,核中还有6个中子。也或许含有更多的中子,例如7或8个。中心中有7个中子的同位素仍然是安稳的,可是有8个中子的碳原子就具有放射性,会发作衰变。这个原子的分量为14 (8个中子+ 6个质子),因而被称为 14C (C-14)。这14C的半衰期为5700 (+- 30)年,意味着50%的14C将在大约5.700年内衰变为氮(14N)。

因为14C是一种不安稳的同位素,所以在天然界中不会很多的存在。可是,在9至15公里高度的大气中,世界辐射与现有的氮原子相互作用,将14N持续转变为14C。再加上14c持续衰变回到14N,这样就会导致14C浓度与安稳12C浓度之间的天然平衡。每万亿12C原子大约有一个14C原子。

碳14衰变和生成的凯美瑞-人类的碳排放是怎么打乱考古学的物理学:①表明14N和世界辐射发作14C, ②表明14C的放射性衰变,③表明不同同位素的近似浓度。

从这种平衡中得出年纪

与碳14的衰变速率比较,大气中的气体粒子反应得速度相对较快。因而,假设一个分量为14的碳原子与一个氧原子反应生成二氧化碳,然后被一个有机体吸收,那么咱们就能够假定这个有机体体内的14C和12C的平衡与大气中的相同。在有机体的整个生命周期中,它们都在与环境交流碳,其平衡就简直等同于大气的平衡。

当有机体逝世时,它就中止与环境交流碳原子。只要14C的衰变还在持续发作。假定你在地下深处发现了一块不知道时代的木头。你能够丈量碳14原子的放射性辐射。假设你发现这种辐射只要大气中14C浓度的一半,那么你就能够揣度这块木头现已有5.700年的前史了。请注意,你丈量的年纪是有机体中止与环境交流碳的年纪!所以这也是有机体逝世的时刻。

4c浓度的天然动摇

纵观前史,许多活动影响了14C的平衡。例如,在地球磁场较弱或太阳活动增强的时期,更多的世界辐射能够抵达大气层,更多的N14能够转化为14C,这或许导致对碳年纪的过高或过低测定。举个比如阐明一下:假设世界射线是本来的两倍,14C的浓度也是本来的两倍。在这个时期逝世的树,其放射性活动与5。700年后正常状况下逝世的树相同。正因为如此,因为世界活动的动摇,这棵树被丈量的年纪要比实践年纪小5.700岁。在大气中14C浓度较低的时期,状况也正好相反。

为了处理这个问题,人们创建了曲线来批改这些动摇。他们设法获得了已知年纪的物质(如年轮)的精确14c浓度,并构建了校准图。

校准成果的改变。在Y轴上,依据当时的14c活动和5700年的稳定半衰期丈量年纪。五颜六色线条表明某一年纪段的概率,这三个比如都是持平的。经过将丈量的年纪投影到曲线上,您能够在X轴上读取丈量值的校准日历年纪。很明显,依据采样时的大气条件,校准后的年纪会发作明显改变。

假设稳定浓度的凯美瑞-人类的碳排放是怎么打乱考古学的14c存在于大气中,咱们估计的直线为45度,估计碳年纪与测得的碳年纪相同。忽然削减14C浓度会导致校准曲线变平。

人类怎么影响碳时代测定

咱们一般焚烧的化石燃料,是碳排放的首要部分,实践上也是有机化合物。当咱们以二氧化碳的方式开释这些碳原子时,咱们会强力稀释14C的浓度。在曩昔的50年里,咱们的二氧化碳排放量添加了近30%(从1960年的320ppm添加到2018年的410ppm)。这将导致校准曲线变平缓碳衰变日期的不确认性。

怎样了解这一点呢?当生物体逝世时,14C浓度因衰变而下降。可是当大气中的14C浓度也下降时,就很难分辨出生物体何时中止与环境交流14C。假设14C的下降速度和衰变速度相同快,乃至不或许确认它何时中止与环境交流碳。

希瑟D格雷文(Heather D.Graven)对这一问题的专门研究确认,假设依照这一速度,2050年笑傲江湖之林家大少有机物质将呈现1.000年的前史,凯美瑞-人类的碳排放是怎么打乱考古学的相当于每年30年的老化速度。因而,在大气中,14C下降的速度比仅仅是衰变起作用时的速度要快

大气14C浓度下的无线电碳年纪观测和模型丈量。

定论

相同风趣的是,人类活动也从另一个方向影响了这一现象。因为核弹和核试验,生成了更多的类似于世界射线的能量。依据文献记载,大气中14C的浓度在1950年到1960年间简直翻了一番。可是因为碳循环有很大的下沉量,这个峰值在几十年后下降了,

虽然碳时代测定法十分受欢迎,但它并不是测定物质时代的仅有办法。还有许多其他同位素能够用于丈量物质,并非一凯美瑞-人类的碳排放是怎么打乱考古学的切的时代测定技能都需求同位素。可是在现在的趋势下,当丈量这个时代的物体时,碳时代测定好像现已体现得不精确。走运的是,咱们生活在一个充溢信息的社会里,至少对未来的考古学家来说,还有其他办法能够确认某样东西的年纪。



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