
精确约会或确定对象的年龄的能力可以教我们地球形成,帮助揭示过去的气候,并告诉我们人类的生活时间。那么科学家如何做到这一点?
放射性碳年代
专家说,放射性碳年限是迄今为止最常见的方法。该方法涉及测量碳-14的数量,一种放射性碳同位素 - 或版本原子具有不同数量的中子。碳14在环境中无处不在。英格兰牛津大学的考古学家兼放射性碳约会专家托马斯·海姆(Thomas Higham)说,在大气中形成高度之后,植物将其呼吸并呼吸。
Higham告诉Live Science:“活着的一切都可以实现。”
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碳最常见的形式具有六个中子,但碳14额外有两个。这使同位素比最常见的碳形式更重且稳定得多。因此,几千年后,碳14最终崩溃了。它的中子之一将其分成质子和电子。当电子逃脱时,质子仍然是原子的一部分。一个较少的中子和另一个质子,同位素衰减氮。
当生物死亡时,他们停止服用碳14,体内剩下的数量开始了放射性衰减的缓慢过程。科学家知道,给定数量的碳-14衰减的一半需要多长时间 - 一段时间称为半衰期。这样一来,他们就可以通过测量剩余的碳-14与碳-12的比例来测量有机物质的年龄(无论是动物皮肤还是骨架,灰烬还是树环),并将该数量与碳-14半寿命进行比较。
碳14的半衰期为5,730年,非常适合想要研究过去50,000年历史的科学家。 Higham说:“这基本上涵盖了人类历史的真正有趣的部分,农业的起源,文明的发展:所有这些事情都发生在放射性碳时期。”
然而,宾夕法尼亚州立大学放射性碳实验室的助理研究教授布伦丹·卡里顿(Brendan Culton)说,比碳14年龄较大的物体损失了超过99%的碳14,却几乎没有发现。对于较旧的物体,科学家不使用碳-14作为年龄的量度。取而代之的是,他们经常寻找环境中其他元素的放射性同位素。
铀thorium Lead的约会
对于世界上最古老的物体,铀- 钍- 带领约会是最有用的方法。海姆说:“我们用它来约定地球。”虽然放射性碳年限仅对曾经活着的材料有用,但科学家可以使用铀thorium-Lead约会来测量岩石等物体的时代。在这种方法中,科学家测量了各种不同放射性同位素的数量,所有这些放射性同位素都腐烂成稳定的铅形式。这些单独的衰减链始于铀238,铀235和Thorium-232的分解。
犹他州大学地质学家塔米·里滕(Tammy Rittenour)说:“铀和th是如此大的同位素,它们在接缝处爆裂。它们总是不稳定的。”这些“父母同位素”在铅作为铅之前,每个同位素都在不同的放射性同位素中分解。这些同位素的半衰期不同,从数天到数十亿年。环境保护局。就像放射性碳年限一样,科学家计算了这些同位素之间的比率,将它们与各自的半衰期进行了比较。使用这种方法,科学家能够与有史以来最古老的岩石约会44亿年前的锆石水晶在澳大利亚发现。
发光日期
最后,另一种约会方法告诉科学家,不是一个物体的年龄,而是最后一次暴露于热或阳光时。这种称为发光约会的方法受到了过去一百万年来研究景观变化的地理科学家的青睐 - 他们可以使用它来发现何时形成或撤退的冰川,并在山谷上沉积岩石。或者,当洪水在河流上倾倒沉积物时,Rittenour告诉Live Science
当将这些岩石和沉积物中的矿物埋葬时,它们会暴露于周围沉积物发出的辐射。这种辐射将电子从其原子中踢出。一些电子落入原子中,但另一些电子陷入了周围原子原子网络中的孔或其他缺陷。它需要第二次接触热或阳光才能将这些电子击回其原始位置。这正是科学家所做的。他们将样品暴露于光中,当电子掉回原子中时,它们会发出热量和光,或发光信号。
Rittenour说:“掩埋物体的时间越长,暴露于辐射的时间就越多。”她说,从本质上讲,暴露于许多辐射的长期燃烧的物体将有大量的电子被撞倒,当它们返回原子时,它们会散发出明亮的光线。因此,发光信号的量告诉科学家将物体埋葬多长时间。
约会对象不仅对了解世界的时代以及古代人类的生活很重要。法医科学家使用它来解决从谋杀到艺术伪造的犯罪。 Higham说,放射性碳的约会可以告诉我们高葡萄酒或威士忌已经老化了多长时间,因此是否已经伪造了。 “有各种不同的应用程序。”