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C14是如何用来鉴定时间的

2024-09-07科学

C14碳测年法是伪史派们经常提起来的一个考古测试方法,不过可以肯定的是,这个方法不是伪史派发明的,而是伪史派「名义上的死对头」西方人发明的,为什么是名义上的呢,因为伪史派列举的证据大部分来自于西方人的言论,有谁见过伪史派拿中国古籍来说明他们的观点的呢?一个都没有。原因就是,他们更相信西方人的言论。无论如何,让我们来看看这个C14是如何断定时间的。

C14碳测年法是由芝加哥大学化学教授、前曼哈顿计划科学家威拉德·利比于 20 世纪 40 年代末发明的。利比的研究建立在马丁·卡门 (Martin Kamen,博士,36 岁) 和萨姆·鲁本 (Sam Ruben) 的研究成果之上,后者于 1940 年发现了碳-14 同位素。碳-14 的半衰期约为 5,730 年。这意味着样本中的一半原子会在这段时间内转变为其他原子,这一过程称为「衰变」。

1946 年,利比在【物理评论】杂志上提出了碳测年法的想法。他与研究小组成员进一步发展了这一概念,并于 1947 年和 1949 年在【科学】杂志上发表了更多文章。

利比与其他科学家合作,包括芝加哥大学东方研究所(古代文化研究所)的人类学家罗伯特·布雷德伍德 (Robert Braidwood),共同开发了碳-14 测定法。

并且从博物馆藏品中采集的样本用于测试放射性碳测年的准确性,因为考古学家已经通过树木年轮测定法和其他证据知道了它们的年代。在开发该方法时,利比测试了许多材料,包括在俄勒冈州一个洞穴中发现的 绳索凉鞋 死海古卷 中的亚麻包裹物以及埃及塞索斯特里斯三世墓中放置的 葬礼船甲板 的一部分。

该技术的消息迅速传播开来。到 1960 年,全世界已建立了 30 多个放射性碳实验室。(如今,科学家还使用另一种测量碳 14 的方法,即加速器质谱法)利比的发明也为他赢得了 1960 年诺贝尔化学奖,表彰其「在考古学、地质学、地球物理学和其他科学分支领域的杰出贡献」。

著名考古学家弗雷德里克·约翰逊说,碳-14测年法对考古学的影响堪比「原子弹」。1997年,人类学家R.E.泰勒说:「碳-14测年法提供了超越地方、区域和大陆界限的时间尺度,使世界史前史成为可能。」

例如,碳-14测年法帮助确定了现代日历与中美洲古代玛雅日历之间的关系;确定了在阿尔卑斯山发现的保存完好的铜器时代冰人奥兹的年龄为5300年前;并促使西方人承认澳大利亚土著人的祖先历史,认为他们抵达澳大利亚的时间是5万多年前。

碳-14测年法还被用来核实有关文物的说法的真实性。 1989 年,放射性碳测年测试确定都灵裹尸布的年代在公元 1260 年至公元 1390 年之间。而在这之前,传说这块裹尸布曾在公元 33 年耶稣被钉上十字架后用来包裹耶稣的尸体。所以可以确定这个布肯定不是裹尸布。

如今,考古学家仍在研究中使用碳-14 测年法。例如,芝加哥-图宾根探险队前往土耳其的津吉尔利,由芝加哥大学教授 David Schloen 和 Virginia Herrmann(PhD'11)共同领导,他们使用碳-14 测年法测定了中青铜时代的一个破坏层,而这个时期的年代已经争论了一个世纪。

虽然 12C 对生命来说必不可少,但它的不稳定兄弟同位素 14C 对科学界来说也变得极为重要。放射性碳测年法是通过检查 14C 的剩余量与已知半衰期 5,730 年的对比来确定样本年龄的过程。这一过程之所以有效,是因为当生物体活着时,它们会通过呼吸不断补充 14C的 供应,从而为它们提供恒定量的同位素。然而,当生物体不复存在时(死亡),它不再从环境中吸收碳,不稳定的 14C 同位素开始衰变。通过这门科学,我们可以估算出生物体在地球上生活的日期。放射性碳测年法在许多领域用于了解有关生物体过去状况和地球上现有环境的信息。

如果不是宇宙射线不断涌入并与平流层中的氮分子 (N2) 和单个氮原子 (N) 相互作用,碳-14 同位素将在不到一百万年内也从地球大气层中消失。

当植物在光合作用过程中将大气中的二氧化碳 (CO2) 固定为有机化合物时,植物组织中同位素 14C 的含量将与大气中同位素的含量相匹配(以及生物圈中,因为它们是耦合的)。植物死亡后,包括 14C 在内的所有碳同位素的结合都会停止,并且由于 14C 的放射性衰变,14C 的浓度会下降。

放射性同位素的半衰期(通常用 t1/2表示)是比放射性 k更为熟悉的概念,因此尽管有一些计算公式以 k表示,但引用 t1/2的值更为常见。目前公认的 14C 半衰期值为 5,730 年。这意味着 5,730 年后,只有一半的初始 14C 会残留;11,460 年后会残留四分之一;17,190 年后会残留八分之一;依此类推。

其中,1947 年,研究人员用碳测年法分析了死海古卷样本。结果表明,其中的碳-14 活性(衰变率)为 d/min.g(其中 d = 分解)。相比之下,活体物质的活性为 14 d/min.g。

最后,根据 1947 年进行的测量,死海古卷被确定为 2000 年历史。