科学家是怎么来判断古化石的年龄？依据什么原理？
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解决时间 2021-11-21 09:55
- 提问者网友：無理詩人
- 2021-11-20 23:56
科学家是怎么来判断古化石的年龄？依据什么原理？
最佳答案
- 五星知识达人网友：空山清雨
- 2021-11-21 01:14
科学家是利用碳-14衰变来判断古化石的年龄。
宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮-14发生N(n,p)C反应能够产生碳-14，而碳-14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮-14，由此构建一个核素平衡。碳-14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生物体内的碳-14与碳-12浓度比例是一定【经测定，碳-14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的，只有当生物死亡后，碳循环中断，碳-14逐渐衰变至没有。在化石标本中采样测量碳-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代。
比如：一个化石样品含有碳-14的丰度是4.3×10^(-13)，则可计算出该化石活体生活的年代距今t=ln(No/N)T/ln2=ln[1.2×10^(-12)÷4.3×10^(-13)]×5730÷ln2≈8483.9861年。
宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮-14发生N(n,p)C反应能够产生碳-14，而碳-14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮-14，由此构建一个核素平衡。碳-14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生物体内的碳-14与碳-12浓度比例是一定【经测定，碳-14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的，只有当生物死亡后，碳循环中断，碳-14逐渐衰变至没有。在化石标本中采样测量碳-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代。
比如：一个化石样品含有碳-14的丰度是4.3×10^(-13)，则可计算出该化石活体生活的年代距今t=ln(No/N)T/ln2=ln[1.2×10^(-12)÷4.3×10^(-13)]×5730÷ln2≈8483.9861年。
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- 1楼网友：患得患失的劫
- 2021-11-21 04:35
看看初中化学书，c14
- 2楼网友：七十二街
- 2021-11-21 03:27
碳14
根据化石中的碳14的半衰期来计算。
根据化石中的碳14的半衰期来计算。
- 3楼网友：拾荒鲤
- 2021-11-21 02:19
碳十四测年方法
14C测年方法的基本原理
在自然界中碳有两种稳定同位素12C，13C和放射性同位素14C。14C是由宇宙射线和大气上层中的气体原子发生核反应而生成的，这些生成的14C不断地扩散到整个大气层、生物圈、沉积物和海洋等交换贮存库中。由于14C也在不断衰变，因此在各交换贮存库中的14C含量将会达到平衡。处于这种交换状态的含碳物质一旦脱离交换且一直处于封闭状态，则其中的14C不再得到补充，只会按衰变规律逐渐减少。假定长期以来宇宙射线的强度没有改变，即14C的产生率不变，则只要测出该含碳物质中14C减少的程度，就可以按照基本的衰变公式推算出考古事件或地质事件的年代。
常规14C测年已有五十余年的历史，其原理已为大家所熟知，即通过测量样品的放射性活度来确定样品年代，如常用液体闪烁计数器等核物理仪器探测并计数样品中14C衰变发射出的β粒子。
用加速器质谱方法（AMS）进行14C测年是七十年代末发展起来的一项核分析技术。这项技术将14C离子加速到百万电子伏特以上的能量，通过各种手段分离干扰粒子后，用重离子探测器直接对14C原子进行计数。和常规14C测年方法相比，AMS具有样品用量少和测量时间短的优点，特别适合珍贵样品的测量。常规14C衰变法测年所需样品含碳量一般为1-5g ，而AMS仅需1-5mg左右，在某些特殊情况下甚至可测量含碳0.1mg以下的样品。AMS测量现代炭样品达到1%的精度只需10-20分钟，常规衰变法需10个小时以上。当然，和常规14C测年方法相比，AMS也有设备耗资大，测量过程复杂的问题。
应该指出的是，以上无论常规法对放射性活度的测量和AMS对14C原子的计数都是相对测量，需要和两个基准样品进行比较。一是本底样，即应该不含任何14C的样品。由于各种因素如样品的沾污等，本底样的14C测量结果并不是绝对为零，在进行其他样品的测量时要减去这一本底，以确保反映样品中真实的14C水平。另一个是现代碳标准，其14C含量应相当于处于交换状态下含碳物质的14C水平。现代碳标准的选取是一个复杂的问题，这里不作讨论。北京大学14C实验室采用的是中国糖碳标准。
14C测年方法的基本原理
在自然界中碳有两种稳定同位素12C，13C和放射性同位素14C。14C是由宇宙射线和大气上层中的气体原子发生核反应而生成的，这些生成的14C不断地扩散到整个大气层、生物圈、沉积物和海洋等交换贮存库中。由于14C也在不断衰变，因此在各交换贮存库中的14C含量将会达到平衡。处于这种交换状态的含碳物质一旦脱离交换且一直处于封闭状态，则其中的14C不再得到补充，只会按衰变规律逐渐减少。假定长期以来宇宙射线的强度没有改变，即14C的产生率不变，则只要测出该含碳物质中14C减少的程度，就可以按照基本的衰变公式推算出考古事件或地质事件的年代。
常规14C测年已有五十余年的历史，其原理已为大家所熟知，即通过测量样品的放射性活度来确定样品年代，如常用液体闪烁计数器等核物理仪器探测并计数样品中14C衰变发射出的β粒子。
用加速器质谱方法（AMS）进行14C测年是七十年代末发展起来的一项核分析技术。这项技术将14C离子加速到百万电子伏特以上的能量，通过各种手段分离干扰粒子后，用重离子探测器直接对14C原子进行计数。和常规14C测年方法相比，AMS具有样品用量少和测量时间短的优点，特别适合珍贵样品的测量。常规14C衰变法测年所需样品含碳量一般为1-5g ，而AMS仅需1-5mg左右，在某些特殊情况下甚至可测量含碳0.1mg以下的样品。AMS测量现代炭样品达到1%的精度只需10-20分钟，常规衰变法需10个小时以上。当然，和常规14C测年方法相比，AMS也有设备耗资大，测量过程复杂的问题。
应该指出的是，以上无论常规法对放射性活度的测量和AMS对14C原子的计数都是相对测量，需要和两个基准样品进行比较。一是本底样，即应该不含任何14C的样品。由于各种因素如样品的沾污等，本底样的14C测量结果并不是绝对为零，在进行其他样品的测量时要减去这一本底，以确保反映样品中真实的14C水平。另一个是现代碳标准，其14C含量应相当于处于交换状态下含碳物质的14C水平。现代碳标准的选取是一个复杂的问题，这里不作讨论。北京大学14C实验室采用的是中国糖碳标准。
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