Чтение онлайн

 Теперь, если мы рассматриваем 37, которые не исчезли, мы замечаем что-то значимое.

 У каждого из них период полураспада больше, чем 700 миллионов лет.

 А если мы рассмотрим 121, которые исчезли, у каждого из них период полураспада меньше, чем 200 миллионов лет.

 Кстати, не запутайтесь.

 Помните, мы говорим о периоде полураспада, а не жизни! Подумайте о судьбе изотопа с периодом полураспада 100 миллионов лет.

 Изотопы, период полураспада которых составляет менее одной десятой или около того возраста Земли, исчезли и для практических целей, не существуют, за исключением особых обстоятельств.

 С исключениями, для которых есть особые причины, понятные нам, изотопы, которые мы находим на Земле, являются только такими, у которых период полураспада достаточно длительный, чтобы сохраниться на очень старой планете.

 Углерод-14 является одним из этих исключений, и по интересной причине, а именно, что он непрерывно пополняется.

 Роль углерода-14 в качестве часов поэтому следует понимать по-другому, чем у более долгоживших изотопов. В частности, что означает обнулить эти часы?

 Из всех элементов углерод, кажется, наиболее обязательным для жизни — элемент, без которого жизнь на любой планете труднее всего представить.

 Это из-за замечательной способности углерода к формированию цепочек, колец и других сложных молекулярных архитектур.

 Он попадает в пищевые цепи с помощью фотосинтеза, процесса, при котором зеленые растения поглощают молекулы углекислого газа из атмосферы и используют энергию солнечного света, чтобы объединить атомы углерода с водой, создавая сахар.

 Весь углерод в нас и во всех других живых существах происходит в конечном счете, через растения, из углекислого газа в атмосфере.

 И он постоянно возвращается обратно в атмосферу: когда мы выдыхаем, когда мы выделяем, и когда мы умираем.

 Большая часть углерода в углекислом газе атмосферы — углерод 12, который не радиоактивен.

 Однако, примерно один атом на триллион является углеродом-14, который радиоактивен.

 Он распадается довольно быстро, с периодом полураспада 5730 лет, как мы видели, в азот-14.

 Биохимия растений слепа к различию между этими двумя углеродами.

 Для растения углерод — всего лишь углерод.

 Таким образом, растения берут углерод 14 вместе с углеродом 12, и включают оба этих вида атомов углерода в сахара в той же самой пропорции, в какой они присутствуют в атмосфере.

 Углерод, входящий в состав в атмосферы (вместе с такой же пропорцией атомов углерода-14) быстро (по сравнению с периодом полураспада углерода-14) распространяются через пищевую цепь, когда растения поедаются травоядными, травоядные хищниками и так далее.

 Все живые существа, будь то растения или животные, имеют примерно равное соотношение углерода-12 и углерода-14, которое является тем же самым соотношением, что мы находим в атмосфере.

 Итак, когда эти часы обнуляются? В момент, когда живое существо, будь то животное или растение, умирает.

 В этот момент оно отсекается от пищевой цепи, и от притока свежего углерода-14 через растения из атмосферы.

 С течением столетий углерод 14 в трупе, или куске дерева, или части ткани, или чего-то еще постоянно распадается в азот-14.

 Соотношение углерода-14 к углероду-12 в образце поэтому постепенно падает дальше и дальше ниже стандартного соотношения, которое живущие существа делят с атмосферой.

 В конце концов останется только углерод-12 — или, точнее, содержание углерода-14 будет слишком малым, чтобы его измерить.

 И соотношение углерода-12 и углерода-14 может быть использовано для расчета времени, которое прошло со дня смерти существа, отрезанного от пищевой цепи, и его обмена с атмосферой.

 Это очень хорошо, но это работает только потому, что идет непрерывное пополнение запаса углерода-14 в атмосфере.

 Без этого углерод-14 с коротким периодом полураспада давно бы исчез с лица Земли, наряду со всеми другими естественными изотопами с коротким периодом полураспада.

 Углерод 14 является особенным, потому что он непрерывно создается космическими лучами, бомбардирующими атомы азота в верхних слоях атмосферы.

 Азот — самый распространенный газ в атмосфере, и его атомное число 14, то же самое, что и у углерода 14.

 Различие в том, что у углерода-14 6 протонов и 8 нейтронов, в то время как у азота-14 7 протонов и 7 нейтронов (нейтроны, помните, имеют почти ту же массу, что и протоны).

 Частицы космических лучей способны, бомбардируя протон в ядре азота, преобразовывать его в нейтрон.

 Когда это происходит, атом становится углеродом-14, который стоит на одну клетку левее, чем азот в периодической системе.

 Скорость, с которой это преобразование происходит, примерно постоянна из века в век, и поэтому радиоуглеродное датирование работает.

 Фактически скорость не является точно постоянной, и в идеале мы должны делать поправки на это.

 К счастью, у нас есть точная калибровка колебаний поставки углерода-14 в атмосферу, и мы можем ввести поправку на них, чтобы уточнить наши вычисления возраста.

 Помните, что, примерно для того же самого временного диапазона, покрываемого датированием по радиоуглероду, у нас есть альтернативный метод датирования древесины — дендрохронология — который абсолютно точен до года.

 Глядя на датируемые по радиоуглероду возрасты деревянных образцов, возраст которых независимо установлен датированием с помощью годичных колец, мы можем откалибровать эту колеблющуюся ошибку в датировании по углероду.

 Теперь мы можем использовать эти калибровочные измерения, когда мы возвращаемся к органическим образцам, для которых у нас нет данных годичных колец (для большинства).

 Датирование по радиоуглероду — сравнительно недавнее изобретение, берущее начало лишь в 1940-ых.

 В его первые годы требовались существенные количества органического материала для процедуры датирования.

 Только, в 1970-х техника, называемая масс-спектрострией, была адаптирована для датирования, в результате чего сейчас необходимы только крошечные количества органического вещества.

 Это произвело революцию в археологическом датировании.

 Самым известным примером является Туринская плащаница.