<sup><⼀sup>C法年龄测定

C有三种同位素,它们是¹²C(原子丰度为98.89%)、¹³C(原子丰度为1.108%)、¹⁴C(原子丰度为1.2×10%~10%)。¹⁴C是短寿命的天然放射性同位素,其半衰期为(5730±40)a(Godwin,1962)。地球形成初期存在的¹⁴C早已衰变殆尽,目前自然界存在的¹⁴C是次生的。1933年蒙哥马利第一次提出宇宙射线与大气的¹⁴N反应生成¹⁴C的可能,其中特别是宇宙射线中的慢中子与¹⁴N之间的核反应为¹n+¹⁴N→¹⁴C+¹H,在形成¹⁴C的同时还生成一个质子。¹⁴C在大气中通过氧化作用或同位素交换反应进入CO2,大气、水圈、生物体及岩石中都含有¹⁴C。¹⁴C通过β衰变反应消耗,两者保持动态平衡。生物存活期间,体内保持与环境平衡的¹⁴C量。当生物体死亡以后,停止了从外界补给¹⁴C,此后¹⁴C衰变量是时间的函数,因此,可以用¹⁴C法研究生物体死亡后经历的时间。

根据衰变反应¹⁴C→¹⁴N+β和衰变定律,有:

地球化学

通过式(6.60)可按A=A₀e^-λt求t。式中A为样品中的放射性比度(以每分钟每克碳衰变次数为单位,dpm/g),A₀为样品动、植物活着时的放射性比度,一般假设在¹⁴C法可测的年龄段内,宇宙辐射强度与现在相近,即A₀=13.56±0.07dpm/g,由此得:

地球化学

¹⁴C测年已为60000年以内的生物成因碳酸盐岩、冰川阶地、海崖变迁、考古、古人类学、古气候学等提供了足够精度的年龄数据。然而,由于地球磁场的改变、宇宙射线通量的变化和碳同位素分馏效应的影响等,用¹⁴C法所测得的年龄需要进行校正,目前已推导出多种校正公式以提高¹⁴C的测年精度。