[理化教學]教學舉例-C-14訂年法

碳十四訂年
在台東卑南文化園區拍的
看完後 相信能讓對於碳十四訂年法更清楚喔
碳十四訂年法適合使用在生物體 

 

碳十四測年法」的原理是什麼？／黃國恩
(http://www.nmp.gov.tw/enews/no108/page_02.html)

當人們看見一件很古老的東西，最常見的疑問是「這是幾年前的東西」？考古學家和你一樣，也很想知道古物到底有多古老。隨著科技的日新月異，考證年代的技術越來越多，也越來越精確，但是在諸多的方法之中，以「碳十四測年法」最為普遍。


它的原理是運用生物體死亡之後，體內碳十四遞減的速率來推估年代。自然界中存在三種碳的同位素，分別為碳十二、碳十三及碳十四，其中以碳十二所佔的比例最高（98.9%），而碳十四的比例則極少（10-10%），此外，碳十四具有放射性，會逐漸蛻變成非放射性的氮十四，蛻變的速率為約每5730年減少一半，我們稱這種遞減的速度為「半衰期」，而考古學家就是根據碳十四的「半衰期」計算年代。


碳十四與氧結合成二氧化碳，散布在大氣之中，生物體藉由呼吸或光合作用，隨時補充蛻變掉的碳十四，且與大氣中的碳十四維持恆定。但是一旦生物體死亡，體內的碳十四無法補充，每隔5730年就會減少一半，所以只要我們能測出死亡的生物體內（例如骨頭、木炭、貝殼、穀物）殘存的碳十四濃度，就可以推算出生物體於何時停止補充碳十四，也就是生物體已死亡多久的時間。不過，碳十四測年法有其限制，一般來說，當所測定的標本年代超過五萬年，這個方法就不大適用了。


其實，碳十四測年法所測得的年代未必精準，還須藉由「樹輪校正法」來修正。碳十四測年法是假定地球上碳十四的濃度永遠恆定，但是事實上碳十四的濃度依時代而不同，因此以已知年代的樹木年輪標本做碳十四的年代測定，再比較兩種年代數據的距離，畫出校對曲線，如此可以將碳十四所得的年代換算成真實的年代。



以下是維基百科全書的說明

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碳14是碳的一種具放射性的同位素，於1940年首被發現。它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生，其半衰期約為5,730年，衰變方式為β衰變，碳14原子轉變為氮原子。


由於其半衰期達5,730年，且碳是有機物的元素之一，我們可以根據死亡生物體的體內殘餘碳14成份來推斷它的存在年齡。生物在生存的時候，由於需要呼吸，其體內的碳14含量大致不變，生物死去後會停止呼吸，此時體內的碳14開始減少。由於碳元素在自然界的各個同位素的比例一直都很穩定，人們可透過測量一件古物的碳14含量，來估計它的大概年齡。這種方法稱之為碳定年法。


不過，碳14測年法所測得的年代有頗大的誤差。而且他的假定-大氣中的碳14濃度是不會隨時間而改變，也與事實有落差。此外，碳14測定法亦有可能受到火山爆發等自然因素影響。所以，若沒有其他年代測定方法(如：利用樹木的年輪)來檢訂，單單依賴碳14的測年數據是完全不可靠的。