化石燃料的激增可能终结放射性碳年代测定法

几十年来，从业者放射性碳年代测定法利用了20世纪50年代进行的原子武器试验中被称为“一线希望”的信号。随着爆炸碎片迅速进入空气，放射性碳-14颗粒进入了大气。这些沉降物形成了所谓的炸弹脉冲。大气中碳-14的浓度在20世纪50年代和60年代初急剧上升，之后逐渐下降有限禁止核试验条约签署于1963年。

结果是碳-14曲线上出现了一个独特的光点，这对放射性碳年代测定领域来说是一个福音。但这些方法在2021年受到威胁，当时燃烧产生的二氧化碳(CO2)排放化石燃料削弱了信号．因此，研究人员可能不得不依靠新的或补充的方法来确定有机材料的年代。

碳的原子钟

放射性碳年代测定法利用了碳以多种形式存在的事实，其中碳12是最丰富的。不常见的是放射性同位素碳-14。碳14是宇宙辐射与大气碰撞时产生的。然后，同位素下降到地球表面，与植物和其他有机物质结合。

生物体死亡的那一刻，放射性时钟就开始滴答作响。碳-14原子随着时间的推移而衰变，降低了组织中放射性碳的浓度。通过测量这两种同位素的数量，科学家可以确定样本的死亡日期。碳-14的浓度越小，样品的年代越久远。

放射性碳年代测定法可以应用于5万年以前的样品。18新利最新登入然而，当人们探究遥远的过去时，这种方法就失去了精度，其结果往往暗示了几个可能的年代或包含了很大的不确定性。的炸弹脉冲另一方面，它可以将最近的样本的年代确定在一到两年之内，这是一种惊人的精度。

“虽然放射性碳测年通常与考古学和过去更久远的物体有关，但炸弹脉冲与广泛的法医场景更相关，”解释说霏欧纳布鲁克．她是牛津大学的前放射性碳化学家，现任克兰菲尔德大学法医研究所在那里，她在放射性碳测年方面教书并提供建议。研究人员利用炸弹脉冲确认朝鲜战争的受害者，揭露艺术赝品而且嗅出假酒和威士忌．

放射性碳正在减少

具有讽刺意味的是，人类干预环境的这一意想不到的好处，正成为另一种干预的受害者:燃烧化石燃料。化石燃料由数百万年前的有机物质组成，其年龄足以使所有的碳14都已经腐烂。因此，化石燃料燃烧过程中释放的气体降低了大气中碳-14的浓度。化石燃料的广泛使用在一定程度上导致了1963年以后原子弹脉冲的迅速减少。

2021年，全球大气中碳-14的浓度降至爆炸前的水平以下这是20世纪50年代以来的第一次．这意味着今天形成的有机组织与1955年的样本具有相同的碳-14浓度，这对于试图区分这些年代的样本的研究人员来说是一个有问题的影响。

随着我们继续燃烧化石燃料，这个问题将会恶化。三十年后，新生产的有机材料将会有相同的碳14浓度作为1050年的样本。这意味着到2050年，放射性碳年代测定法将无法区分维京人的束腰外衣和刚从货架上拿下来的t恤。

炸弹脉冲的损失对研究和法医应用都有影响。例如，“优秀的伪造者可以充分利用一幅现代画作与一件历史艺术品的潜在日期相同的情况，或者至少操纵这种情况，让人们对某件作品的真假产生足够的怀疑，”布洛克说。

拯救放射性碳

随着碳14被吸收到海洋或腐烂，炸弹脉冲最终注定会消失，但化石燃料的燃烧加速了它的消亡。18新利最新登入然而，炸弹脉冲的消失并不意味着放射性碳年代测定法的终结。其他技术可以补充放射性碳数据。

其中一种溶液使用碳13，碳的另一种稳定同位素。和它的放射性兄弟一样，碳-13在化石燃料中很稀缺，所以当我们燃烧煤、石油或天然气时，它在大气中的浓度会降低。通过测量碳13和碳14在美国，研究人员可以确定一个样本是在工业革命之前还是之后。另外，炸弹试验中释放的放射性铯-137可以识别1963年以后形成的样本。

彼得·科勒德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所的物理学家，研究碳同位素和气候敏感性，他认为放射性碳测年法将继续广泛应用。

“人们需要运用常识，”Köhler说。“样本是在特定环境下测量的，如果存在混淆现代和古代的危险，这应该能提供足够的信息。”18luck手机登录

卡洛琳Hasler他是Eos的科学作家。她毕业于苏黎世联邦理工学院，目前正在加州大学伯克利分校攻读博士学位。

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