Решение: Радиоуглеродный анализ находок
Статья к заданиюРадиоуглеродный анализ
Прочитайте текст и выполните задания.
Радиоуглеродный анализ
Каким образом ученые определяют возраст археологических находок? Существуют различные методы, один из которых – метод радиоуглеродного анализа, когда возраст материалов определяется с помощью измерения содержания в них радиоактивного изотопа углерода C-14.
В атмосфере присутствуют три изотопа углерода: стабильные С-12 (около 98,89 %) и С-13 (около 1,11 %), а также микроскопическое количество радиоактивного изотопа С-14 (0,0000000001 %). Изотоп С-14 образуется
в процессе бомбардировки земной атмосферы космическими лучами
в результате следующей реакции:
¹⁴₇N + ¹₀n → ¹⁴₆C + ¹₁p.
В организмах всех живых существ соотношение изотопов С-12, С-13
и С-14 равно атмосферному соотношению этих изотопов и поддерживается скоростью их метаболизма. После того как организм умирает, прекращается обмен углеродом с внешней средой. Содержание изотопа углерода С-14
в организме начинает уменьшаться в результате радиоактивного распада:
¹⁴₆C → ¹⁴₇N + ⁰₋₁e + ν̃ₑ.
Период полураспада изотопа С-14 составляет примерно 5730 лет. Это означает, что через 5730 лет в образце остаётся половина от первоначального количества С-14 (см. рисунок 1).
Рисунок 1. Процент нераспавшихся ядер углерода С-14 в организме
в зависимости от времени
Опираясь на материал «Радиоуглеродный анализ», определите, для определения возраста каких предметов из найденных можно применить этот метод. Ответ поясните.
Решение по шагам
3 шагаРадиоуглеродный анализ определяет возраст материала по уменьшению содержания радиоактивного изотопа углерода $\mathrm{^{14}_6C}$ после смерти организма.
$$$\mathrm{^{14}_6C \rightarrow ^{14}_7N + ^0_{-1}e + \tilde{\nu}_e}$$$Дерево имеет биологическое происхождение. Пока дерево было частью живого организма, в нём поддерживалось содержание изотопа $\mathrm{^{14}_6C}$. После гибели дерева обмен углеродом прекратился, и количество $\mathrm{^{14}_6C}$ стало уменьшаться.
Камень не является остатком живого организма и не содержит углерод в результате биологического обмена. Золото также не относится к материалам биологического происхождения и не накапливает $\mathrm{^{14}_6C}$ таким способом.
Метод радиоуглеродного анализа можно применить для определения возраста деревянной кухонной утвари, поскольку дерево имеет биологическое происхождение и содержит радиоактивный изотоп углерода $\mathrm{^{14}_6C}$. После гибели дерева обмен углеродом с окружающей средой прекращается, и содержание $\mathrm{^{14}_6C}$ уменьшается вследствие радиоактивного распада. Каменные сосуды и золотые украшения этим методом датировать нельзя, так как они не являются остатками живых организмов и не содержат $\mathrm{^{14}_6C}$ в результате биологического обмена.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают все найденные предметы, не учитывая биологическое происхождение материала.
Считают, что радиоуглеродный анализ применим к любому предмету, содержащему углерод.
Не объясняют, почему после смерти организма содержание $\mathrm{^{14}_6C}$ уменьшается.