Решение: Радиоуглеродный анализ при вулканизме
Статья к заданиюДатирование археологических находок
Прочитайте текст и выполните задания.
Датирование археологических находок
Когда мы слышим об археологических находках, у многих возникает вполне естественный вопрос: каким образом учёные определяют возраст артефактов? На самом деле используются различные методы датирования.
1) Дендрохронология
–
метод, предусматривающий подсчёт годичных колец при поперечном распиле ствола.
2) Палеомагнетизм
–
метод, основанный на исследовании магнитных полей. При помощи палеомагнетизма учёные определяют возраст предметов из керамики, полученных путем обжига. При высоких температурах глина, входящая в состав керамических изделий, намагничивается. В процессе остывания она «запоминает» направление, а также интенсивность магнитного поля в данный момент.
3) Радиоизотопное датирование
–
метод, при котором проводится подсчёт количества изотопов, которые успели распасться за период существования исследуемого образца. Этот метод используется не только в археологии, но и в палеонтологии и геологии.
4) Радиоуглеродный анализ
–
один из видов радиоизотопного датирования, который определяет возраст органических материалов
с помощью измерения содержания радиоактивного изотопа углерода C14. Изначально использовался для исследования археологических и геологических объектов, однако позже стал также применяться в других сферах, включая медицину.
В атмосфере присутствуют три изотопа углерода: стабильные С12 (около 98,89%) и С13 (около 1,11%), а также микроскопическое количество радиоактивного изотопа С14 (0,0000000001%). Радиоуглеродный изотоп С14 образуется в микроскопических количествах в результате бомбардировки атмосферы космическими лучами, а затем распадается с образованием азота (см. рисунок). Период его полураспада составляет 5730 лет.
Рисунок.
Цикл углерода С14 в атмосфере, гидросфере и биосфере Земли
После того, как организм умирает, прекращается обмен углерода с внешней средой. Начинает уменьшаться содержание радиоактивного изотопа углерода в организме. Таким образом, зная количество радиоактивного изотопа углерода, которое было изначально в живом организме, по отношению к другим стабильным изотопам, можно определить, сколько прошло времени с момента смерти организма. Чтобы определить оставшееся количество, применяют специальные методы химического и физического анализа. На основе полученных данных специалисты определяют возраст образца.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя сведения из материала о радиоуглеродном датировании, объясните, что покажет радиоуглеродный анализ для образцов периода такой природной аномалии, как активная вулканическая деятельность.
Решение по шагам
4 шагаРадиоуглеродный метод оценивает возраст органического образца по содержанию радиоактивного изотопа углерода $\mathrm{C^{14}}$ относительно стабильного изотопа $\mathrm{C^{12}}$.
При активной вулканической деятельности в атмосферу поступает большое количество углекислого газа, содержащего древний углерод и обеднённого изотопом $\mathrm{C^{14}}$.
Организмы, существующие в этот период, усваивают углерод из атмосферы, поэтому соотношение $\mathrm{C^{14}/C^{12}}$ в их тканях оказывается ниже обычного.
При анализе такое пониженное содержание $\mathrm{C^{14}}$ будет ошибочно интерпретировано как результат более длительного радиоактивного распада.
Радиоуглеродный анализ покажет, что образцы старше своего действительного возраста, поскольку вулканический углекислый газ снижает соотношение $\mathrm{C^{14}/C^{12}}$ в атмосфере и органических остатках.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указание, что образцы будут казаться моложе.
Объяснение только выбросом углекислого газа без указания его обеднённости изотопом $\mathrm{C^{14}}$.
Путаница между действительным возрастом образца и возрастом, рассчитанным по радиоуглеродному анализу.