Радиоуглеродный анализ

Природный углерод содержит ~ 99% 12C и 1% 13C. Кроме того, при воздействии космических лучей на атмосферный азот образуется радиоактивный углерод 14С. Этот 14С окисляется до 14СО2 и усваивается растениями, а затем попадает и в ткани животных. Поскольку период полураспада 14С t1/2=5668лет, то между образованием и распадом 14С устанавливается стационарное равновесие, так что относительная концентрация 14С в живых организмах равна 10-12 г 14С на 1 г 12С. После смерти организма обмен между ним и атмосферой прекращается, и доля 14С, содержащегося в его тканях, начинает уменьшаться вследствие радиоактивного распада. Этот распад происходит как процесс первого порядка по экспоненциальному закону: A = A0exp(-t*ln2/T), где A0 - доля 14С в современных живых организмах, A - доля 14С в ископаемых остатках,
t - возраст найденных ископаемых остатков. В предположении, что скорость образования 14С в атмосфере была постоянна в истории Земли, измерив A, можно рассчитать t.
Проверка метода была проведена сравнением возраста образцов древесины мамонтового дерева (Sequoia gigantea), определенного по содержанию 14С, с возрастом, подсчитанным по числу его одичных колец. Метод не применим для образцов с возрастом менее 2000 лет, т.к. для них велика ошибка, связанная с сжиганием угля и нефти, в которых почти нет 14С и которые разбавляют современный атмосферный 14С, а в последнее время – с увеличением образования 14С в результате ядерных взрывов.
Другое ограничение связано с ошибками в измерении очень малых количеств 14С, оставшегося в образцах, возраст которых превышает 20 000 лет. В таких случаях для определения геологического возраста используют более медленно распадающиеся радиоактивные изотопы, например, 40К,
распадающийся до 40Ar c периодом полураспада t1/2 = 137109 лет и представляющий собой "остатки" того 40К, который присутствовал при образовании Земли.