Day 2430:学习
粥左罗还强调了一句,完成比完美重要,总结前面几天的方法,总要输出一份成果。于是,就有了第一篇初稿,也正是昨天群内分享的附带内容。
2023年9月13日,中文媒体爆出一则“墨西哥国会展出两具外星人尸体”的新闻。别的不说,新闻里提到了“他们能够用放射性碳测定法提取 DNA 证据”。如果我们知道碳14定年法(即文中提到的放射性碳测定法)和 DNA 提取完全是两回事的话,那我们基本上就能判断这则新闻的可靠程度了。
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碳14定年法是什么
我们在中学化学中学到过,碳元素除了常见的碳12以外,还有个具有同样化学性质,但具有放射性的碳14。任何生命体在活着时,都会通过各种生命活动与环境交换碳元素,这种动态平衡的结果就是活着的有机体所含的碳14占它所有碳元素的比例与环境一致。而生命一旦结束,这种交换就停止了,生命体所含的碳14随着时间的流逝会逐步衰变。
只要知道生命体死亡时环境中碳14的占比,以及测量时碳14的占比,再加上碳14的衰变速度,我们就能推算出生命体死亡的时间。这就是碳14定年法。就像我们只有知道某个人的出生年月,以及当前的年份,才能知道他当前的岁数。
对于新闻中提到的对外星人尸体进行放射性碳测定,如果我们不知道这个外星人从哪里来,也就无法知道初始的碳14比例是多少,即便测出来尸体当前的碳14比例,也无法知道它的年代。
碳14定年法的发明
碳14定年法的原理如此简单,它为何能获得1960年的诺贝尔化学奖?我们回顾下历史就能发现,整个过程并不简单。
物质放射性研究的高峰期是20世纪前半叶,有许多科学家投身其中。20世纪30年代,科学家们就推测碳应该有个碳14的同位素。然而因为碳14的放射性极低,直到10年后,才在实验室中产生足够检测的量。不幸的是,二次大战爆发,实验终止。参与实验的鲁本也死于一次实验室事故。
科学家们证实,大气在宇宙射线的作用下会源源不断地产生碳14,只要不发生剧烈变化,一段时间后就会达到平衡。幸运的是,科学家们发现,在过去几万年中,碳14的含量一直保持相对稳定(然而19世纪,以及1950年至1963年间大气中的碳14比例发生了巨大变化,以后细说)。
由于碳14的含量极低(只占碳同位素总量的万亿分之一),而碳14的半衰期又很长,测量极其困难。美国芝加哥大学的威拉德·利比,改进了盖革计数器,解决了一系列测量技术上的问题,终于在1946年使得这项技术可以走出实验室,运用到实际工作中。
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威拉德·利比改进的盖革计数器
碳14定年法的发明,开启了考古的新纪元,听下文分解。
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