化石燃料的激增可能结束放射性碳年代

经过:卡罗琳·哈斯勒(Caroline Hasler)|
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来自原子武器测试的放射性辐射,如1952年11月1日Ivy Mike(在此处查看),这是世界上第一个氢弹,在地球大气中产生了明显的斑点。美国军队

几十年来,放射性碳年代已经利用了一个被称为1950年代原子武器测试的“银色衬里”的信号。当爆炸碎屑涌入空气时,放射性碳-14的颗粒进入了大气。这种辐射创造了所谓的炸弹脉冲。大气碳14浓度在1950年代和1960年代初飙升,随后在此之后逐渐下降有限测试禁令条约于1963年签署。

结果是碳-14曲线中的独特之处,这是放射性碳年代田的刺激。但是,这些方法在2021年危及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方法来枣有机材料。

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碳原子钟

放射性碳日期利用了以下事实,即碳以几种形式出现,其中碳12是最丰富的。放射性同位素碳14远不如常见。当宇宙辐射与大气碰撞时,产生碳14。然后,同位素下降到地球表面,并将其掺入植物和其他有机物中。

生物体死亡的那一刻,放射性时钟开始滴答作响。碳-14原子随着时间的推移而衰减,从而降低了组织中放射性碳的浓度。通过测量两种同位素的数量,科学家可以确定样本的死亡日期。碳14的浓度越小,样品年龄越大。

放射性碳年代可以应用于50,000年的样品。但是,该方法失去了精确度,因为一个人探测到遥远的过去,结果通常表明几个可能的年龄或包括大型不确定性。这炸弹脉冲另一方面,使最近的样本在一到两年之内达到了惊人的精度。

“虽然放射性碳年代通常与过去的考古学和物体有关,但炸弹脉冲与广泛的法医情景更加相关。”菲奥娜·布罗克(Fiona Brock)。她是牛津大学的前放射性碳化学家,也是现任成员克兰菲尔德大学的克兰菲尔德法医研究所,她在那里教和建议放射性碳约会。研究人员已经使用炸弹脉冲确定朝鲜战争的受害者,暴露艺术伪造嗅探假葡萄酒和威士忌

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在2021年,自炸弹脉冲以来,大气碳14浓度首次降低了原始水平。
坟墓,龙骨和Xu,Scripps CO2程序

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放射性碳正在减少

具有讽刺意味的是,人类干预环境中的这种意外利益正在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材料组成 - 年龄足够大,以至于所有碳14都腐烂了。因此,化石燃料燃烧期间释放的气体降低了大气中的碳14浓度。化石燃料的广泛使用是部分原因是1963年之后炸弹脉冲的快速缩减。

在2021年,碳14的大气浓度浸入了前炸弹之下自1950年代以来的第一次。这意味着如今形成的有机组织具有与1955年的样品相同的碳14浓度,这对于试图区分这些年龄样本的研究人员来说是有问题的效果。

随着我们继续燃烧化石燃料,问题会恶化。从今天开始的30年后,新生产的有机材料将拥有相同的碳14浓度作为1050的样品。这意味着放射性碳年代将无法区分2050年新鲜的维京人装和T恤。

炸弹脉冲的丧失会影响研究和法医应用。例如,“好的宽恕可以充分利用现代油漆具有与历史艺术品相同的日期,或者至少操纵情况以对某事是真实还是假货引起足够的怀疑。”。

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营救放射性碳

炸弹脉冲注定要淡出,因为碳14被纳入海洋或腐烂,但化石燃料燃烧加剧了其灭亡。但是,炸弹脉冲的损失并不能阐明放射性碳年代的终结。其他技术可以补充放射性碳数据。

一种这样的溶液使用碳-13,另一种稳定的碳同位素。就像其放射性同胞一样,碳13在化石燃料中稀缺,因此当我们燃烧煤炭,油或天然气时,它的大气浓度会减少。经过用碳14测量碳13,研究人员可以确定样本是否早于工业革命。或者,在炸弹测试期间释放的放射性剖宫产137可以鉴定1963年以后形成的样品。

彼得·科勒,德国Alfred Wegener研究所的物理学家研究了碳同位素和气候敏感性,他认为放射性碳年代将继续被广泛使用。

“一个人需要采用常识,”科勒说。“样品是在上下文中衡量的,如果存在现代和古老的危险,这应该提供足够的信息。”

卡罗琳·哈斯勒(Caroline Hasler)是EOS的科学作家。她毕业于苏黎世Eth,目前正在学习博士学位。在加利福尼亚大学伯克利分校。

本文从EOS在创意共享许可下。你可以找到原始文章在这里

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