zarówno 13C, jak i 14C występują w przyrodzie. Ten pierwszy stanowi około 1% całego węgla. Obfitość 14C waha się od 0,000000001% (jedna część na bilion, mały, ale mierzalny, poziom) do zera. Najwyższe stężenie 14C występuje w atmosferycznym dwutlenku węgla oraz w produktach wytwarzanych z atmosferycznego dwutlenku węgla (np. rośliny). W przeciwieństwie do 12C i 13C, 14C nie jest stabilny. W rezultacie zawsze przechodzi naturalny rozpad promieniotwórczy, podczas gdy obfitość innych izotopów pozostaje niezmieniona., Węgiel-14 jest najbardziej obfity w dwutlenek węgla atmosferycznego, ponieważ jest stale wytwarzany przez zderzenia atomów azotu i promieniowania kosmicznego na górnych granicach atmosfery.
tempo rozpadu 14C jest absolutnie stałe. Biorąc pod uwagę dowolny zestaw atomów 14C, połowa z nich rozpadnie się w ciągu 5700 lat. Ponieważ tempo to jest powolne w stosunku do przepływu węgla przez łańcuchy pokarmowe (od roślin przez zwierzęta do bakterii), cały węgiel w biomasie na powierzchni Ziemi zawiera poziomy atmosferyczne 14C., Jednak gdy tylko węgiel odpadnie z cyklu procesów biologicznych – na przykład poprzez pochówek w błocie lub glebie – obfitość 14C zaczyna spadać. Po 5700 latach pozostała tylko połowa. Po kolejnych 5700 latach pozostaje tylko jedna czwarta. Proces ten, który trwa do momentu, gdy nie pozostanie 14C, jest podstawą datowania węglowego.
Próbka, w której 14C nie jest już wykrywalny, mówi się, że jest „martwy radiowęglowodór.”Paliwa kopalne stanowią powszechny przykład. Pochodzą one z biomasy, która początkowo zawierała poziomy atmosferyczne 14C., Ale przekształcanie osadowych szczątków organicznych w ropę naftową lub rośliny drzewiaste w węgiel jest tak powolne, że nawet najmłodsze złoża są martwe radiowęglowo.
obfitość 14C w cząsteczce organicznej dostarcza więc informacji o źródle jej węgla. Jeżeli na poziomie atmosfery występuje 14C, cząsteczka musi pochodzić z niedawnego produktu roślinnego. Droga od rośliny do cząsteczki może być pośrednia lub długa, z udziałem wielu procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych. Na poziom 14C wpływa znacząco tylko upływ czasu., Jeśli cząsteczka nie zawiera wykrywalnego 14C, musi pochodzić z surowca petrochemicznego lub z innego starożytnego źródła. Pośrednie poziomy 14C mogą reprezentować mieszaniny współczesnego i martwego węgla lub węgla, który został ustalony z atmosfery mniej niż 50 000 lat temu.
sygnały tego typu są często wykorzystywane przez chemików badających środowisko naturalne. Na przykład węglowodór znaleziony w osadach plażowych może pochodzić z wycieku ropy lub z wosków wytwarzanych przez rośliny. Jeśli analizy izotopowe wykazują, że węglowodór zawiera 14C na poziomie atmosfery, to pochodzi z rośliny., Jeśli nie zawiera 14C, to jest z wycieku ropy. Jeśli zawiera jakiś poziom pośredni, pochodzi z mieszaniny obu źródeł.
Dodaj komentarz