Как работает метод радиоуглеродного анализа?

Как мы узнаем, сколько лет тому или иному предмету? У людей есть свидетельства о рождении, у деревьев — годичные кольца, но как быть с ископаемыми? У окаменелостей есть собственные внутренние часы, и ученые умеют их понимать, анализируя соотношение двух разных типов атомов углерода.

Все живое на земле состоит из углерода. Растения берут углекислый газ из атмосферы и используют для образования сложных органических молекул. Животные получают углерод, поедая эти растения. Существует несколько форм углерода. Большинство атомов углерода имеют по 6 протонов и нейтронов и называются углерод-12. В верхних слоях атмосферы космические лучи попадают в атомы азота, создавая углерод с 8 протонами и 8 нейтронами — это называется углерод-14.

Изотопы углерод-12 и углерод-14 ведут себя одинаково, но у второго есть одно уникальное и важное свойство: он нестабилен. Как только животное или растение умирает, содержащийся в них углерод-14 начинает уменьшаться. В среднем каждые 5730 лет около половины атомов этого изотопа распадаются на азот — таков период его полураспада. После одного периода полураспада в животном останется примерно половина первоначального количества углерода-14, после еще одного — около четверти, затем — 1/8.

А вот количество углерода-12, напротив, остается прежним. Измерив соотношение углерода-14 и углерода-12, можно определить, сколько тысяч лет прошло с момента смерти. Углеродный анализ работает для окаменелостей возрастом до 60 тыс. лет, тогда как для изучения более древних останков ученые используют нестабильные элементы с гораздо более длительным периодом полураспада.