致命的误差

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“试试这个看!”龙教授指着另外的几台地质年代测量仪说道。

所成列的都是年代测量仪,虽然各自的量程和绝对精度不同,但都属于放射性定年法。

放射性定年法:放射性定年法是根据地壳内某些放射性元素,如铀,自然蜕变成另一种较轻的元素来推定年代的方法,放射性元素在经过数百年后,它的原子会一个接着一个的从原子核中放出粒子,而转变成另一种稳定而较轻的元素。例如放射性铀会转变成稳定的铅。这个过程虽然进行的十分缓慢,但却很有规律。科学家们时事分析岩石样本,测量其中放射原子与稳定原子的比例,以推测岩石的年龄。

(1)原理:

地层中含有各种元素,有写元素含有各种同位素,不稳定的同位素之原子核会依一定的速率放出α、β粒子、γ射线,直到成为稳定的元素。

(2)方法:

科学家利用放射性同位素的半衰期,来测得岩层及其中所含化石的年代。

半衰期:放射性元素的量减少一半所经历的时间。

(3)测定方法:常用的有三种:

A铀铅法

测定百万年以上的岩石。

铀的半衰期45亿年U238→Pb206

B.钾氩法

测定介于3万年到百万年之间的化石

钾40半衰期约为13亿年

C.碳14法

测定三万年以内的岩石,

碳14半衰期约为5692年

一般来说,半衰期的长短,不受压力、温度等因子的影响,因此所测定的时间相当可靠,但测定的年代不是特别的久远;半衰其时间甚长,虽然可以测定很古老的年达,但测定的年代有时会有很大的差距,因而由于测定的技术的不断改进,因此测定的年代也一直在修正。

由于不同的放射性元素的半衰期是不同的,加之种可发生放射性衰败的核素类繁多,因而长短差别很大,短的远小于毫秒,如钛-46的半衰期只有0.006秒;半衰期为长的可达数数亿年,如半衰期:U238=45亿年..U235=7亿年,U234=25万年...

玉璧再次通过各种不同的地质年代测定仪,出来的结果理所当然是有差异的!但令人吃惊的是除了碳14测定的之外,其余的半衰期长的测出来的值一直趋于1.3亿年!

“怎么搞的?”大家不约而同的问道。

“应该,应该是1.3亿年!”龙教授只是做了自己的判断,并没有给出最终的答案。

月如钩:“为什么呢?”

风十一:“这是怎么回事?”

花の雨:“到底是多少嘛!”

雪狼:“太古老了吧?”

龙教授做了比较合理的解释:碳-14自上世纪五十年代,美国化学家Willard Frank Libby发展出这项技术并因此而获1960年诺贝尔奖。以后,她就是考古中地址年代尤其是3-5万年以内的地质年代中最为常用也最为可靠的方法,但由于碳-14的半衰期决定了他的量程,因而有一定的限度,超过限度,就有可能出现偏差或错误。

由于碳-14产生的速率与衰变的速率极为接近,所以,亘古以来,地球上碳-14的含量一直十分稳定。

例如,万亿分之一的二氧化碳当中的碳原子就是碳-14。

植物行光合作用把空气中的二氧化碳制造成养分贮存在体内时,一直吸收累积碳-14,而这些碳-14也不断地衰变损耗掉。

只要这株植物还活著,其体内碳-14的含量就会一直保持著与外界相同的万亿分之一这个定值。

但如果这株植物死亡了,体内碳14不再获得补充。但体内碳-14的衰变则还在继续进行著。

因此,死亡植物体内的碳-14所占的比率与外界相比,就一天天地减少了。 同理,植物被动物食用,碳14又会进入动物体内。

因而,只要测定动植物体内剩下的碳-14的含量,就可推断其年代。 碳-14的半衰期是5,720年。也

就是说经过5,720年后,死亡动植物体内的碳-14含量只有原来的一半,只占全部碳的一兆分之0.5了。

如果经过两个半衰期的时间也就是11,440年,死亡动植物体内的碳-14含量只有原来一半的一半,也就是只占全部碳的一兆分之0.25了,以此类推。

与任何技术一样,这项技术有诸多局限。例如,我们设想,地球上碳-14的含量一直十分稳定,但实际上这项比率古今可能会有一定的不同。

例如1955至1963年大气核实验高发期,碳-14的含量就有显著升高。而且即使仪器再精良,要测量出一兆分之零点几的尺度难免会有误差。

另外,待测古物的年代不能太久远,如果超过三个碳-14的半衰期,也就是一万七千多年以上的话,碳-14含量少于一兆分之0.125,测量的误差就会加大,用以估计年代,就不甚可靠了。如果是太近代的物品,就更适用这种方法。

这个方法仅限用于含有碳的古物,如木简,丝绢,绵麻,纸张,木棺,木炭,贝壳,炭化种子,骸骨等,但对于青铜,铁器,玉器等古物就无能为力了。

虽然,也有变通的办法:就是用同一墓穴遗址中其他含碳的物品来计年,如当时工人所遗留锄,斧等工具的木质柄,或是冶炼铜矿时残留的木材燃料等,但如果不是同一个时代的,那么自然而然也就会出现错误!

“哦!我们明白了!”

“待会儿打个电话问问常宽博士,看看他们发掘出来的东西”龙教授很平静的说道,“不过也只能做为参考,木质非玉质、此物非彼物……”

“呵呵,看不出来,教授还是一个有很高文学造诣的人呀!” 花の雨半开玩笑半吹捧道。

“是呀!教授的悟道境界蛮高的嘞!”雪狼也来了一句,顺带给教授吹捧一下。

“呵呵!”龙教授漏出了久违的笑容,“俗话说,活到老、学到老嘛!”

看来,我们的龙教授是不是要飞龙在天呢......