碳14定年法的精度為何呢? - 地球科學討論

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By Rebecca
at 2011-12-21T00:54

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rbh:第四段(一條一比一的直線那段)不太瞭解 能不能講深入一點? 07/24 01:03
ccc73123:就是說半衰期和對應的年代並不是直線 而是一條曲線 07/24 22:11
ccc73123:因為半衰期是牽涉到指數函數 所以不是固定斜率 07/24 22:13

不好意思今天才看到推文,在這邊嘗試回應
有講的不清楚或是有錯的地方還請大家多多幫忙指教

這裡講的一比一的線是指說,理論上我們都希望透過定年之後算出來的年代

就可以是"真"的年代,但是碳十四在這件事情上沒辦法

通常需要作一件事情就是去對校正曲線去找到對應的曲線

校正曲線大概是長這個樣子
http://0rz.tw/gUL44

左邊Y軸代表的是透過碳十四定年後用半衰期算出來的年代
所以叫radiocarbon age, X軸則是我們真的想知道的年代叫做calender age or cal

大家如果一看就會發現這兩條線並不是落在同一條1:1的線上
而且他看起來也不是一個簡單的代數,他們的關係會隨著時間改變
這條曲線就是碳十四的校正曲線

大家可以想像看看,你怎麼會知道某個東西它的radiocarbon age 會跟cal age不一樣
呢?一定是因為有某個東西,你已經知道他的年代了,然後你去定他的碳十四
所以就會得到radiocarobn age vs cal age的關係了

目前大概普遍上有幾種做法
1. 樹輪:這個是最精確的,你可以看到圖上靠近現代密密麻麻的綠色的點大概都是樹輪
好處是可以做到一年一年的推算,但是超過兩萬年以上的樹木就很難找到,所以年代
沒辦法推到很老

2. 湖泊紋泥層:原理同上,高緯度地區冬夏季節湖泊的沈積物性質差異大,所以會有
季節性的紋泥層,一層一層數就可以知道年代,在同時定同層位的碳十四年代
缺點是,萬一沈積不連續呢?中間要是有斷掉的話,就會有誤差,還有
大的湖泊通常也要考慮儲藏庫年代的變化,而這個差值有可能會隨著時間改變

3. 珊瑚:珊瑚的好處在於可以同時定鈾釷的絕對年代與碳十四,也可以做到很老
缺點是保存良好的珊瑚非常難找,而且單一珊瑚的年代沒辦法橫跨很長

4. 深海岩心:原理跟湖泊很像,有些地方的海洋會有季節性的缺氧,所以會有很高解
析度的季節性的沈積物(Cariaco basin or Santababra Basin)同理一層一層數
就可以推測cal age, 在定radiocarbon age就可以了,問題也根湖泊很像,沈積不
連續或是儲藏庫年代變化就很容易有誤差

5. 石筍:最新的方法,石筍可以跟珊瑚一樣有絕對定年,又是CaCO3的組成
也可以定14C, 主要的問題來自於沈澱石筍的液體來自於洞穴上方的地下水
地下水向下穿透土壤與上方岩層的時候,有沒有攜帶比較老的碳進入石筍中呢?
這個老碳的量會隨著時間變化嗎?

以上是作校正曲線的方法
回到一個基本的問題:為什麼碳十四年代跟校正曲線年代會不match呢?
問題只有兩個,但很難回答,就是input and out put
1. 14C的產量不是恆定的
2. 14C在地球的各系統間循環的速度也不是固定的

1. 14C上文提到,是宇宙射線打到大氣層頂的15N形成的
宇宙射線進入地球的量,會隨著附近星體的改變,太陽活動的強弱,地球磁場的強弱
而變化,這些隨著時間不斷變化的改變量都不是很容易可以評估的出來的

2. 14C也會隨著生物,海洋對CO2的吸收而改變,所以在冰期間冰期,如果深海的循環
變慢,地表植物與動物的量改變,都會影響到14C再不同系統間的量的改變

這些問題綜合出來的結果就是造成了我們還需要校正曲線的原因
而這個校正曲線的工作也不斷地在進行中

主要有三個program網路上都可以找到
CALIB (現在應該是6.0版了)

CALPAL

還有Fairbank的實驗試做的程式
http://radiocarbon.ldeo.columbia.edu/research/radiocarbon.htm

根據所定年的材料都會有不同,拿東西去定年,跟拿到年代後
都一定還要好好想清楚這個年代代表的意義!

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讓我們起來吧!!
用狂飆的熱情和鐵般的理智
創造我們的世紀!!!!

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Andrew avatar
By Andrew
at 2011-12-21T16:53
第四段(一條一比一的直線那段)不太瞭解 能不能講深入一點?
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By Franklin
at 2011-12-22T08:52
就是說半衰期和對應的年代並不是直線 而是一條曲線
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By Eden
at 2011-12-23T00:50
因為半衰期是牽涉到指數函數 所以不是固定斜率
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By Zora
at 2011-12-23T16:49
羅莉是世上最可愛的生命型態。
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at 2011-12-24T08:48
樓上........
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at 2011-12-25T00:46
羞>///////<
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at 2011-12-25T16:45
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at 2011-12-26T08:44
推!

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By Sarah
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