致命的誤差

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“試試這個看!”龍教授指着另外的幾臺地質年代測量儀說道。

所成列的都是年代測量儀,雖然各自的量程和絕對精度不同,但都屬於放射性定年法。

放射性定年法:放射性定年法是根據地殼內某些放射性元素,如鈾,自然蛻變成另一種較輕的元素來推定年代的方法,放射性元素在經過數百年後,它的原子會一個接着一個的從原子核中放出粒子,而轉變成另一種穩定而較輕的元素。例如放射性鈾會轉變成穩定的鉛。這個過程雖然進行的十分緩慢,但卻很有規律。科學家們時事分析岩石樣本,測量其中放射原子與穩定原子的比例,以推測岩石的年齡。

(1)原理:

地層中含有各種元素,有寫元素含有各種同位素,不穩定的同位素之原子核會依一定的速率放出α、β粒子、γ射線,直到成爲穩定的元素。

(2)方法:

科學家利用放射性同位素的半衰期,來測得岩層及其中所含化石的年代。

半衰期:放射性元素的量減少一半所經歷的時間。

(3)測定方法:常用的有三種:

A鈾鉛法

測定百萬年以上的岩石。

鈾的半衰期45億年U238→Pb206

B.鉀氬法

測定介於3萬年到百萬年之間的化石

鉀40半衰期約爲13億年

C.碳14法

測定三萬年以內的岩石,

碳14半衰期約爲5692年

一般來說,半衰期的長短,不受壓力、溫度等因子的影響,因此所測定的時間相當可靠,但測定的年代不是特別的久遠;半衰其時間甚長,雖然可以測定很古老的年達,但測定的年代有時會有很大的差距,因而由於測定的技術的不斷改進,因此測定的年代也一直在修正。

由於不同的放射性元素的半衰期是不同的,加之種可發生放射性衰敗的核素類繁多,因而長短差別很大,短的遠小於毫秒,如鈦-46的半衰期只有0.006秒;半衰期爲長的可達數數億年,如半衰期:U238=45億年..U235=7億年,U234=25萬年...

玉璧再次通過各種不同的地質年代測定儀,出來的結果理所當然是有差異的!但令人吃驚的是除了碳14測定的之外,其餘的半衰期長的測出來的值一直趨於1.3億年!

“怎麼搞的?”大家不約而同的問道。

“應該,應該是1.3億年!”龍教授只是做了自己的判斷,並沒有給出最終的答案。

月如鉤:“爲什麼呢?”

風十一:“這是怎麼回事?”

花の雨:“到底是多少嘛!”

雪狼:“太古老了吧?”

龍教授做了比較合理的解釋:碳-14自上世紀五十年代,美國化學家Willard Frank Libby發展出這項技術並因此而獲1960年諾貝爾獎。以後,她就是考古中地址年代尤其是3-5萬年以內的地質年代中最爲常用也最爲可靠的方法,但由於碳-14的半衰期決定了他的量程,因而有一定的限度,超過限度,就有可能出現偏差或錯誤。

由於碳-14產生的速率與衰變的速率極爲接近,所以,亙古以來,地球上碳-14的含量一直十分穩定。

例如,萬億分之一的二氧化碳當中的碳原子就是碳-14。

植物行光合作用把空氣中的二氧化碳製造成養分貯存在體內時,一直吸收累積碳-14,而這些碳-14也不斷地衰變損耗掉。

只要這株植物還活著,其體內碳-14的含量就會一直保持著與外界相同的萬億分之一這個定值。

但如果這株植物死亡了,體內碳14不再獲得補充。但體內碳-14的衰變則還在繼續進行著。

因此,死亡植物體內的碳-14所佔的比率與外界相比,就一天天地減少了。 同理,植物被動物食用,碳14又會進入動物體內。

因而,只要測定動植物體內剩下的碳-14的含量,就可推斷其年代。 碳-14的半衰期是5,720年。也

就是說經過5,720年後,死亡動植物體內的碳-14含量只有原來的一半,只佔全部碳的一兆分之0.5了。

如果經過兩個半衰期的時間也就是11,440年,死亡動植物體內的碳-14含量只有原來一半的一半,也就是隻佔全部碳的一兆分之0.25了,以此類推。

與任何技術一樣,這項技術有諸多侷限。例如,我們設想,地球上碳-14的含量一直十分穩定,但實際上這項比率古今可能會有一定的不同。

例如1955至1963年大氣覈實驗高發期,碳-14的含量就有顯著升高。而且即使儀器再精良,要測量出一兆分之零點幾的尺度難免會有誤差。

另外,待測古物的年代不能太久遠,如果超過三個碳-14的半衰期,也就是一萬七千多年以上的話,碳-14含量少於一兆分之0.125,測量的誤差就會加大,用以估計年代,就不甚可靠了。如果是太近代的物品,就更適用這種方法。

這個方法僅限用於含有碳的古物,如木簡,絲絹,綿麻,紙張,木棺,木炭,貝殼,炭化種子,骸骨等,但對於青銅,鐵器,玉器等古物就無能爲力了。

雖然,也有變通的辦法:就是用同一墓穴遺址中其他含碳的物品來計年,如當時工人所遺留鋤,斧等工具的木質柄,或是冶煉銅礦時殘留的木材燃料等,但如果不是同一個時代的,那麼自然而然也就會出現錯誤!

“哦!我們明白了!”

“待會兒打個電話問問常寬博士,看看他們發掘出來的東西”龍教授很平靜的說道,“不過也只能做爲參考,木質非玉質、此物非彼物……”

“呵呵,看不出來,教授還是一個有很高文學造詣的人呀!” 花の雨半開玩笑半吹捧道。

“是呀!教授的悟道境界蠻高的嘞!”雪狼也來了一句,順帶給教授吹捧一下。

“呵呵!”龍教授漏出了久違的笑容,“俗話說,活到老、學到老嘛!”

看來,我們的龍教授是不是要飛龍在天呢......