Мы знаем, что все живое построено на углероде.

Мы знаем, что все живое построено на углероде.

На Земле углерод представлен тремя изотопами с разными массами. Изотопы — разновидности атомов, которые между собой отличаются количеством нейтронов.

12C и 13C изотопы стабильные, а 14C радиоактивен, т.е склонен к спонтанному изменению состава или внутреннего строения.

Образование радиоактивного углерода в атмосфере Земли происходит за счет столкновения атомов азота с нейтронами космических лучей. Пример этого процесса вы увидите на картинке ниже.

14C, как и обычный углерод, вступает в реакцию с кислородом, образуя углекислый газ, который нужен растениям в процессе фотосинтеза. Люди и животные, в свою очередь, употребляют растения и изготовленные из них продукты в пищу, усваивая таким образом и углерод-14.

В любой биологической органике соотношение радиоактивного и стабильного углерода всегда постоянно. Этот факт использовал американский ученый Уиллард Фрэнк Либби, чтобы разработать в 1950-е годы метод радиоуглеродного определения возраста. В 1960 году он получил за это Нобелевскую премию по химии.

 В чем же заключается его метод?

Пока организм живой, происходит постоянный обмен углерода, поэтому соотношение С14/С12 остается неизменным. Но после смерти организма обмен углерода прекращается, количество стабильного С12 не изменяется, а вот радиоактивный изотоп С14 начинает распадаться, поэтому со временем в останках его становится меньше. Кстати, период полураспада этого изотопа длится примерно 5730 лет.

Соответственно, пропорции всех трех изотопов по отношению к друг другу изменяются и по изменениям можно определить сколько времени прошло с момента смерти растения или животного.

 Получается, радиоуглеродный анализ – метод датирования биологических останков, материалов биологического происхождения путём измерения содержания в материале радиоактивного изотопа 14C по отношению к стабильным изотопам углерода.

С помощью ускорительной масс-спектрометрии мы получаем нужные даты, исследуя количество С14 в останках:

 Возникает вопрос: есть ли всё-таки предел времени датирования образцов у этого метода?

Предельный возраст образца, который может быть точно определен радиоуглеродным анализом - около 50 000 - 60 000 лет.

 Одной из наиболее известных датировок, полученных радиоуглеродным датированием - это Тирольский ледяной человек или Эци. Эци - мумия, обнаруженная в леднике на севере Италии в 1991 году. Исследования показали, что возраст Эци на момент его смерти был около 50 лет. Он жил 3300 — 3000 лет до н. э.

Татуировка Эци в районе колена.

Всего на его теле насчитали 57 татуировок, состоящих из крестов, линий и точек. Есть предположение, что татуировки Эци – это не украшение, а следы лечения.

Мумия Эци, выставленная в экспозиции южно-тирольского музея археологии в Бользано, Италия. Внутри саркофага воссозданы условия ледника, который сохранял мумию более пяти тысяч лет.

Если ученым успешно удалось определить временные рамки, в которых жил ледяной человек, значит ли это, что радиуглеродный анализ никогда не будет давать сбои? Этот вопрос до конца не изучен, но пока что известен один фактор, осложняющий радиоуглеродное датирование — эффект изотопного фракционирования.

Фракционирование — процессы, изменяющие массу изотопов и их относительное содержание в образце.

Мы уже знаем, что радиоуглеродное датирование основывается на измерении концентрации радиоактивного изотопа 14С в образцах. Но содержание 14С может меняться из-за нарушения естественного соотношения изотопов, поэтому и существуют другие методы, позволяющие нам провести более точное исследование. А на эту тему мы поговорим с вами в следующий раз, если мои мозги не поплывут.

Сегодня вы узнали с помощью чего можно узнать возраст биологического материала и увидели останки ледяного человека :)