Радиоуглеродный метод Система 14 C – 14 N
Углерод элемент IV группы таблицы Менделеева; имеет 2 стабильных изотопа 12 C = 98, 89% и 13 C = 1, 11%; 4 радиоактивных, период полураспада трёх из которых очень мал: 10 C – 19, 1 сек 11 C – 20, 4 мин 15 C – 2, 4 сек 14 C – 5730 лет Содержание 14 C не превышает миллионных долей %, ещё меньше 11 C и 15 C (по правилу четности). Известно 112 минералов – носителей углерода. Свободный С находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода – природные карбонаты и горючие ископаемые.
Нахождение в природе Содержание углерода в земной коре 0, 1 % по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода в виде природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих ископаемых — антрацит (94— 97 % С), бурые угли (64— 80 % С), каменные угли (76— 95 % С), горючие сланцы (56 — 78 % С), нефть (82— 87 % С), горючих природных газов (до 99 % метана), торф (53— 56 % С), а также битумы и др. В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО 2, в воздухе 0, 046 % СО 2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).
Азот – элемент V группы таблицы Менделеева Атомная масса 14 а. е. м. Степени окисления – 3, +5 Азот имеет 2 стабильных изотопа: 14 N = 99, 64% 15 N = 0, 36% Искусственно получены четырнадцать радиоактивных изотопов азота с массовыми числами от 10 до 13 и от 16 до 25. Все они являются очень короткоживущими изотопами. Самый стабильный из них 13 N имеет период полураспада 10 мин.
Распространённость Кларк в з. к. – 1, 9*10 -2% масс.
Содержание в различных геосферах Азот – четвертый по распространенности элемент Солнечной системы. Главным резервуаром N является атмосфера – 75, 6% В морской воде – 5*10 -5% В биосфере Содержание N в мантии намного больше, чем в почве. Такое соотношение заставляет предположить, что главным источником N служит верхняя часть мантии, откуда он поступает В другие оболочки Земли с извержениями вулканов.
Принципы 14 C – метода датирования В настоящее время известно, что 14 C образуется в атмосфере по различным ядерным реакциям при взаимодействии вторичных нейтронов со стабильными изотопами N, O и C. Наиболее важная реакция: Образовавшиеся атомы 14 C переходят в молекулы 14 CO 2 Происходит быстрое перемешивание 14 CO 2 в атмосфере и гидросфере, и концентрация 14 CO 2 становится постоянной. Она остаётся постоянной, так продолжающийся распад 14 C уравновешивается его образованием в атмосфере Молекулы CO 2 попадают в ткани растений в результате фотосинтеза, далее в организмы животных. Концентрация 14 C в живых тканях постоянная, поскольку продолжающийся распад 14 C уравновешивается его поглощением из атмосферы
Когда растение или животное умирает, поглощение 14 C из атмосферы прекращается, и в результате радиоактивного распада активность 14 C начинает уменьшаться. При распаде испускается бета-частица и образуется стабильный изотоп 14 N
Если жизнедеятельность организма прекратилась, то обмен углеродом также прекращается и активность 14 C уменьшается со временем в соответствии с периодом полураспада = 5730 лет. Измерив остаточную активность 14 C, по этому графику можно определить углеродный возраст образца.
Применение радиоуглеродного метода Лучший метод для датировки осадочных пород Палеонтология плейстоцена, эоплейстоцена