«Что случилось с климатом»
Как устроен радиоуглеродный метод датирования
Лето 2023 года может стать самым жарким в истории. Все благодаря волнам жары, которые происходят все чаще в результате изменения климата. По прогнозам экспертов Всемирной метеорологической организации (ВМО), к середине века жаркая погода будет угрожать здоровью половины населения Европы. В книге «Что случилось с климатом» (издательство «Paulsen») химик Рамиз Алиев рассказывает, насколько сильно мы влияем на климат планеты и чего стоит ожидать в будущем, а также знакомит читателя с основными понятиями и элементами климатической науки. Оргкомитет премии «Просветитель» включил ее в длинный список из 20 книг, среди которых будут выбраны финалисты и лауреаты премии. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным радиоуглеродному методу датирования, который помогает определять возраст природных изменений.
Радиоуглеродный метод датирования
Некоторые ядра атомов с течением времени самопроизвольно распадаются, превращаясь в другие, более устойчивые. Этот процесс называется радиоактивностью, или радиоактивным распадом. При радиоактивном распаде выделяется энергия в форме электромагнитного излучения и/или кинетической энергии испущенных при распаде заряженных частиц. Например, ядро углерода-14 превращается в ядро азота-14 с испусканием электрона (бета-частицы). Уран-238 превращается в торий-234 с испусканием ядра гелия (альфа-частицы). Скорость радиоактивного распада для каждого типа радиоактивных ядер (или, как говорят физики, для каждого радионуклида) постоянна. Мерой ее служит период полураспада — время, за которое распадается половина имеющихся в наличии ядер. Так, в приведенном примере период полураспада урана-238 составляет 4,468 млрд лет, а углерода-14 — 5730 лет. Скорость радиоактивного распада не зависит ни от температуры, ни от давления, ни от времени, ни от каких-либо других факторов. Из постоянства периода полураспада следует, что, в принципе, каждый радионуклид может быть использован как хронометр для определения возраста тех или иных объектов. По скорости радиоактивного распада урана был определен возраст Земли (Patterson, 1956).
Еще в 1939 г. профессор Нью-Йоркского университета Серж Корфф обнаружил, что космические лучи при взаимодействии с атмосферой образуют нейтроны. Он же первым заинтересовался дальнейшей судьбой этих нейтронов и предположил, что они должны взаимодействовать с ядрами азота — основного компонента атмосферы, давая радиоактивный изотоп углерода