Phân tích đồng vị Carbon là gì? Tại sao nó có thể xác định niên đại trong khảo cổ
1 nămBình luận: 122
Phân tích đồng vị Carbon là gì? Tại sao nó có thể xác định niên đại trong khảo cổ
Trong bài Phát hiện xác đóng băng của sinh vật thuộc loài chó có niên đại 18000 năm, mình thấy có nhiều anh em comment hỏi bằng cách nào mà người ta có thể biết được những con số thời gian này. Do đó bài này mình sẽ chia sẻ với anh em phương pháp phân tích đồng vị Carbon để xác định tuổi của cổ vật. Ngoài phương pháp này còn có nhiều phương pháp khác, nhưng phân tích carbon vẫn là cách phổ biến nhất. Bài viết mình sẽ cố diễn đạt theo cách dễ hiểu nhất chứ không mang tính học thuật nhiều để anh em có thể dễ nắm bắt.

carbon_dating_2.jpg

Đồng vị Carbon là gì?

Theo kiến thức cấp 3, các nguyên tố hoá học đều luôn tồn tại những biến thể gọi là Đồng vị. Các đồng vị sẽ có cùng số Proton và Electron nhưng có khác số biệt về số Neutron. Chính sự khác biệt này dẫn tới số khối khác nhau cũng như các tính chất lý / hoá sẽ có sự khác nhau.

Đồng vị được phân ra làm hai dạng là đồng vị bền và đồng vị phóng xạ. Chúng ta sẽ chỉ quan tâm về đồng vị phóng xạ trong khuôn khổ bài này. Đồng vị phóng xạ có tính phóng xạ, nghĩa là hạt nhân của nó không bền vững và sẽ bị biến đổi. Với Carbon, chúng ta có 3 đồng vị chính là 12C, 13C và 14C, trong đó 14C là đồng vị phóng xạ còn 12C và 13C là đồng vị bền. 14C luôn được tạo ra ở các tầng trong khí quyển do các tia trong vũ trụ, các tia này có những hạt neutron và tương tác với 14Nito để tạo ra 14C và hạt proton.

14C này lại trải qua các phản ứng hoá học để tạo thành CO2 vào từ đó được các sinh vật hấp thụ trong quá trình quang hợp hay tiêu hoá.


carbon_dating_3.png

Một khái niệm khác có liên quan mật thiết đến vấn đề này là chu kì bán rã. Đây là thời gian mà một đại lượng sau khi biến đổi chỉ còn lại một nửa so với lượng ban đầu. Và chính chu kì bán rã là thông số quan trọng để người ta xác định tuổi của cổ vật.

Xác định niên đại bằng đồng vị Carbon-14

Vì hợp chất hữu cơ luôn tồn tại Carbon, do đó phương pháp này được sử dụng phổ biến khi cần xác định tuổi tuyệt đối của một mẫu vật hữu cơ. Ngoài Carbon, còn nhiều đồng vị phóng xạ của những chất khác được dùng trong phương pháp xác định bằng đồng vị nói chung.

Phương pháp này được phát minh bởi ông Willard Libby trên cover vào năm 1940 và chính đây đã mang về cho ông ta một giải Nobel Hoá học năm 1960. Dưới đây là nguyên lý mà phương pháp này hoạt động.
  1. Đồng vị carbon 14 là đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã là 5730 năm. Nghĩa là lấy ví dụ đơn giản nếu bạn có 4 hạt 14C, sau 5730 năm, chúng ta chỉ còn lại 2 hạt. (hoặc 1gam còn 0.5gam chẳng hạn)
  2. Khi một thực vật hay động vật sống, chúng sẽ có lượng 14C trong cơ thể xấp xỉ trong khí quyển hoặc đại dương ( đối với sinh vật dưới nước) taji thời điểm đó. Tuy nhiên sau khi chết đi, lượng 14C giảm do quá trình phân rã.
  3. Mức Carbon được dùng để so sánh tại thời điểm trong quá khứ có thể được ước lượng, hoặc lấy từ những dự kiện đã biết bằng những phương pháp gián tiếp khác, ví dụ như đếm số vòng trong thân cây rồi tính số 14C trong thân cây đó chẳng hạn. Hoặc người ta cũng có thể lấy một mẫu tham chiếu khác cùng loại nhưng có mốc thời gian ở hiện tại để tham chiếu.
  4. Người ta tiến hành đo phóng xạ để biết độ phân rã hiện tại của mẫu vật là bao nhiêu, từ đó sẽ biết được tuổi của mẫu vật bằng cách so sánh tỉ lệ với 12C hoặc với độ phsong xạ của mẫu vật tương tự đã kể trên. Đây được xem là cách cơ bản.
Lấy một ví dụ cơ bản trong chương trình Vật lý lớp 12 để anh em dễ hiểu như sau nhé:
Bằng một số công thức đơn giản, ta dễ tìm được tuổi của mẫu gỗ này là hơn 17 nghìn năm (17190 năm). Mình sẽ không trình bày cách tính để bài viết khỏi lê thê và đi xa hơn khuôn khổ của một bài giải thích thông thường. Tuy nhiên phương pháp này thường không dùng cho các mẫu vật có niên đại ước lượng hơn 50 ngàn năm vì lúc này, lượng 14C còn lại không đủ để cho một kết quả chính xác, lúc này người ta sẽ lại dùng một phương pháp khác.

Ngoài Carbon, người ta còn có thể dùng Uranium hoặc hoặc Kali-Argon (dùng cho mẫu đất) để phân tích. Bằng những phương pháp này, chính nó cũng dùng để biết tuổi của Trái Đất hoặc những thiên thạch va vào TĐ.

carbon_dating_4.jpg

Nói về con số 5730 cũng có khá nhiều thú vị. Trong một bài báo xuất bản vào năm 1949 của ông Libby, ông nêu rằng chu kì bán rã của 14C là 5720 sai số 47 năm. Nhưng sau đó, con số này được sữa thành 5568 sai số 30 năm và được dùng trong một khoảng thời gian 10 năm trời. Cho đến năm 1960, người ta chỉnh sửa lại thành 5730 sai số 40 năm cho bây giờ.

Kiến thức cơ bản là thế thôi, thật ra để cấu thành một phương pháp khoa học, cần rất nhiều lượng kiến thức mà có lẽ viết thành 10 bài trên Tinh tế cũng không đủ. Anh em muốn tìm hiểu thêm có thể đọc thêm ở link bên dưới hoặc tìm trên Google từ khoá "Carbon dating" hoặc "Radiocarbon dating" là có cực kì nhiều thông tin chi tiết khác. Trên đây là những chia sẻ kiến thức của mình, mời anh em cùng comment thảo luận nhé 😁
Tham khảo (1), (2), (3), (4)
Xưa học hoá đã biết sơ rồi. Chỉ là giờ đã quên. Hi vọng bài khoa học mod viết chuẩn 😁
xyzmen
CAO CẤP
1 năm
@nightwish47 rút ngắn bài viết lại là như vầy nè: lấy một ít chất cần đo, đốt nó đi, theo dõi độ phân rã của carbon thu được rồi đối chiếu, tính toán với độ phân rã của đồng vị tương ứng là ra được tuổi của vật cần tìm. Hok biết zậy có dễ hiểu hơn hok nữa:D:D:D
goldenstar
TÍCH CỰC
1 năm
@nightwish47 Hồi xưa học nhớ dễ lắm mà đọc bài mod viết xong thấy rối luôn. Ha ha.
xuboom2002
ĐẠI BÀNG
1 năm
@nightwish47 Thật ra thì đọc xong chỉ bt là dùng C đo tuổi thôi còn lại chịu
Mr.Fly
TÍCH CỰC
1 năm
@nightwish47 Lý chứ k phải hoá. thậm chí có bài tính tuổi mẫu vật luôn.
trước cũng có bài như thế này
Đọc xong vẫn ko hiểu gì luôn.

Để ý lỗi đánh máy nhé bạn. Thấy cũng kha khá lỗi nhưng nhắc cái quan trọng nhất là “ngoài carbon” chứ ko phải “người carbon.”
spirit3x
TÍCH CỰC
1 năm
@hakuruno đọc cũng rất dễ hiểu mà, mà cỡ như chúng ta hiểu sơ sơ vậy cũng rất thú vị rồi
@spirit3x Căn bản tại mình ko giỏi mấy môn tự nhiên, kiến thức cũ lại quên hết nên nghe nó cứ ù ù cạc cạc 😁
vnv88
TÍCH CỰC
1 năm
@hakuruno Sửa rồi mà vẫn nhiều lỗi đánh máy quá. Không phải ngu đến nỗi không hiểu mà kiểu sai nhiều như không tôn trọng người đọc, thật không hiểu sao người ta vẫn chỉ trích người góp ý.
@vnv88 Mình góp ý cốt cũng chỉ muốn họ tốt và cẩn thận hơn thôi mà chả hiểu sao có nhiều thành phần vô chửi như đúng rồi. Mà hên là mình cũng ăn nói lịch sự, nhã nhặn chứ ko phải đầu đường xó chợ mà còn vậy 😁

Mà công nhận đọc một bài viết nhiều lỗi chính tả và đánh máy thì cảm thấy ko đc người viết tôn trọng thật.
nghaimin
TÍCH CỰC
1 năm
Đây vẫn là phương pháp tốt nhất để xác định niên đại trong khảo cổ. Phóng xạ phân rã theo quy luật động học bậc 1, nên có thể ước lượng khá chính xác niên đại của vật chỉ cần đo cường độ phóng xạ của C14 thôi
princez
TÍCH CỰC
1 năm
@nghaimin Công thức tính niên đại thì học sinh cũng biết chứ nói gì đến mình 😃 nhưng mình bảo cái tên kia. "Quy luật động học bậc 1" là gì, hay là lâu quá chương trình phổ thông đổi tên rồi ?? hay nó xuất bản trên ấn phẩm nào vậy?
nghaimin
TÍCH CỰC
1 năm
@princez Phân rã phóng xạ tuân theo cơ chế A -> B + x + E, A là hạt nhân gốc, B là hạt nhân mới, x là một hạt khác, E là năng lượng giải phóng. Quá trình phân rã này là động học bậc 1, bậc 1 vì chỉ có 1 hạt nhân tham gia ở quá trình này thôi. Quy luật động học bậc 1 này được mô tả bằng phương trình các bác đã biết
princez
TÍCH CỰC
1 năm
@nghaimin Cho mình hỏi cái tên này được đặt trong chương trình sách phổ thông mới à (hồi mình học vẫn là chương trình cũ), hay đặt trong chương trình giảng dạy nào. Vì trước đây mình học phổ thông thì tên nó khác, và nếu đặt tên là "bậc..." thì chả lẽ lại có bậc 3, bậc 4... 😃
nghaimin
TÍCH CỰC
1 năm
@princez Chương trình của khối thpt chuyên bạn ạ. Cái này có trong sách vật lý và hóa học hệ chuyên. Phóng xạ thì chỉ tuân theo bậc 1, phản ứng hóa học có thể có bâc 2, hiếm khi có bậc 3 và chưa bao giờ thấy bậc 4
Prystal
ĐẠI BÀNG
1 năm
Kiến thức lý 12, có 1 câu trong thi đại học. 😁 Anh em ở đây toàn dốt hay sao mà cần phải giải thích vậy :D
zonzongl
TÍCH CỰC
1 năm
@Prystal H2 + O2 ra cái gì vậy giáo sư?
@zonzongl HOHO nhé yaosu :v
zonzongl
TÍCH CỰC
1 năm
@Vang Manucians đồng râm đây r. 😆)))
@zonzongl :vvvv
Angelas2
TÍCH CỰC
1 năm
Kiến thức vật lý cấp 3
nguyenvtu
TÍCH CỰC
1 năm
Nhân loại thật vĩ đại, nhiều lĩnh vực tưởng chừng chỉ thuộc về thần thánh bị con người chinh phục.
nhoxs2zin
TÍCH CỰC
1 năm
@nguyenvtu thần thánh thì mình không tin chứ ma thì mình tin 😁
@nguyenvtu về vụ thần thánh thì thấy bên đạo phật có vẻ hợp lý và logic của sự tiến hoá nhân loại hơn . vì các vị này từ con người tu hành mà ra , các phép thuật này nọ chắc là do truyền miệng thổi phồng từ thời thuở xa xưa .
Tanlungtung
ĐẠI BÀNG
1 năm
@palmtj27 chưa chắc đâu nhé, trong cuộc sống hàng ngày thì đạo phật là kim chỉ nam hành xử rất tốt. Tuy nhiên hiện nay khi nghiên cứu về loài người thì người ta đang dần nghĩ nhiều về Thượng đế thần thánh, có vẻ loài người và các thứ trên trái đất thuở sơ khai được tạo ra từ 1 thế lực siêu nhiên nào đó mà con người chưa biết được.
@palmtj27 Nếu tìm hiểu thì phép thuật trong Phật giáo là Thần thông đó, đệ nhất thần thông là ngài Maha Moggalyana. Phương thức của thần thông là khi sóng não người sử dụng mạnh hơn đối phương thì suy nghĩ của người sử dụng sẽ lấn át được đối phương và khiến cho đối phương tin điều nào đó là có thật.
Vd: người sử dụng cho rằng chỗ đấy có lửa, đối phương sẽ bị ảnh hưởng và tưởng rằng đó có lửa.
thuongn14
ĐẠI BÀNG
1 năm
Ôi Vật lý 12 yêu dấu. Hồi thi đại học thua ngay câu nâng cao của dạng này.
Trước giờ vẫn thắc mắc điều này, giờ hiểu sơ sơ rồi. Nhưng con số 5730 năm ở đâu ra, làm sao tính toán đươc, ngay cả con số này người ta cũng không chắc lắm nên phải thay đổi nhiều lần mới thống nhất được.
@palmtj27 đo chu vi đường tròn chia cho bán kính là ra số pi, vậy thôi
@budeptrai là một hằng số toán học có giá trị bằng tỷ số giữa chu vi của một đường tròn với đường kính của đường tròn đó.
plamduy
TÍCH CỰC
1 năm
@KeniVinh Tốc độ ánh sáng còn tính được thì cái chu kỳ bán rã này là cái j 😁
Vật lý lớp 12 kìa
olalautc
ĐẠI BÀNG
1 năm
Chỉ cần biết là dựa vào chu kì phân dã của cacbon. Cơ bản vậy. Chứ để đi vào chi tiết thì thật sự khó và khá trừu tượng.
Tùng08800
ĐẠI BÀNG
1 năm
Dân công nghệ đơn thuần nên đọc vẫn thấy khó tiêu hoá hết 100%
anphuc1
TÍCH CỰC
1 năm
Mình nhớ là hồi kia người ta nói lý do sử dụng đồng vị cacbon vì chu kỳ bán rã vừa phải để xác định niên đại của các mẫu vật<1 trăm nghìn năm , còn các đồng vị khác có chu kỳ bán rã quá nhanh(vài giây) hoặc quá lâu(hàng triệu năm) nên rất khó xác định hoặc xác định được cũng rất tốn kém
Thật ra chỉ là giả định, nhỡ sau này con số 5730 lẠi thay đổi thì các chế có tính dc bài viết này dc tính ra sao hơm hihi
cơ bản là vậy, kiến thức ít dùng rồi sẽ quên 😃
tiendung.exe
ĐẠI BÀNG
1 năm
Cứ để các nhà hóa học, khảo cổ làm việc. Việc của chúng ta là ngồi xem và "Wow!"
Ba Con Heo
ĐẠI BÀNG
1 năm
Học cấp 3 xem quên nhờ mod nhắc bài 😁
Nguyenbao04
ĐẠI BÀNG
1 năm
chưa học tới nhưng cũng dễ hiểu
phamngoc6496
ĐẠI BÀNG
1 năm
Học từ ngày xưa rồi. Mà quên gần hết r
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store



Cộng đồng nổi bật




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2020 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019