Углерод-14

Датирование органических веществ по содержанию в нем С14 — широко распространенный метод. Он основан на том, что при жизни организма углерод органических веществ находится почти в равновесии с углеродом атмосферы, т. е. отношение между радиоуглеродом С14 и стабильным углеродом такое же, как и в атмосфере. После смерти организма поступление атмосферного углерода в организм прекращается, а радиоуглерод начинает распадаться, в связи с чем отношение С14 к С12 и С13 со временем уменьшается. Это отношение можно использовать при определении возраста древних органических веществ. Углерод-14 дождевой воды и вод небольших поверхностных водоемов также почти равновесен С14 атмосферы. Если указанные воды будут погребены под землей, отношение радиоуглерода и стабильного углерода с течением времени уменьшится. По содержанию С14 можно определить возраст подземной воды, если извлечь из нее весь углерод, значительная доля которого находится в виде карбонатных ионов, и подсчитать его активность. К сожалению, карбонаты многих подземных вод поступают из различных источников, среди которых атмосфера имеет второстепенное значение. Вода, просачивающаяся на большие расстояния от поверхности земли до свободной поверхности подземных вод, встречает на своем пути большие количества СO2, содержащиеся в почвенной атмосфере, которые образовались в результате разложения древних погребенных органических веществ. Растворение карбонатных минералов и, возможно, в некоторой степени анионный обмен способствуют поступлению карбонатов в воду, которая могла не соприкасаться с атмосферой в течение миллионов лет и по этой причине не содержит измеримого количества С14. Поэтому радиоуглеродный метод датирования подземных вод обычно дает завышенный возраст. Предварительные работы Мюнниха и Фогеля показали, что С14 в современных подземных водах на 85% состоит из С14 современных пород. Если это так, то определение возраста воды с помощью С14 дает более точные результаты, чем на основании общих геологических данных. Довольно точно можно определить возраст воды пустынных районов, где вода фильтруется через песчаные водоносные горизонты, свободные от карбонатов и органического вещества. Данные датирования воды на Аравийском полуострове и в Египте показывают, что возраст многих глубоко залегающих вод более 10 тыс. лет, а некоторых более 30 тыс. лет.

 Разрез водоносного горизонта
Рис. 5.2. Разрез водоносного горизонта, вскрываемого группой скважин в районе Уортон, штат Нью-Джерси. Нижняя граница питания проведена по данным тритиевого анализа. Числа около скважин означают количество тритиевых единиц в пробах воды, взятых с различных глубин.

Естественный углерод современного биологического происхождения имеет активность около 16 распадов в 1 мин на 1 г. Это означает, что вода, содержащая 150 ч. на 1 млн. НСO3 и берущая весь свой углерод из атмосферы или в результате распада современного органического вещества, имеет активность 2,1·10-10 мккюри/мл, что гораздо ниже максимально допустимой концентрации для питьевой воды. В отличие от количеств Н3 и Cl36 общее содержание С14 в атмосфере увеличилось в результате ядерных испытаний всего на несколько процентов по сравнению с уровнем до 1954 г.

 
< Пред.   След. >