碳十四（碳14）定年法
2011-12-02 10:39:18   来源：   点击：

考古学的定年方式主要分为两大类：相对年代与绝对年代。前者系指以考古学最基本的层位学与类型学的观念，推知考古遗址或文化前後的时代排序关系，但不清楚确切的年代；後者则是利用一些新的技术，得知考古遗物距今的确实年代。後者中又以碳十四定年法最为人所知，也是台湾考古学界最常用的定年法。

碳十四定年法於1949年由物理学家J. R. Arnold和W. F. Libby建立。碳十四为自然界中三种碳的同位素之一(另外两种为碳十二与碳十三)，因为只有其具有放射线，因此又称为放射性碳，碳十四会放射β粒子蜕变为氮十四，半衰期为5730±40年。最初，外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，大气高空层中宇宙射线中子和大气氮核起核反应生成碳十四，碳十四会与氧气结合成氧化碳分子，其化学性与二氧化碳相同，与二氧化碳混合参加自然界碳的交换循环运动，因此，凡是和大气中的二氧化碳进行过直接或间接交换的含碳物质都包含碳十四。

由於生物体与大气经常发生交换，因此衰变掉的碳十四可经常获得补充，一旦生物体死亡後，其体内的碳十四得不到补充，无法参加循环，就会开始衰变，也就是每5730±40年，其放射性水平就会降为原有水平的一半。科学家就是利用这一点，以现代碳十四的放射水平作为标准(这当然是使假定这种碳十四的现象几万年来都没有改变)与欲测量的标本中的碳十四相比较，由此推算出标本碳十四死亡或停止交换的年代。

此法建立之後，就成为史前考古学的重要工具，为考古学史划时代的标竿。值得注意的是，由於衰变周期之故，此种定年法较适用於对数千年至七万五千年前左右的标本进行断代。考古遗址中常见可供此法断代的物质包括木头、木炭、植物种子、贝壳、编织物、毛发、骨头、泥炭、含炭沉积物等等，但是并不是所有的遗址都有适合测定的标本。

此外，使用碳十四定年法也非完全没有误差。首先，实验室所发表出来的年代数据都会标示出年代误差，这是统计学上的标准误差。另外，根据树木年轮的研究，碳十四的浓度并不如预期的没有变化，学者因此依树木年轮的断代做出一个校正量表，由此校正碳十四的测定年代。最後，标本本身、采集过程、实验过程都有可能使测定结果发生误差，因此考古学者通常需要经过多次测定，才能确定遗址或遗物的年代。

参考资料

1. 殷玮璋编
2. 1985 《考古学田野工作手册》，明文书局
3. Brian M. Fagan
4. 2003 Archaeology: a brief introduction, 8th ed., Prentice Hall