能根據碳14檢測人的年齡嗎?


同位素測年的原理是活的東西死掉後,或者死的東西被埋掉後就不跟大氣有物質交換了,因此隨著時間變長,放射性同位素的含量會變低。另一方面,由於自然界各種循環的存在,大氣中碳14的含量可以認為不變(其實還是變了的)。這樣兩相一比較,就可以通過兩者C14的含量差別以及C14的半衰期來斷代。

需要注意的是C14的半衰期大概在5570年,誤差30年。而斷代結果跟半衰期是指數關係,因此測年的誤差一般情況下遠大於30年。此外,誤差還跟C14含量的測定有關,這一點還受到分析手段的限制。


這個問題十分有趣,知乎上從前有帖子講過這個問題(有哪些神一般的實驗設計? - 知乎用戶的回答)。一般而言,14C 是不能用於測定人的年齡的,因為其半衰期太長,但 1950 年之後的樣品卻可以,其原因是環境中的 14C 含量隨著人類地面核試驗的影響而反常升高,從而提供了一個弛豫的 14C 含量峰。前不久剛寫了一篇小文《Bomb Pulse Biology——原子彈炸出來的生物學》,簡單介紹了這個問題:

1945 年 7 月 16 日,美國在新墨西哥州的荒漠中爆炸了人類第一顆原子彈「The Gadget」,這也是有記載的人類第一次核武器試驗。早期的核武器試驗以及兩次核武器投入實戰都是在大氣層中進行的,造成了嚴重的生態後果。爆炸產生的放射性殘留物不僅落在當地,還隨著大氣環流進入到全球環境中,造成世界範圍內的放射劑量的上升。為了避免進一步軍備競賽和防止大氣層核試驗造成更嚴重的放射性污染,1963 年 8 月美、蘇、英三國在莫斯科簽訂《部分禁止核試驗條約》,禁止了除地下核試驗之外的一切核試驗。1996 年,各主要有核武器國家簽署《全面禁止核試驗條約》,此後人類核試驗基本停止。

大氣層核試驗的一個重要後果是使得放射性同位素在世界範圍內的丰度顯著上升。由於碳元素的特殊重要性,在 1940 年發現其放射性同位素 14C 後不久,對環境中 14C 自然本底含量及其歷史水平的研究就已經開始。近一萬年以來,14C 的產生與衰變長期隨宇宙射線通量漲落在一定範圍內漲落。核試驗積累的 14C 造成大氣層中 14C 含量的急速上升。從 1950 到 1963 年全面停止大氣層核試驗期間,對流層中的 14C 含量增加了將近一倍,造成了一個非常顯著的峰值,這被稱為 14C 含量的「Bomb Pulse」(核爆突躍),如下圖所示。大氣層中 14C 的產生自然導致海洋、陸地和生物體內 14C 含量的升高。此後,由於大氣層核試驗的停止和生物圈、水圈以及岩石圈的吸收,14C 在大氣層中含量以指數形式減少。

「Bomb Pulse」早期被用於地球化學等研究,但在生命科學中的研究直到最近十年才得到發展。大多數生物的正常壽命遠遠小於 14C 的半衰期 5730 年,這使得利用 14C 標記生命體的年齡和發育基本上是不可能的。但如果環境給生物體造成一個 14C 含量的突增和隨後的弛豫過程,並且這一突增和弛豫的時間尺度與研究對象的時間尺度可以比擬,就可以利用這一過程的表觀動力學行為分析此類問題。「Bomb Pulse」正是滿足條件的環境擾動,它造成生活在1955年之後的不同年齡的生物樣本具有不同的 14C 丰度,從而為確定這些樣本的年代提供了條件。14C 定年法測定的樣品年齡與實際年齡的關係如下圖所示,可看出此方法具有很高的準確性。研究者只需要藉助諸如加速器質譜(AMS)之類的快速高分辨質譜分析手段,輔之以適當的數學建模,就可以解決問題,有人將其命名為「Bomb Pulse Biology」。

2005 年,瑞典卡羅琳斯卡學院(Karolinska Institutet)的 Jonas Frisén課題組在 Cell 上發表封面文章 Retrospective Birth Dating of Cells in Humans(人類細胞的可追溯定年法),首次系統性地建立了利用 14C Bomb Pulse 測定人類細胞年齡的方法。他們通過測定不進行有絲分裂的細胞核中 DNA 分子的 14C 相對含量來確定細胞年齡,並在隨後的工作中陸續研究了神經細胞、心肌細胞和脂肪細胞在成年後的再生情況,證明這些傳統上被認為難以更新的細胞在人體內依然存在著再生行為。這可謂是核爆炸給科學界帶來的意外發現。

不僅如此,利用 Bomb Pulse 的 14C 定年法還在犯罪取證和法醫學中有著重要應用。過去人們難以確認近百年中有機物質的生產時間,使得在某些案件中確定罪證變得十分困難,而這一方法就可以相當精確的確定有機物的生產時間。對 1958 年到 1997 年間的紅酒中的乙醇進行 14C 含量分析進而確定生產年份,其精確度可以達到 1 年以內,對於 1992 年到 1995 年間生產的可卡因進行類似分析也可以達到相似的精度。這就為鑒定毒品可能來源、犯罪現場發現的有機物質產生年代給出重要的參考依據。美國警方和 FBI 已經開始使用這一方法替代傳統的骨質分析等年齡確定方法來為難以指證的牙齒或骨頭等證物確定死亡年齡。

地面核試驗無疑是人類在冷戰時代的瘋狂行為之一,它造成的局部環境污染和全球生態效應可能在今後的很多年中還需要人類自己為之付出代價。但沒有什麼事情是有百害而無一利的,Bomb Pulse 及其帶來的放射性同位素定年法就是一例:原本與之毫不相干的生物現象和人類健康問題,卻可以利用核爆炸來提供解答。站在科學發現的立場上,人們或許會這麼懷疑:到底是政治利用了科學,還是科學利用了政治呢?

部分圖片和參考來源:

Spalding K L,Bhardwaj R D, Buchholz B A, et al. Retrospective birth dating of cells inhumans[J]. Cell, 2005, 122(1): 133-143

http://sciencenotes.ucsc.edu/2013/pages/bones/bones.html


當然不能,碳14的半衰期為5730年……而且只能確定人死了多久……


直接問不好嗎?

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可能題主想知道姑娘的生日

然後姑娘不告訴你

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不好意思,我腦洞大了


我有一友,名曰老羅;又有一友,名曰老王。

還有一友,名曰老廖;尚有一友,名曰老張。

盤古開天,王曾遞斧;女媧造人,羅助合漿。

伏羲演卦,廖得其四;共工觸山,張在其旁。

碳有拾四,萬物皆藏;百紀千載,半衰有商。

得道日久,年齒盡忘;歌以記之,伏惟尚饗。

好吧我是說,如果有類似《The Man from Earth》中那樣的真的長生不老的人,從石器時代或者更早活到現在,他自己也無法判斷年齡。

那麼碳14的方法是否適合於這樣的活體那


偏差大約三四十年,所以測定人的年齡沒有意義。


這東西是用來測量幾百 到 幾千年之類的東東的

人這年齡直接被誤差秒殺了


不能,活著的檢出的結果都一樣,C14隻能檢測死了多少年。


想到一個類似的問題:

用刀快速的切割水,能產生氫氣和氧氣嗎...

我知道跑題了,求摺疊。


從死了開始算的話是可以的


成為化石之後測吧,缺點就是測的年齡不太准


放射性碳測年(14C測年)檢測的是有機物死亡的年齡,所以並不適用檢測人的年齡,樓上有提到14C測的是幾百幾千年東東的,其實近代的樣品是可以用14C檢測的,特別是1950年以後的樣品,AMS測出的數據是可以精確到具體哪一年的。


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