以放射半衰方法(碳十四,鉀-氬,氬-氬,鈾等放射半衰方法)推算遠古生物的存活年代可靠嗎?

這個方法假設了遠古大氣放射性同位素的比例與現在一樣,如何證實這個假設呢?

同樣假設了所有古生物存活時候,體內放射性同位素的比例與大氣相同。如果有生物體天然排斥放射性同位素,即造成估算年代過於久遠。

局部地區的放射性同位素礦藏,可能導致附近生物體內含量偏高,造成估算年代過近。

遠離大氣(深海魚類),或者接觸不含碳14的二氧化碳(火山來源),生物體內碳14可能極低。

並且以碳14的5730年半衰來看,在五萬年以上的生物體內,含量已經極低。「距今兩億年」這樣的結果是否可靠?

時不時發現異常(違背演化論)化石。十三萬年前的北美人骨,三十萬年前摩洛哥遺骸……明顯不合人類二十萬年前東非起源的演化結論。

A 130,000-year-old archaeological site in southern California, USAwww.nature.com

New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapienswww.nature.com

New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of amp;amp;Homo sapiensamp;amp;

New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapienswww.nature.com

面對這些實物證據,是應該堅持,把異常看作Outlier捨棄,還是該疑心,我們的古生物測年法,可能存在缺陷?


先簡單回答下。

題主可能獲得的資訊有些許差錯。

碳十四在古生物中用的並不多,因為半衰期很短。做科技考古的用的倒是很多,不過那是另一碼子事情了。

碳的另外兩種同位素,碳十三和十二是穩定同位素,但不是主要做定年的,主要做的是食性,環境等等問題,因為這個屬於穩定同位素了,穩定同位素一般不定年,是用來干其他的東西的。

古生物定年比較多的鋯石鈾鉛,鉀氬都是放射性同位素定年。這些方法本身在地學上是一套成熟的體系,也是目前拿到絕對年齡的基本上唯一的方法。肯定計算上有或多或少,各種各樣的問題。但只要古生物的記錄和地層的記錄都處於一個同位素絕對年齡框架下,基本就可以被認可了。畢竟古生物學者不是地球化學家,這種工作也是請別人做,做了再去討論這個準不準,這就超綱了老師。同位素方法是有一些奇奇怪怪的問題,比如說鋯石可能是沉積鋯石,跟古生物埋到一起時候早已經形成很久了等等。這個是地球化學同仁去解決的問題,我們更多就是看他們做然後叫好就行┑( ̄Д  ̄)┍

至於新標本打破現在的體系啊,時代過早或者過晚啊。我國著名電競選手孫一峰說過「這是好事兒」。可能是之前理論有問題,也可能是方法有問題,但都是好事兒。

還有我覺得你對碳十四的理解可能出了些偏差,因為我們本身很少用這個,所以就不班門弄斧了,也可能是我的問題。感興趣的話可以詳細看看地球化學裡面這個方法是怎麼回事。


謝邀

樓主貼的Jebel Irhoud的文章我正好看過,這篇文章引用的年代用的是熱釋光方法測年,熱釋光與使用放射性半衰期的測年方法沒有關係。這個遺址的測年文章是同時發在nature上的The age of the hominin fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the origins of the Middle Stone Age,答主沒有仔細看文章呀。另外這篇文章也另用了ESR-鈾系的方法進行測年,佐證熱釋光測出的年代。不過這篇文章最後的結論用的都是熱釋光的數據。這篇文章的測年我還沒有仔細看過細節,不過researchgate上暫時還沒看到質疑測年的,應該做的測年工作是相對完整的。

問題中的這些假設都不是什麼新鮮的事情了。碳十四之所以有樹輪校正曲線,解決的就是每年大氣中碳十四含量不恆定的問題。至於遠離大氣、接近火山等等,其實就是不同的碳庫,根據與大氣交換的速率分割不同的碳庫,比如深海,比如一些特殊的地貌環境,再比如貝加爾湖這類的地方,甚至南北半球都有幾十年的差別。但是這個和題目所寫的文章也沒有關係,因為不管是13萬還是30萬,都遠遠超過碳十四的檢測範圍了。就不說超過5萬年的基本不可能採用碳十四數據,超過4萬年的碳十四數據舊石器考古學家也都會非常謹慎的。碳十四的測年上限就在5萬年,所以這倆和碳十四都沒有關係。

距今2億年這個絕對就不是碳十四或者鈾系的測年範圍了。感覺樓主的問題問的有點混亂,我大概這麼說吧。5萬年以上的用的不是碳十四的方法,鈾系法基本到不了上百萬年的尺度。

能測出2億年大概只有K-Ar或者現在用的Ar-Ar法,但是這個和碳十四是不一樣的,因為自然界會不斷產生碳十四,鉀40卻不是,所以兩個方法的基礎假設不太一樣。

另外只有碳十四的計時零點和生物體內碳十四濃度相關,Ar-Ar法和生物體一點關係都沒有,就是火山岩。

再說回樓主說的兩篇文章。美洲13萬年的那個受的質疑很多的,這個遺址的關鍵點不光是測年,石器、骨頭等等的討論還是很多的。關於測年方面,舊石器的遺址只有一種測年方法是不夠可靠的。尤其是ESR方法是一種容易被質疑的測年方法(線性加入、早期加入模式等等),這個遺址做的OSL的年代大概在7萬年左右,兩種測年方法互相本來也不吻合。帖兩篇質疑的文章

Were Hominins in California ~130,000 Years Ago?www.tandfonline.com圖標The Cerutti Mastodonwww.tandfonline.com圖標

但是關於摩洛哥的那篇文章,學術界質疑的文章我暫時還沒有看到。而且之前20萬年的晚期智人假設,是因為之前發現的最早的晚期智人就在這個時間點裡。由於從石器上並不能很好地區分最早的晚期智人以及此前的早期智人,所以晚期智人的年代都來自於出土特徵比較清晰的人骨化石的遺址。個人認為,考慮到比較完整的人骨化石出土極其稀少,所以本身認為最早的20萬年的數據就有一定的偶然性,這次測了個30萬年也沒有那麼難以接受。再說了這個人骨出土在摩洛哥,也是在非洲。不過可能對於在非洲大陸內部的傳播路線研究會起到一定的shocking吧。說不定也會有質疑的文章呢,可以等等2333


應該不會用到碳14的。如果是距今兩億多年的三疊系地層,可能用的是鈾-鉛鋯石,去年還有用這個測量肯氏獸動物群和永和鱷的文章。其他的同位素肯定也用於測年。你後面說的新生代的東西,可能也用了古地磁測年。當然,實際情況可能沒那麼巧讓你找到火山灰物質或者地磁的極性事件,這時候就是用傳統的落後的化石形態測年。就是化石點A的動物普遍比化石點B的略先進些,那麼A的時代就比B略晚些,這樣的思路了。

其他答案提到的碳和氧的穩定同位素,主要是用於古環境,古氣候,古生物食性。不過我所見的都是用哺乳動物的牙釉質做同位素,這主要因為牙釉質比較緻密,不會受成岩作用影響。具體來說,牙釉質的碳酸鹽的碳同位素對應取食植物的碳,藉此(碳13和碳12的比例)可以判斷出當地C3和C4植物的比例(熱帶亞熱帶草本是C4,剩下的喬木灌木和溫冷草本都是C3),推測出當地哪種植物佔主流,從而推測環境和氣候。還可以判斷出哪些動物吃哪些植物,更進一步的判斷哪些動物吃哪些動物,當然關於動物食性還要參考形態學證據,比如高齒冠的動物可能吃硬草,低齒冠的動物可能吃嫩葉,等等等等。牙釉質的磷酸鹽的氧同位素對應動物飲水中的氧,飲水來自降水,所以氧同位素和環境的溫度和濕度息息相關。這些穩定同位素可以為復原當地環境起參考作用。


碳十四定年現在國際上定義界限是50ka,除了其它評論中提到的tree ring calibration,牛津碳十四定年實驗室和其它實驗室每四年會根據新的archive來繼續更正校準,最新的的是INTCAL13,樓主可以谷歌去閱讀相關文章。這個曲線除了之前的archive,新加入了中國的葫蘆洞石筍曲線,以及國際上現在非常熱門的Japan Lake Suigetsu,這個日本湖泊沉積了五萬兩千年的annual varve。Annual Lake record本身具有可以肉眼counting以及其它的相關方法去計算年份,所以把曲線正確率大大提升。而且本身INTCAL校準所用的archive也會和格陵蘭冰芯的數據進行比對,減少了很多誤差。

順便題目中提到的北美古人類確實超出了碳十四定年標準,文中也沒有使用碳十四。

另一個問題是文章中提到的只是homo species,並沒有指明是homo sapines。在過去的兩百萬年,整個人種演化過程當中有很多非智人在早期就散布到了世界各地然後滅絕了。比如在英國800,000年前,不列顛島還未被斯堪德納維亞大冰川划出English channel並且和歐洲大陸還鏈接在一起之前,就有early human dispersal records,但是進入MIS11冰期之後,早期人類可能因為氣候原因退回歐陸,也有可能直接滅絕了。

早期人類的問題是有很多開放性的回答的。

ps 我在國外念相關專業,很多詞語不會翻譯或者翻譯的不好,希望諒解...


瀉藥,不可靠。同位素測年有幾個基本原則

1.待測物體中母,子同位素組成的變化僅由該元素的放射性衰變引起

2.物體形成時子同位素的值可測

3.半衰期適中,且可測

4.當前,物體中母,子同位素可測

你的題設違背了第三條,半衰期適中的選擇。14C半衰期只有幾千年,而地史中的古生物距今都是以百萬年計的,用14C測古生物相當於用米尺量珠穆朗瑪峰高度。


很多時候古生物的年齡是用與其同一層位的沉積物來定的,並不是直接測定化石。沉積物定年就又是一個很複雜的體系了。


謝邀。

碳14不用來測定古生物化石年代,只用來測定古代物品的年代。


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