[1일 1페이지, 교양수업365]116 과학_방사성탄소 연대측정법

 

 

116 과학_방사성탄소 연대측정법

과학자들은 방사성 탄소 연대측정법을 사용해 한때 생존했던 유기체의 나이를 추정한다. 이 방법으로 뼈와 천, 나무와 지푸라기에 이르기까지 무엇이든 정확하게 연대를 측정할 수 있다. 과학자들은 유기체가 죽으면 바로 붕괴해서 사라지기 시작하는 보기 드문 탄소 형태인 탄소 14의 수치를 검사한다. 물체가 오래될수록 그 속에 포함된 탄소 14의 수치가 낮다.

지구상에 살아 있는 모든 유기체는 탄소를 바탕으로 만들어졌다. 정상적인 탄소원자(탄소 12)는 양성자 6개와 중성자 6개를 가지고 있다. 그러나 가끔 지구의 대기권으로 들어오는 우주선 cosmic ary에서 질소 원자가 쏟아져 나와 보통의 탄소 원자를 특별한 형태의 방사성탄소인 탄소 14로 변형시킨다. 탄소 14는 보통의 탄소보다 중성자가 2개 더 많다. 5730년 동안 탄소 14의 샘플 가운데 절반이 붕괴해서 다시 질소로 돌아갈 것이다. 다시 말해 탄소 14의 반감기는 5730년이다.

식물과 동물들은 탄소 12와 탄소 14를 구별하지 않는다. 평생 두 탄소 모두 흡수한다. 그러나 식물이나 동물이 죽으면 그 안에 있던 탄소 14의 수치가 감소하기 시작한다. 탄소 14가 붕괴되어 사라져도 유기체가 더 이상 탄소를 흡수하지 않기 때문에 보충되지 않는다. 탄소 12는 붕괴되지 않는 안정적인 분자이기 때문에 유기체 안에 남아있는 탄소 12의 양은 변함없다. 죽은 물체의 나이를 정하기 위해 과학자들은 탄소 14와 탄소 12의 비율을 살아 있는 물체의 비율과 비교한다.

만일 비율을 비교해서 죽은 물체가 살아 있는 물체의 절반이라면 탄소 14의 반감기가 5730년이기 때문에 나이는 대략 5730년이다. 만일 죽은 물체의 비율이 살아 있는 물체의 4분의 1이라면 나이는 1만 1460년이다. 만일 살아 있는 물체의 8분의 1이라면 나이는 1만 7190년이다. 나이가 6만 년을 훨씬 넘기면 과학적으로 사용할 수 있을 만큼 충분한 탄소 14가 남아 있지 않게 된다.

 

방사성탄소 연대측정법

[북툰 과학다큐]

 

방사성 우라늄은 반감기가 7억 400만 년이며 지질학적 물체의 연대를 측정할 때 사용된다.

 

사람의 신체에서 자연적으로 발견되는 칼륨 40의 반감기는 13억 년이다. 이 원소는 지구상에서 생명체가 시작된 시
기를 추정하는 데 사용되고 있다.

 

방사성탄소 연대측정법은 1950년대 미국 시카고 대학교의 윌러드 리브가 개발했다. 그는 그 기여를 인정받아
1960년 노벨화학상을 받았다.

 

1940년부터 핵 활동의 증가로 지구상에 어느 정도 일정했던 방사성 물질의 수치가 변했다. 따라서 그 이후에 죽은
것은 탄소 연대측정법을 적용해서 연대를 추정하기가 더 어려울 것이다.

 

참고자료
<1일 1페이지, 세상에서 가장 짧은 교양수업 365>

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