‘壹’ 考古家是怎样根据发掘的文物化石推算它的年代的
一般是根据文物上的碳12来推算的。 当有机体活着时,在新陈代谢的过程中,由于不断地有碳—12和碳—14排出体外和进入体内,体内的碳—12和碳—14的比值保持为10^12:1。而当有机体死亡后,由于新陈代谢的停止,有机体与外界的物质交换也就停止了,碳—14无法得到补充。这样有机体的碳—14的含量就会不断地减少,过了5730年,只剩下1/2,过了11460年,只剩下1/4。而有机体的碳—12的含量不会由于时间的变化而变化,这样化石和遗体中碳—14和碳—12的比值发生变化,时间越久远,碳—14含量越小。用科学方法测定其中碳—14和碳—12的含量的比值即可推算出古生物生活的年代。 我国文物考古工作者用碳—14法,取得了不少重大科研成就。如应用碳—14法鉴定结果推断我国早在宋代就开始把煤炭用于冶铁。1972年初至19744年初,我国考古工作者对长沙马王堆三座汉墓进行了有计划的发掘。墓中出土了三千多件珍贵文物和发现了一具保存2100年的女尸。考古学家测定该妇女死亡时的确切年代就采用了碳—14法。一般可从棺木上取下一点点木屑,用实验手段测定木材中测定同位素碳—14与碳—12的含量之比就可计算出来。 碳—14法可应用于测定几百年到5万年以前的有机体的年代。更为古老的样品含碳—14太少,就不能用此法准确测定了。
‘贰’ 如何检测古生物年龄
利用宇宙射线产生的放射性同位素碳—14来测定含碳物质的年龄,就叫碳—14测年。
那么,碳—14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢?
原来,宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14,并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织,先为植物吸收,后为动物纳入。只要植物或动物生存着,它们就会持续不断地吸收碳—14,在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后,即会停止呼吸碳—14,其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定剩下的放射性碳—14的含量,就可推断其年代。
‘叁’ 古生物学家是如何判断古生物的时间的
14C测年方法
在自然界中碳有两种稳定同位素12C,13C和放射性同位素14C。14C是由宇宙射线和大气上层中的气体原子发生核反应而生成的,这些生成的14C不断地扩散到整个大气层、生物圈、沉积物和海洋等交换贮存库中。由于14C也在不断衰变,因此在各交换贮存库中的14C含量将会达到平衡。处于这种交换状态的含碳物质一旦脱离交换且一直处于封闭状态,则其中的14C不再得到补充,只会按衰变规律逐渐减少。假定长期以来宇宙射线的强度没有改变,即14C的产生率不变,则只要测出该含碳物质中14C减少的程度,就可以按照基本的衰变公式推算出考古事件或地质事件的年代。
常规14C测年已有五十余年的历史,其原理已为大家所熟知,即通过测量样品的放射性活度来确定样品年代,如常用液体闪烁计数器等核物理仪器探测并计数样品中14C衰变发射出的β粒子。
用加速器质谱方法(AMS)进行14C测年是七十年代末发展起来的一项核分析技术。这项技术将14C离子加速到百万电子伏特以上的能量,通过各种手段分离干扰粒子后,用重离子探测器直接对14C原子进行计数。和常规14C测年方法相比,AMS具有样品用量少和测量时间短的优点,特别适合珍贵样品的测量。常规14C衰变法测年所需样品含碳量一般为1-5g ,而AMS仅需1-5mg左右,在某些特殊情况下甚至可测量含碳0.1mg以下的样品。AMS测量现代炭样品达到1%的精度只需10-20分钟,常规衰变法需10个小时以上。当然,和常规14C测年方法相比,AMS也有设备耗资大,测量过程复杂的问题。
应该指出的是,以上无论常规法对放射性活度的测量和AMS对14C原子的计数都是相对测量,需要和两个基准样品进行比较。一是本底样,即应该不含任何14C的样品。由于各种因素如样品的沾污等,本底样的14C测量结果并不是绝对为零,在进行其他样品的测量时要减去这一本底,以确保反映样品中真实的14C水平。另一个是现代碳标准,其14C含量应相当于处于交换状态下含碳物质的14C水平。现代碳标准的选取是一个复杂的问题,这里不作讨论。北京大学14C实验室采用的是中国糖碳标准。
‘肆’ 我的古生物化石如何鉴定年份
个人作古生物化石年份和种类鉴定比较困难。
一是要有丰富的生物学知识,可以通过查阅资料、对比等,对化石生物的种类进行鉴别和确定。
二是在确定了生物化石的种类后,看这种生物生活在哪个地质年代,就大体上知道这种生物生存年代了。
或是先确定化石出土地层的地质年代,也可以知道化石生物生存的年份。然后再查阅资料,确定生物种类。
关键是要看化石的完整程度。这是鉴定生物种类的关键。
建议找一家专业机构进行鉴定。
‘伍’ 在利用C14技术前,考古学家是通过什么方法判定久远史前出土物年代的
树木年轮法,20世纪初由A.E.道格拉斯建立,最长时间可上溯到一万年前后。利用树木年轮的生长规律来进行断代的技术,这是目前最精确的断代方法。还可用于校正碳-14年代(碳-14测年法1949年开始应用于考古年代的测定)。利用现存古树年轮宽窄等各方面资料,建立起本地区的主年轮序列,只要对照即可明确年代。
树木每年生长一层年轮。年轮的宽度取决于两个因素:(1)树龄,幼年的树生长快而老年的树生长慢,因此树干中心部位的树轮宽而边缘部位的树轮窄而密集。(2)环境因素,风调雨顺的年份生长的树轮宽而干冷的年份生长的树轮窄。树龄对树轮宽窄的影响是可以校正的,校正后的树轮宽窄序列称为树轮的相对宽窄序列,它主要是由环境因素决定的,记录了树木生长地区气候变化的历史。因此,同一地区同时期生长的同一树种的树轮相对宽窄序列具有相同的模式,它们之间是可以互比(Cross-dating)的。
假设有两棵树,一棵是现生的(A树),另一棵(B树)在若干年前已经死亡,但这两棵树曾经共存了一段时期,譬如说不短于100年。那么在这100多年间,两树树轮的相对宽窄序列模式是相同的,即A树内层的一段年轮和B树外层的一段年轮有相同的相对宽窄序列模式,从而可以推断,这两段年轮应该是同时生长的。对于现生的A树,每一年轮生长的绝对年代是确切已知的。对于B树,虽然不能直接判断它是哪一年死亡的,但是通过与A树的Cross-dat-ing,也就能确定B树的死亡年代和每一年轮的生长年代,实现了将相对宽窄序列从近现代向早期的延伸。在森林地区能找到大量不同时期生长的树木或木料,通过Cross-dating可以建立起该地区跨度几千年乃至上万年的树轮相对宽窄序列的标准模式,从而也就可以确定在该地区随意发现的该木料的树种的生长年代。如果所发现的木料存在于考古遗址中,而且木料与考古遗存的“层位关系”明确,那么就可以用木料的定年结果来推测考古遗存的年代。
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古生物学家研究哺乳动物(包括古人类),对其化石牙的研究尤为重视。这首先和牙齿最坚硬、容易保存为化石有关。因为哺乳动物死后,肉体和内脏很快会腐烂,或被其他动物猎食。但是骨骼可以保存较长时间,如果条件合适,经过石化作用则成为化石。而牙齿比骨骼更致密,更不易损坏,更容易成为化石。
但牙齿化石被古生物专家特别重视,主要还是因为,一般来说,它是鉴定哺乳动物化石最方便、最可靠的一种手段。牙齿作为食物摄入的第一关,在进化过程中获得了千变万化的适应特征。一次,牙齿的结构变化即大又快,各种动物往往在其它器官区别甚微甚至没有区别的的情况下,牙齿上的差异却十分显着。