您的当前位置:首页 > 趣闻趣事

测定遗骨年代?爆颗核弹试试!

2020-07-31 11:33:21

冷战时期的核武器试验意外留下一件利器——不仅能够测定骸骨年代,鉴定象牙来源,还能帮助科学家深入了解人体器官的细胞更替。

(文/Gaia Vince)朱迪斯•巴莱特(Judith Barlett)在28岁那年成为了失踪人口。她是1964年的某一天在上班路上失踪的,地点是在澳大利亚新南威尔士的城镇巴瑟斯特。警方调查了好几次,却都没有头绪。她的3个年幼的孩子在成长过程中始终感到困惑、伤心,他们不明白母亲为什么要抛弃自己。朱迪斯的女儿弗朗西斯•莱恩(Frances Ryan)当年10岁,不久前还告诉记者:“我有过一个母亲,我以为她是爱我的,可是有一天,我却忽然得知她离开了。”

单是在澳大利亚,每年就1600人列入长期失踪名单,他们的家人往往永远不会知道他们遭遇了什么。可是这次不同:2009年,有人在巴瑟斯特镇外200多千米的一处偏僻灌木丛中发现了人类的遗骸。遗骸已经所剩无几,但警方还是将几片碎骨送到了新西兰的怀卡托大学,委托考古学家菲奥娜·佩彻(Fiona Petchey)进行分析。佩彻是放射性碳年代测定法的专家,只是她平常分析的骨片都是第一批太平洋岛民在大约3000年前留下的。要测定这些年轻得多的碎骨,她还需要些另外的工具。

标准的放射性碳年代测定法利用自然发生的碳同位素的衰变率来断定年代,然而佩彻这次却使用了另外一种分析对象:那是上世纪60年代初期,冷战的核武试验达到高峰之后,在大气中留下的放射尘。使用这个方法,佩彻得以确认警方正在追查的是一起谋杀案。

自从这种法医技术在2005年首次展示成果以来,全世界已经有好几个实验室用这种方法测定了死尸的年代。要在没有其他线索的情况下确定死亡时间,这是唯一精确的办法。而且,这种碳年代测定法不仅仅是刑侦科学的一件重要新工具,它还能帮助调查人员为象牙和犀牛角测定年代,从而推断这些制品是否为盗猎所得。还有研究者用这项技术研究人脑细胞的更新,他们发现我们的脑在更换细胞时,速度之快,范围之广,都要超出我们的想象,这也使他们对疾病和衰老的后果有了更多理解。

就这样,20世纪的一项黑暗遗产,居然成为了我们解开许多秘密的钥匙。但这其中也有一个隐忧——时间快要用完了。当年的核试验造成的发射性碳峰值正在为生物圈所吸收,它在大气中的浓度也在慢慢回复到自然水平。渐渐地,用这个方法测定年代的准确性会不断下降。剩下的时间也许只有一二十年了。

核弹曲线

在热核武器问世的20世纪50年代之前,自然中的放射性碳都是由宇宙线制造的。来自宇宙的高能中子穿过大气层,与其中的氮原子相撞,它们撞掉氮原子中的一个质子,并取而代之,由此产生了一种带放射性的碳同位素,也就是所谓的“碳-14”。碳-14在光合作用中为植物所吸收,然后沿着食物链上行,进入了所有生物的细胞之中。

碳-14会衰变为碳-12,半衰期为5700年。因此,从一个生物死去并不再摄入碳原子开始,它细胞中的碳-14会不断减少。放射性碳年代测定法就是测量碳-12和碳-14的比值,以此推算出过去4万年内生物组织的大致年龄。佩彻就是这样来为古代的生物组织测定年代的。

这种标准的碳年代测定法在研究旧石器时代的饮食或者辨认理查三世(英格兰国王,1483 年到1485年在位)的遗骨方面功效卓越,但是要用它来测定比较晚近的物质就会遇到一个难题:过去200年里,化石燃料中释放出来的碳-12稀释了大气中碳-14的含量,在这种情况下,要精确测定近代物质的年代就不可能了。

不过不必担心,我们还可有核弹的数据可用。从1952年开始,到1963年禁止地上核试验,美国和苏联引爆的热核武器使得大气中的碳-14含量翻了一番。由于美苏两国都想抢在禁令生效之前完成各自的试验,碳-14的含量先是急剧上升,接着又稳定下降。


SBS防水卷材 http://www.whfscl.com/