放射性炭素年代測定とは - わかりやすく解説 Weblio辞書

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放射性炭素年代測定

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/11/19 08:46 UTC 版)

放射性炭素年代測定（ほうしゃせいたんそねんだいそくてい、英: radiocarbon dating）とは、炭素の放射性同位体の一つである¹⁴Cの性質を利用して有機物を含む物体の年代測定を行う手法である。1940年代の後半にシカゴ大学のウィラード・リビーによって研究開発され、それによってリビーは1960年のノーベル化学賞を受賞した。日本語では炭素14法^[1]、炭素年代測定法^[2]、C14法^[3]、C14年代測定法^[4]とも言われる。

脚注

注釈

^ リビーが用いたオリジナルの試料の一部は再測定され、リビーとおおむね良く一致する結果が得られた。結果は2018年に公刊された^[13]。
^ 地表の下で宇宙線が窒素や酸素と相互作用することでも¹⁴Cが作られる。状況によってはこの¹⁴Cが大気に移動することがある（例として、積雪の表面近くで生成した気体は雪を透過する）。しかしこの経路は¹⁴Cの生成量の0.1%以下にすぎないと見積もられている^[17]。
^ 1952年には¹⁴Cの半減期（平均寿命は半減期から決まる）は5568±30年だと考えられていた^[22]。平均寿命 $τ$ と半減期 $t + 1 / 2$ は以下の式で換算される^[8]。
$t_{\frac {1}{2}}=0.693\cdot \tau$
これによると、1952年当時に信じられていた平均寿命は8034年である。
^ リビーが用いた値の中には1950年代初期に報告された二つの実験値（約6090年および5900±250年）は含まれていない^[32]。
^ 「radiocarbon age（→放射性炭素年代）」のほか「conventional radiocarbon age（→慣用放射性炭素年代）」という言葉も使われる。放射性炭素年代の定義は以下の通りである。(a) 現在一般に認められている実際の半減期5730年ではなく、リビーの半減期5568年を用いる。(b) 1950年における放射性炭素の放射性はNISTが提供するHOxII標準試料によって定義する。(c) BP（before present, （→現在から~年前））表記で年代を数えるとき、1950年現在を基準とする。(d) 標準的な同位体比に基づいて同位体分別の補正を行う。(e) ¹⁴C/¹²C比は時間的に変動しないと仮定する^[34]。
^ リザーバー各部のパーセンテージは1990年代半ばに見積もられた炭素量から計算されている。工業化以前の時代の炭素分布の見積もり量は大きく異なっている^[35]。
^ 海洋生物の見かけの年代が400年になるのは同位体分別の較正を行った後のことである。その後の較正で海洋用の較正曲線を用いればこの効果は補正される。同様に、本文で書かれている陸生生物の¹⁴C/¹²C比は同位体分別の較正後の値である。
^ 「PDB」は "Pee Dee Belemnite" の省略形で、米国サウスカロライナ州のピーディー層（英語版）で採取されたベレムナイト化石を意味している^[50]。
^ PDB値は11.2372‰である^[51]。
^ 近年に得られた年代オフセットの見積もり値としては、過去1000年にわたる変動幅が放射性年代にして8–80年、平均40±14年というものと、過去2000年にわたる変動幅が放射性年代にして−2–83年、平均44±17年というものがある。より古いデータセットからは50年程度のオフセットが見積もられている^[55]。
^ 較正曲線にプラトーが生じるのは、試料中で放射性炭素が崩壊によって減少するのと同じ速さで大気の¹⁴C/¹²C比が減少したときである。プラトーは例えば紀元前750年から紀元前400年にかけて存在し、この時期で年代決定を行わなければならない試料は放射性炭素年代の精度が低下する^[93]。