考古至今普遍使用碳14为什么碳14可以用于考古？

1947年，美国芝加哥大学化学家弗兰克利比(Frank Libby)首次利用放射性同位素碳14，准确确定了曾经拥有生命的生物体的年龄。这种碳14测年方法的发明是对考古学、海洋学和地球科学的一大贡献。

在历史的长河中，人类文明的许多成果都湮没在岁月的尘埃中。为了区分人类的历史脚步，考古学诞生了。但长期以来，考古学家只能根据历史记载和古代历法来考证人类的历史进程，没有记载很难搞清楚历史年代。

美国芝加哥大学的化学家弗兰克利比(Frank Libby)为了寻找一种科学的方法来精确地确定历史的年代，查阅了许多开创性的论文，其中英国科学家卢瑟福(Rutherford)给了他很大的启发——卢瑟福曾提出用岩石中积累的放射性衰变元素来确定地壳中岩石的年龄。卢瑟福对利比最大的启示是确定了年龄与放射性有关。然而，什么化学元素用于放射性呢？这个问题将由Libby来解决。

在自然界中，由化学元素组成的物质分为两类：一类是无机化合物，如岩石、矿物、盐类，最常见的就是我们吃的盐(氯化钠)；另一类是有机化合物，主要由碳、氢、氧组成。动植物等生物体内有大量的有机化合物。通过以上分析，利比恍然大悟，考古的对象不是动植物化石和古建筑。

下一个问题是有机成分选择哪种元素。当然，首选是碳，因为在古代遗物和遗址中，随着时间的推移，有机化合物中的氢和氧流失到水中，只有碳才能永存。选择碳的另一个原因是这种元素中有碳14的放射性同位素。

碳14为什么存在于天然有机物和动植物中？发现宇宙射线不断从太空轰击大气，会使大气中的一些普通碳原子形成放射性碳原子。利比认为，植物活着的时候，二氧化碳(包括碳12和碳14)因为持续的光合作用而不断进入植物体内；当植物被动物吃掉后，碳14又进入动物体内，所以动植物体内的碳14含量是不断变化的。但是，动植物一旦死亡，植物就不再吸收大气中的二氧化碳，动物也不再吃植物，所以动植物就处于死后的时代。其中，碳12不再变化，而碳14是放射性同位素，持续衰变，即死亡动植物中的碳14含量日益减少。但碳14的含量可以通过测量其放射性来确定：一般碳14的半衰期为5730年，即5730年后，碳14的含量会剩下一半。

利比看到应用这一定律有助于确定古代有机物的年代，于是他决定用考古遗迹——金字塔来检验他的考古时钟。利比测试了3700年前埋在埃及法老塞努斯里特三世墓中的一艘船的木材，得出的结论是它有3621年的历史。

碳14测年法能确定的最长时间是5万年，但这么长时间的测年不一定准确，因为大气中的放射性碳含量可能有所增加或减少。尽管如此，碳14年代测定仍然是最常用的考古方法。