戴夫——在20世纪40年代末，一位名叫威拉德·利比的化学家，最初在曼哈顿计划期间从事铀的研究，发明了一种测定生物来源材料年代的方法。由于它是放射性的，材料中的碳-14含量会随着年龄的增长而下降，但稳定的碳-12的含量不会改变。因此，通过观察碳-12和放射性碳-14的比例，我们可以确定材料的年代。放射性碳定年法是一种非常准确和有用的工具，可以测定考古发现的年代，其中包含任何以前的生物物质。《地球脉动》播客主持人苏·纳尔逊会见了牛津放射性碳加速器单位的汤姆·海厄姆，了解它是如何工作的。
汤姆:这台机器的工作基本上是提取少量的石墨，石墨中含有碳，因此含有碳14，从考古骨头或木炭或任何碰巧的东西中提取出来。然后，它就像一个大筛子，把碳-14从所有其他干扰粒子中分离出来。它的方法是通过粒子加速，通过束弯曲粒子，这样它们就可以被磁力分开。但问题是其中只有一小部分是碳-14。十亿分之一的粒子是碳-14。这就是为什么我们需要这么大的机器，来分离出所有非碳14的干扰粒子。
苏:那么，如果你有一块骨头想要分析，它会去哪里呢?
汤姆:第一步是取出骨头，从骨头中取出半茶匙的粉末来提取胶原蛋白。第二阶段是燃烧胶原蛋白，净化气体，将二氧化碳转化为石墨。然后石墨被装入一个小铝容器中。
苏:这看起来就像一个装有子弹的枪筒。
汤姆:是的，然后你看到上面的这个小洞了吗?它的周长约为一毫米。它包含了骨头上的石墨它被牢牢地压在了目标的顶部。然后放入这个大轮样本中大概有50到60个样本。一旦加速器装上这个轮子，铯光束就会投射到石墨表面。这个过程被称为溅射，它使粒子带电。这是非常非常重要的，因为如果我们不给粒子一个电荷，就意味着我们不能弯曲它们，我们不能移动它们的轨迹，也不能把这些粒子和其他质量不同的粒子分开。
苏:我们现在去安静点的地方吧……
汤姆:这是一个控制室，在这里测量数据被监控，机器启动和停止，也在这里计算日期。在过去，计算一批放射性碳年代通常需要一天左右的时间。当然，现在我们的电脑可以在一眨眼的时间内完成。
苏:你怎么从放射性碳的含量来判断一个东西的年龄呢?
汤姆:测年过程是根据放射性碳的半衰期来确定的。半衰期只是指生物体中每克物质中放射性碳的一半在死亡后衰变和消失所需要的时间。我们知道放射性碳的半衰期大约是5500年。这意味着每5500年，放射性碳的数量就会减少一半。所以经过十个半衰期，你回到了大约55000年。这样就不会再有碳-14了，这就标志着测年技术的极限。放射性碳测年的伟大之处在于碳在生物圈中无处不在。我们可以确定许多不同类型的材料的年代——无论是骨头、木炭、木材，还是软体动物、鱼类、鱼骨、花粉。自20世纪50年代以来，由于20世纪40年代、50年代和60年代进行的核试验，世界上的放射性碳含量翻了一番。所以，如果我们测量一些现代的东西，自1950年以来的现代的东西，我们可以得到一个非常高的放射性碳水平，因此我们知道这一定等同于现代时期的一个日期。
现代粒子加速器和预处理样品以去除污染物提高了放射性碳定年的准确性。在某些情况下，工件需要重新测试。汤姆所在的小组帮助完成了最近的一项研究，该研究表明尼安德特人可能比之前认为的早一万年就灭绝了。
汤姆:不幸的是，在很多情况下，当我们做这项工作时，我们发现之前的日期低估了真实年龄。要应用这些新技术找到真实的年代图，还有大量的工作要做。
苏:所以你真的可以让很多人感到尴尬吗?
汤姆:对，没错。我认为公平地说，有很多人在这方面有很多既得利益。在过去的几十年里，他们写了很多文章，他们参与了激烈的争论，在某些情况下，这些争论的数据我们现在知道可能不可靠。所以，是的，这是一种趋势。
戴夫:刚才是牛津放射性碳加速器组的汤姆·海厄姆对苏·纳尔逊的采访。
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