1946年，芝加哥大學化學家Willard Libby教授首次提出放射性碳年代測定法。三年后，Libby準確地測定了一系列已知年代的物體的年代，證明他的假設是正確的。
沒有什么東西可以持續(xù)永遠。不過就地球大氣中發(fā)現(xiàn)的放射性同位素碳14來說，這對考古學家來說是個好消息。
隨著時間的推移，碳14會以可預測的方式衰變。在放射性碳年代測定法的幫助下，研究人員可以利用碳14衰變作為一種計時器，進而窺視過去，確定從木材到食物、花粉、糞便，甚至是死亡動物和人類的絕對年代。
測量碳含量
當植物活著的時候，會通過光合作用吸收碳。人類和其他動物通過植物源性食物或吃其他以植物為食的動物來攝取碳。碳由三種同位素組成。最豐富的碳12在大氣中會保持穩(wěn)定。另一方面，碳14具有放射性，隨著時間的推移會衰變?yōu)榈?4。每5730年，碳14的放射性就會衰減一半。
半衰期對放射性碳年代測定至關重要。由于碳12不會衰變，因此是衡量碳14衰變的良好尺度。碳14同位素的放射性越小，其年代就越古老。由于動物和植物在開始腐爛時停止吸收碳14，因此留下的碳14的放射性就能揭示其年代。
然而，存在一個問題：大氣中的碳含量會隨著時間的變化而出現(xiàn)波動。不過，已知年齡的樹木年輪中碳14的含量可幫助科學家校正這些波動。為了確定一個物體的年代，研究人員使用質譜儀或其他儀器來確定碳14和碳12的比例。之后，研究者再對結果進行校準，并給出誤差范圍。
20世紀40年代，化學家Willard Libby首次發(fā)現(xiàn)碳14就像自然界的“時鐘”一樣。他也憑借發(fā)現(xiàn)這種測定年代的方法獲得1960年的諾貝爾化學獎。自從Libby發(fā)現(xiàn)放射性碳年代測定法以來，這種方法已經成為考古學家、古生物學家和其他尋找有機物可靠年代的眾多研究者的寶貴工具。
放射性碳年代測定法的局限
放射性碳年代測定法存在一些局限性：測試樣本可能會被其他含碳物質污染，比如一些骨頭周圍的土壤或含有動物膠的標簽。無機物不能用放射性碳分析來確定年代，而且這種方法的造價非常昂貴。年代也是一個問題：由于碳14的含量極低，超過4萬年的樣本非常難以確定年代。對于超過6萬年的樣本，研究者根本無法確定年代。
校準是另一個挑戰(zhàn)。隨著工業(yè)時代的到來，人類開始排放更多的二氧化碳，稀釋了大氣中放射性碳的含量。核試驗也會影響放射性碳水平，從上世紀50年代至今，碳14含量大幅上升?？茖W家能夠通過現(xiàn)代統(tǒng)計方法和不斷更新的數(shù)據(jù)庫來考慮人類對地球大氣的影響。
放射性碳年代測定法并非萬能良方：測量背景最重要，而且很難確定考古遺址上的兩個物體之間是否存在時間關系。不過，由于碳14的衰變是可以預測的，這也是考古學家所能使用的最精確的年代測定工具。
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