방사성 탄소 연대 측정법과 폭탄 탄소 (Bomb Carbon)

  • 방사성 탄소 연대 측정법의 가정 중 하나는 탄소 14의 전체 농도가 시간의 흐름에 따라 변하지 않았다는 것입니다.
  • 핵 무기 실험으로 전 지구의 방사성 탄소 농도가 높아졌습니다.
  • 폭탄 영향이란 핵 무기 실험의 결과로 대기 중에 ‘인공적’ 방사성 탄소가 추가된 것입니다.
  • 이런 인공적 방사성 탄소 추가를 고려하여 기준 참고 물질을 사용합니다.
  • 핵무기 실험이 금지되었음에도 불구하고 폭탄 영향은 여전히 남아 있습니다.
Carbon

방사성 탄소 연대 측정법은 정해진 시간에 탄소 14의 전 지구적 농도에 대하여 특별한 가정들로 시작하는데. 대기권에 있는 탄소 14 (또는 방사성 탄소로 불림)의 전체 농도가 시간이 흘러도 변하지 않았다는 것이 한가지 가정이며, 또 다른 가정은 첫 번째 가정의 당연한 결과 즉: 생명체도 평형을 이루려는 이유 때문에 방사성 탄소의 전체적 농도가 같다는 것입니다.

방사성탄소는 질소 원자와 우주선에 의해 생성된 중성자와 상호 작용을 통해 형성되어 대기권의 전체 탄소 사이클에 입장합니다. 이렇게 생성된 탄소 14는 이산화 탄소를 만들기 위해 대기 중에 있는 산소 원자와 반응합니다. 이 이산화 탄소는 탄소 12와 탄소 13로 만들어진 이산화 탄소와 같기 때문에 같은 운명을 가지고 있습니다.

서로 평형이 되려고 대기권과 생물체 사이에서 서로 혼합과 교환이 이루어집니다. 방사성 탄소 연대 측정은 탄소 14가 다른 방법으로 생길 수 있다는 것을 전혀 고려하지 않는 가정하에 실시됩니다.

요즘의 방사성 탄소 과학자들은 방사성 탄소 연도 측정 결과물들을 일반 달력 년도로 환산하기 위해서뿐만 아니라 핵무기 실험과 같은 탄소 14의 전체 농도 수준에 커다란 영향을 끼치는 다양한 요인을 고려해서 보정을 해야 합니다.

탄소 14 전체 농도 수준에 영향을 미치는 인간의 활동들

인간의 활동으로 인해 방사성 탄소의 전체 농도 수준을 돌이킬 수 없을 정도로 커다랗게 변화시키는 요인은 다음 두 가지입니다. – 화석 연료 과다 사용과 핵 무기 실험.

석탄과 같은 화석 연료의 과다 사용은 (수스 효과 ‘Suess Effect’라고도 함) 대기 중 방사성 탄소의 농도를 상당히 줄여 주었으며, 이와는 반대로 50-60년대의 핵무기 실험은 대기권의 탄소 14 농도 수준을 크게 증가시켰습니다. 이런 현상을 폭탄 영향 즉 Bomb Effect 라 합니다.

폭탄 영향(Bomb Effect)이란?

Nuclear Weapons

폭탄 영향이란 핵폭탄으로 인해 대기권에 방사성 탄소가 “인공적”으로 생성된 현상을 말합니다.

핵무기 실험으로 인해 인공적으로 어마어마한 양의 탄소 14가 대기권에 생성되었습니다. 핵무기 실험으로 생성된 어마어마한 양의 열중성자 유입으로 현재 대기권에서 탄소 14를 만들기 위해 질소 원자와 반응합니다. 이렇게 생성된 탄소 14을 폭탄 탄소, 또는 인공 방사성 탄소라 부릅니다. /p>

자료에 따르면 50년대와 60년대 핵무기 실험으로 1965년에 측정한 탄소 14보다 거의 두 배가 증가했다고 합니다. 폭탄 탄소의 수준은 1963년과 1965년 사이 100%나 평균치를 웃돌았다고 합니다. 북반구의 폭탄 탄소 수치는 1963년도에, 남반구는 1965년도에 정점에 달했습니다.

폭탄 영향이 방사성 탄소 연대에 미치는 영향

인간으로 인해 생긴 전 지구의 방사성 탄소 수치 변화는 탄소 14의 기준 참고 물질을 사용하게 합니다. 방사성 탄소 연대 측정은 화석 연료의 과다 사용이나 핵무기 실험으로 생긴 탄소 14에 오염되지 않은 유기 물질이 필요합니다.

미국의 표준 규격 부서(the U.S. National Bureau of Standards)에 구비되어 있는 옥살산을 방사성 탄소 연대 측정의 기준 참고 물질로 채택하여 사용하고 있습니다. 이 옥살산의 방사성 탄소 내용물은 서기1950년대에 자란 나무 샘플과 이론상 같습니다. 즉 연대 측정 결과를 인용하는데 쓰인 방사성 탄소의 시간 상 영점.

방사성 탄소 수준에 미치는 장기적 영향.

핵무기 실험이 금지된 후에도 폭탄 영향은 여전히 남아 있습니다. 자료에 따르면 핵무기 실험으로 발생한 탄소 14 초과량이 부분적 지구 탄소 교환 싸이클로 인해 이미 줄었다고 합니다. 1990년에는 기준 참고 물질인 옥살산으로 측정해 봤더니 방사성 탄소의 농도가 1950년의 이론적 수준보다 단지 20%만 높다고 합니다.

폭탄 탄소는 탄소 14가 인공적으로 투입된 것입니다. 방사성 탄소 과학자들은 이 지식을 이용하여 여러 탄소 축적으로 탄소 14의 혼합 비율에 관한 이론을 실험합니다. 또한 이들 과학자들은 서로 다른 나이테끼리 방사성 탄소를 교환하지 않는다는 사실도 발견했습니다. 이 사실은 방사성 탄소 연대 측정, 특히 보정 곡선을 구성하는데 연륜연대학을 이용하게 해줍니다.

또한 전반적으로 폭탄 탄소나 방사성 탄소의 존재를 관찰하는 다른 연구들도 있습니다.

지구 화학 해양 부분 연구(Geochemical Ocean Section Study )는 대서양, 태평양, 인도, 지중해에서 가져온 바닷물 샘플을 분석하여 폭탄 탄소가 존재한다는 것을 발견하였습니다. 이런 연구의 결과로 모형 제작자들이 방사성 탄소의 진로, 교환, 체류 시간을 분석할 수 있게 해줍니다.

1990년부터 2002년까지의 세계 해양 순환 실험으로 용존 무기 탄소로부터 방사성 탄소를 측량하였습니다.

Reidar Nydal과 Knut Lovseth은 1962년부터 1993년까지 북반구와 남반구에서 대기 중에 있는 이산화 탄소에서 방사성 탄소를 측정했습니다.