Hvad er den mest almindelige isotop af kulstof?

Kernen i hvert elementært atom indeholder protoner, neutroner og elektroner. Selvom hvert element normalt har et lige antal protoner og elektroner, kan antallet af neutroner variere. Når atomer i et enkelt element som kulstof har forskellige antal neutroner og derfor forskellige atommasser, er de kaldes "isotoper". Ligesom mange andre grundstoffer har kulstof en meget almindelig isotop, og flere andre er ganske sjælden.

Den mest almindelige kulstofisotop er kulstof-12. Dets navn betyder, at dets kerne indeholder seks protoner og seks neutroner, i alt 12. På Jorden udgør kulstof-12 næsten 99 procent af naturligt forekommende kulstof. Forskere bruger atommasseenheder eller amu til at måle massen af ​​grundstoffer. Carbon-12 har en amu på nøjagtigt 12.000. Dette tal er referencestandarden til måling af atommassen af ​​alle andre isotoper.

De to andre naturligt forekommende kulstofisotoper er carbon-13, som udgør ca. 1 procent af alle kulstofisotoper og kulstof-14, som tegner sig for omkring to billioner af naturligt forekommende kulstof. "13" i carbon-13 indikerer, at isotopens kerne indeholder syv neutroner i stedet for seks. Carbon-14 indeholder selvfølgelig otte neutroner. Forskere har også skabt kunstige kulstofisotoper, der spænder fra kulstof-8 til kulstof-22, men de praktiske anvendelser af disse ustabile isotoper er begrænsede.

Levende organismer udviser en præference for carbon-12 frem for carbon-13 og absorberer derfor uforholdsmæssigt høje niveauer af carbon-12. Således kan forskere undersøge forholdet mellem kulstof-13 og kulstof-12 i iskerner og træringe for at estimere tidligere koncentrationer af atmosfærisk kuldioxid. På samme måde kan klimatologer spore dette forhold i havvand for at undersøge havets absorptionshastigheder for kuldioxid.

I modsætning til carbon-12 og carbon-13 er carbon-14 radioaktivt. Over tid henfalder radioaktive isotoper og frigiver en vis mængde stråling. Hver levende organisme optager kuldioxid, som inkluderer en lille mængde kulstof-14. Efter at organismen dør, henfalder kulstof-14 i sin krop gradvist. Fordi forskere kender hastigheden, hvormed kulstof-14 henfalder, kan de undersøge kulstof-14-niveauerne i gamle organismer for at estimere, hvornår de levede. Denne teknik kaldes kulstofdatering.