Kāds ir visizplatītākais oglekļa izotops?

Katra elementa atoma kodols satur protonus, neitronus un elektronus. Lai gan katram elementam parasti ir vienāds protonu un elektronu skaits, neitronu skaits var atšķirties. Ja viena elementa, piemēram, oglekļa, atomiem ir atšķirīgs neitronu skaits un līdz ar to arī dažāda atomu masa, tie sauc par “izotopiem”. Tāpat kā daudziem citiem elementiem, arī ogleklim ir viens ļoti izplatīts izotops un vairāki citi reti.

Visizplatītākais oglekļa izotops ir ogleklis-12. Tās nosaukums nozīmē, ka tās kodols satur sešus protonus un sešus neitronus, kopā 12. Uz Zemes ogleklis-12 veido gandrīz 99 procentus dabiski sastopamā oglekļa. Zinātnieki elementu masas mērīšanai izmanto atomu masas vienības jeb amu. Carbon-12 ir precīzi 12.000. Šis skaitlis ir atsauces standarts visu pārējo izotopu atomu masas mērīšanai.

Pārējie divi dabā sastopamie oglekļa izotopi ir ogleklis-13, kas satur aptuveni 1 procentu no visiem oglekļa izotopiem un ogleklis-14, kas veido aptuveni divas triljonas daļas dabā sastopamo ogleklis. “13” ogleklī-13 norāda, ka izotopu kodols satur septiņus neitronus, nevis sešus. Carbon-14, protams, satur astoņus neitronus. Zinātnieki ir izveidojuši arī mākslīgos oglekļa izotopus, sākot no oglekļa-8 līdz oglekļa-22, taču šo nestabilo izotopu praktiskā izmantošana ir ierobežota.

Dzīvie organismi dod priekšroku oglekļa-12, nevis oglekļa-13, un tāpēc absorbē nesamērīgi augstu oglekļa-12 līmeni. Tādējādi zinātnieki var izpētīt oglekļa-13 un oglekļa-12 attiecību ledus serdeņos un koku gredzenos, lai novērtētu iepriekšējās atmosfēras oglekļa dioksīda koncentrācijas. Līdzīgi klimatologi var izsekot šai attiecībai jūras ūdenī, lai pētītu okeāna absorbcijas līmeni oglekļa dioksīdā.

Atšķirībā no oglekļa-12 un oglekļa-13, ogleklis-14 ir radioaktīvs. Laika gaitā radioaktīvie izotopi sadalās un atbrīvo noteiktu daudzumu starojuma. Katrs dzīvs organisms uzņem oglekļa dioksīdu, kas satur nelielu daudzumu oglekļa-14. Pēc organisma nāves ogleklis-14 tā ķermenī pamazām sadalās. Tā kā zinātnieki zina oglekļa-14 sadalīšanās ātrumu, viņi var pārbaudīt oglekļa-14 līmeni senajos organismos, lai novērtētu, kad viņi dzīvoja. Šo tehniku ​​sauc par oglekļa datēšanu.