Hva er den vanligste isotopen av karbon?

Kjernen til hvert elementært atom inneholder protoner, nøytroner og elektroner. Selv om hvert element normalt har like mange protoner og elektroner, kan antall nøytroner variere. Når atomer av et enkelt element som karbon har forskjellige antall nøytroner, og derfor forskjellige atommasser, de kalles "isotoper." Som mange andre elementer har karbon en veldig vanlig isotop, og flere andre som er ganske sjelden.

Den vanligste karbonisotopen er karbon-12. Navnet betyr at kjernen inneholder seks protoner og seks nøytroner, til sammen 12. På jorden utgjør karbon-12 nesten 99 prosent av naturlig forekommende karbon. Forskere bruker atommasseenheter, eller amu, for å måle massen av grunnstoffer. Carbon-12 har en amu på nøyaktig 12.000. Dette tallet er referansestandarden for måling av atommassen til alle andre isotoper.

De to andre naturlig forekommende karbonisotoper er karbon-13, som utgjør omtrent 1 prosent av alle karbonisotoper, og karbon-14, som utgjør omtrent to billioner av naturlig forekommende karbon. "13" i karbon-13 indikerer at isotopens kjerne inneholder syv nøytroner i stedet for seks. Carbon-14 inneholder selvfølgelig åtte nøytroner. Forskere har også laget kunstige karbonisotoper som spenner fra karbon-8 til karbon-22, men den praktiske bruken av disse ustabile isotoper er begrenset.

Levende organismer viser en preferanse for karbon-12 fremfor karbon-13, og absorberer derfor uforholdsmessig høye nivåer av karbon-12. Dermed kan forskere studere forholdet mellom karbon-13 og karbon-12 i iskjerner og treringer for å estimere tidligere konsentrasjoner av atmosfærisk karbondioksid. På samme måte kan klimatologer spore dette forholdet i sjøvann for å studere havets absorpsjonshastigheter for karbondioksid.

I motsetning til karbon-12 og karbon-13, er karbon-14 radioaktivt. Over tid forfaller radioaktive isotoper, og frigjør en viss mengde stråling. Hver levende organisme tar inn karbondioksid, som inkluderer en liten mengde karbon-14. Etter at organismen dør, forfaller karbon-14 i kroppen gradvis. Fordi forskere vet hvor raskt karbon-14 forfaller, kan de undersøke karbon-14-nivåene i gamle organismer for å estimere når de levde. Denne teknikken kalles karbondatering.