Question

通过碳十四来测量地球和宇宙的年龄到底准不准确？

据说碳十四测量法的基础是假设地球刚形成时的环境及大气状态，但是如果不是这样的话，那么这种测量法不就有问题了吗？

Answer 1

首先可以肯定的回答是通过碳十四测量地球的年龄和宇宙的年龄是肯定不行的，碳十四测量法主要应用在考古界而不是地质年代测量，其检测的范围是有限的。具体如下面资料：
碳十四测年法又称放射性碳素断代法 (Radiocarbon dating)，还可以写成C-14测年法等。我们都知道，碳是自然界中广泛存在的元素，占地壳重要组成的0.018%；天然碳有三种同位素，即碳十二(12C)、碳十三(13C)、碳十四(14C)，人工还可以合成碳的同位素。这其中，只有碳十四(14C)才具有放射性。碳十四(14C)在自然界含量极少，而且半衰期很长；它也是碳的最稳定、最重要的同位素。碳十四(14C)的半衰期为5730年，不走运的是，随着岁月的推移，大气中碳十四的含量还可能会有轻微的改变（诸如太阳黑子爆炸、火山喷发等）；所以碳十四半衰期还要按照具体的年代进行修订（树轮曲线），这个5730年最后算来大概还有正负四十年的误差存在。

由于新陈代谢，地球上生物体吸收或放出CO2的过程不断进行，生物体内的碳十四（14C）含量也保持不变。但当生物失去新陈代谢作用（死亡），14C循环进入生物体内的过程就停止了。这时，留在体内的14C就只能按照其固有的半衰期5730年的衰变速率逐渐减少。因此，埋藏地下深层的样品，只要测定其14C与12C的含量比例，按14C的放射性衰变公式进行计算，校订之后便可推出待测物品的存在年代。

这个方法适应于考古学和第四纪地质研究，常用样品为木炭、泥炭、木材、贝壳、骨骼、纸张、皮革、衣服以及某些沉积碳酸盐等。但是，用碳十四测年法也只能准确测出5、6万年以内的出土文物；对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，实际上利用碳十四测年法是无法测定出来的。

而地球的年龄和宇宙的年龄则分别采用的是不同的方式，地球年龄是利用放射性同位素测量法计算的年龄，宇宙则是根据引力透镜原理和大爆炸模型进行的推算，碳十四根本计算不了这两项。
具体资料如下：
根据天然放射性同位素自发地进行衰变或衰变时发射出的射线（主要是α射线）对周围物质作用所产生的某种现象，可以将同位素测年方法分成两大类：

1）根据放射性同位素的衰变定律测定年龄。该大类又分四小类。

a. 通过测定天然放射性同位素与衰变的最终稳定子体之间的含量比确定年龄。如U-Pb法、K-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等。它们是测定地质年龄和宇宙样品年龄的主要方法。

b. 通过测定衰变系列中某两个中间性子体的同位素比值测定年龄。如测定年轻沉积物的U系子体法：234U-238U、230Th-238U、230Th-234U、230Th-231Pa、210Pb法等。

c. 利用由于放射性衰变引起自然界中某些元素同位素组成有规律的系统变化测定年龄。如普通铅法、Os同位素法。

d. 已知母体同位素的起始量，并测定现有含量，根据两者比值计算年龄，为14C法。

2）根据射线对周围物质的作用所产生的次级现象测定年龄。如裂变径迹法，热释光法等。

在以上这些同位素测年方法中，与地质调查关系密切和应用比较普遍的有U-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、K-Ar法，这四种方法是同位素地质年代学的支柱，近些年U系子体法发展迅速，Re-Os法也发展很快，Lu-Hf法主要应用在有关壳-幔方面的基础地质研究，La-Ce法地质应用至今还处在探索阶段。这些方法不仅用于测年，Pb、Sr、Nd、Os、Ce等同位素还是极有价值的同位素地球化学示踪工具。在研究第四纪地质年代学时，一般多采用U系子体法、裂变径迹法、14C法、热释光法等。K-Ar法的分支39Ar-40Ar法还是研究构造热力学的一个重要手段。
宇宙
研究小组使用一种叫做引力透镜的技术测量了从明亮活动星系释放的光线沿着不同路径传播至地球的距离，通过理解每个路径的传播时间和有效速度，研究人员推断出星系的距离，同时可分析出它们膨胀扩张至宇宙范围的详细情况。 　　科学家经常很难识别宇宙中遥远星系释放的明亮光源和近距离昏暗光源之间的差异，引力透镜回避了这一问题，能够提供远方光线传播的多样化线索。这些测量信息使研究人员可以测定宇宙的体积大小，并且天体物理学家可以用哈勃常数进行表达。 宇宙根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。