「放射性炭素年代測定」の版間の差分

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'''放射性炭素年代測定'''(ほうしゃせいたんそねんだいそくてい、{{Lang-en|radiocarbon dating}})は、自然の[[生物圏]]内において[[放射性同位体]]である[[炭素14]] (<sup>14</sup>C) の存在比率が1兆個につき1個のレベル一定に保たれていであることを基礎とする動植物の遺骸を使用するにした[[年代測定]]方法である<ref name="Allison71">[[#アリソン 2011|アリソン 2011]] p.71</ref>。。対象は動植物の遺骸に限られ、に無機物及び金属では測定が出来ない。
 
'''C14年代測定'''(シーじゅうよんねんだいそくてい、シーフォーティーンねんだいそくてい)に同じ。単に'''炭素年代測定'''、'''炭素14法'''、'''C14法'''などともいう。
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[[File:Carbon 14 formation and decay.svg|right|thumb|300px| 1: 炭素14の生成 <br>2: 炭素14の崩壊 <br>3:活動中の生物と活動を停止した遺骸]]
 
一般に地球自然の生物圏内では炭素14の存在比率がほぼ一定であり、る。動植物の内部における炭素14の存在比率、死ぬまで変わらないが、死後は新しい炭素補給されなくなるためが止まり、存在比率が下がり始める<ref name="Allison71"/>。この性質と炭素14の半減期が5730年であることから年代測定が可能となる<ref name="Allison71"/>。なお、厳密には炭素14の生成量は地球磁場や太陽活動の変動の影響を受けるため、大気中の濃度は年毎に変化している。また、北半球と南半球では大気中の濃度が異なっている。
 
放射性炭素年代は、BP(Before PresentもしくはBefore Physics)で表記されるが、これは大気圏内[[核実験]]による[[放射線]]の影響をあまり受けていない[[1950年]]を起点として、何年前と実年代が表記される。
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== 年代の誤差 ==
この測定原理を発見したウィラード・リビーは、炭素14の半減期を5568年<ref>真の値は5730年。</ref>として計算している。{{要出典範囲|試料の分析結果から、2700から2400年前の約300年間は、新たな炭素14の追加が無かったことを意味するデータが得られているが、実際には生産量と同等な量の古い炭素が海洋から大気に放出されたと考えられている|date=2013年1月}}。また、植物が炭素を固定する際に同位体選別と呼ばれる現象が生じ、植物の種毎に試料の炭素14濃度と年代には差異が発生する為、補正が必要である。同位体選別による炭素14の濃度差は、炭素13の濃度を精密に測定することで可能で、最大で400年程度の補正量となる。つまり、古い時代の生物の年代正確特定する為には、同じ種の現代の同位体選別量を正確に把握することも求められる。
 
=== 年代較正 ===
[[image:Radiocarbon dating calibration.svg|thumb|right|300px]]
大気中の炭素14量は、宇宙線の変動や、海洋に蓄積された炭素放出事件を反映して変動してきた。そのため、計測結果に誤差が生じている。後述の[[年縞堆積物]]および[[年輪年代学|年輪年代]]により年代の較正が行われる。年輪年代では、およそ12600年程度までの放射性炭素年代値 (BP) と実際の年代の対応表が作られている<ref name="水月湖の年縞">{{PDFlink|[http://www2.jpgu.org/publication/jgl/JGL-Vol6-4.pdf 水月湖の年縞:過去7万年の標準時計]}} 日本地球惑星科学連合 ニュースレター. November, 2010. Vol.6. No.4. 2010年11月1日</ref>。年輪年代の及ばない古い年代は、およそ24,000年前までは、[[サンゴ]]のU/Th([[ウラン]] / [[トリウム]])年代と照合されている。
 
較正曲線を用いて較正された年代値、つまり、炭素14年代を実際の年代に較正(基準に照らして正す)したという意味であり、西暦1950年を起点とした年数には calibrated(較正済み)を意味する「cal」をつけて「calBP」で表される。あるいは西暦紀元を基準とする場合は「calBC」ないし「calAD」と表す。較正年代は、暦年代 (Calendar year) とも呼ばれ、「実際の年代」という意味である。ちなみに、炭素14年代は「<sup>14</sup>C BP」となる。
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== 実例 ==
日本で最初に測定されたのは、[[1950年]]・[[1955年]]に調査された[[夏島貝塚]]の[[縄文時代]]早期の層から出土したカキ殻と[[木炭]]であった。1959年3月と6月に、[[ミシガン大学]]から[[杉原荘介]]に、炭素14年代法による年代値は、貝殻BP9450±400と木炭BP9240±500であったことが報告された。この測定の結果、縄文時代早期9500年前という年代がはじめて測定され[[縄文土器]]が世界最古の土器文化である可能性が指摘される一方、日た。これは本の考古学者の多くを驚愕させた。また、測定を依頼した[[芹沢長介]]らと、大陸で出土した遺物の年代から3000年前と主張する[[山内清男]]との間で論争が起きている。
 
青森県東津軽郡[[外ヶ浜町]]の[[大平山元I遺跡]]の縄文時代草創期の土器製作時期が、通説より4500年も古い(早い)1万6500年前と1999年4月に発表された。この実年代は、[[ワシントン大学]]の[[Minze Stuiver|スタイヴァー]]らが炭素14年代を年輪年代や珊瑚年代を使って暦年に換算する国際較正曲線 (INTCAL 98) を使ったものである。また、[[弥生時代]]の開始期は通説では紀元前5 - 紀元前4世紀ごろであったが、2003年3月の[[国立歴史民俗博物館]]の発表では約500年古い(早い)約3000年前(紀元前10世紀終頃、つまり、九州北部の弥生時代早期が前949年 - 915年から、前期が前810年頃から、中期が前350年頃から、それぞれ始まった。)に遡る結果が出た。2003年5月の[[日本考古学協会]]総会での報告は、衝撃、当惑、賛成、反発などとともに拒否、嘲笑などに覆われた。