Conţinut
Nucleul fiecărui atom elemental conține protoni, neutroni și electroni. Deși fiecare element are în mod normal un număr egal de protoni și electroni, numărul de neutroni poate varia. Când atomii unui singur element precum carbonul au un număr diferit de neutroni și, prin urmare, mase atomice diferite, aceștia sunt numiți „izotopi”. Ca și multe alte elemente, carbonul are un izotop foarte comun și alte câteva, care sunt destul de rare.
Carbon-12
Cel mai frecvent izotop de carbon este carbonul-12. Numele său semnifică faptul că nucleul său conține șase protoni și șase neutroni, pentru un total de 12. Pe Pământ, carbon-12 reprezintă aproape 99 la sută din carbonul natural. Oamenii de știință folosesc unități de masă atomică sau amu pentru a măsura masa de elemente. Carbon-12 are un amu de exact 12.000. Acest număr este standardul de referință pentru măsurarea masei atomice a tuturor celorlalți izotopi.
Alte izotopi
Celelalte două izotopi de carbon care sunt în mod natural sunt carbonul 13, care cuprinde aproximativ 1 la sută din totalul izotopilor de carbon și carbonul 14, ceea ce reprezintă aproximativ două trilioane de carbon. „13” din carbon-13 indică faptul că nucleul izotopului conține șapte neutroni în loc de șase. Carbon-14, desigur, conține opt neutroni. Oamenii de știință au creat, de asemenea, izotopi de carbon artificiali, de la carbon-8 la carbon-22, dar utilizările practice ale acestor izotopi instabili sunt limitate.
Carbon-13
Organismele vii prezintă o preferință pentru carbon-12 față de carbon-13 și, prin urmare, absorb niveluri disproporționat de ridicate de carbon-12. Astfel, oamenii de știință pot studia raportul dintre carbon-13 și carbon-12 în miezurile de gheață și inelele copacilor pentru a estima concentrațiile trecute de dioxid de carbon atmosferic. În mod similar, climatologii pot urmări acest raport în apa de mare pentru a studia ratele de absorbție ale oceanului pentru dioxidul de carbon.
Carbon-14
Spre deosebire de carbon-12 și carbon-13, carbon-14 este radioactiv. În timp, izotopii radioactivi se descompun și eliberează o anumită cantitate de radiații. Fiecare organism viu ia dioxid de carbon, care include o cantitate mică de carbon-14. După ce organismul moare, carbonul 14 din corpul său se descompune treptat. Deoarece oamenii de știință știu ritmul în care carbon-14 se descompune, ei pot examina nivelurile de carbon-14 din organismele antice pentru a estima când au trăit. Această tehnică se numește întâlnirea cu carbon.