0801(수) 과학상식

< 탄소연대측정법 >

원자 중에는 방사성 원자가 있습니다. 

이것은 원자자체가 붕괴하면서 다른 물질로 변하는건데요, 

탄소 연대 측정법이란 방사성 원소의 이런 원리를 이용한 것입니다.

그럼 탄소가 무엇인가 궁금하시죠? 어떤 물체를 태웠을 때 대부분이 새까맣게 변하죠. 새까맣게 되는 이유는 바로 탄소 때문입니다. 

여러분들이 잘 아시는 연필심, 연탄 이런 것들은 새까맣잖아요. 탄소로 이루어졌기 때문입니다. 

 

탄소는 질량이 다른 세 종류로 이루어져 있습니다. 

대부분의 탄소는 질량이12입니다. 그런데 이보다 조금 무거운 13 짜리와 14짜리도 극미량이 존재합니다. 

이렇게 원자번호는 같고 질량이 다른 것을 동위원소라 하는데요, 이 동위원소 중에서 질량 14짜리 탄소가 방사성 동위원소입니다. 

방사선 동위원소의 특징은 그냥 뇌두면 방사선을 내놓으면서 점차적으로 질량이 감소하는 것입니다. 

처음 양의 반절이 되는데 걸리는 시간을 반감기라고 하는데, 탄소 14의 경우 5730년이 됩니다. 

처음양의 반절이 되는데 5730년 그것의 또 반이 되는데는 5730의 두배인 11460년이 됩니다. 

그러니까 처음양의 얼마만큼이 남아있는지를 계산해봄으로써 수명이 얼마나 되었는지를 알아낼 수 있는 겁니다. 

 

 

우선 식물을 예로 들어보겠습니다. 식물은 탄소동화작용을 함으로써 성장도 하고 열매를 맺기도 하죠. 

탄소동화작용에 필요한 게 이산화탄소라는 거 초등학교때 다 배워서 알고 있을겁니다. 

식물이 이산화탄소를 흡수할 때 탄소 12와 13 그리고 14가 함께 흡수되는데 생물이 죽으면 더 이상 대기 중의 이산화탄소를 흡수하지 못합니다.

따라서 죽은 식물 안의 방사성 탄소 14는 붕괴되어 그 양이 점점 줄어들게 됩니다. 반면에 탄소12 또는 13은 비방사성이므로 붕괴되지 않고 그대로 남아 있습니다. 

이렇게 되면 탄소14 대 12 또는 13의 비율이 시간이 지남에 따라 변하게 될 것이고  이 비율을 측정하면 생명체가 언제 죽었는지를 알 수 있는 것입니다.

 

 

식물뿐 아니라 뼈나 가죽같은 동물의 잔해도 측정할 수가 있습니다. 

동물은 식물을 먹거나 그 식물을 먹은 동물을 먹고 살기 때문에 동물의 몸속에도 탄소가 들어있습니다. 

그러기 때문에 탄소의 비율들을 계산해봄으로써 정확히 지금으로부터 몇 년전에 죽었는지를 알 수가 있는 겁니다. 

탄소연대측정법의 대표적인 성과로는 ‘이탈리아 성당 토리노에 있는 천’의 연대를 밝혔는데요, 

많은 기독교나 천주교 신자들은 이 천을 예수의 시신을 싼 수의라고 주장했지만 탄소연대 측정결과 기원후 1260-1390년 사이의 중세에 만들어진 가짜 수의임이 드러났습니다.