原子弹居然炸出了鲸鲨的年龄
如何得知动植物的年龄?
你知道世界上最大的鱼是什么吗?如果你回答是蓝鲸 , 那你就错了 。 因为蓝鲸不是鱼 , 而是哺乳动物 。 世界上最大的鱼其实是鲸鲨——鲸鲨身体庞大 , 身长最长可达20米 , 体重最重可达12.5吨 。 但一直以来 , 人们疑惑于这种巨大鱼类的年龄 。 据估计 , 鲸鲨的寿命可达到70~100年 。 但是当面对一条壮年鲸鲨时 , 要知道它是30岁还是50岁 , 还真是一个难题 。 在过去几十年的时间里 , 这个问题一直得不到解决 。 这是为什么呢?
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要想知道一个人的年龄 , 问一下他就好了 。 如果不方便问 , 看一下他的身份证上的出生日期也就知道了 。 但是 , 不能说话又没有办理身份证的植物和动物 , 我们怎么知道它们的年龄呢?其实 , 很多生物的身上都带有标记年龄的天然标记 。 例如树木 , 每到春天 , 气候变暖 , 它就向外再长出一圈 。 在树木的横截面上 , 我们会看到许多的同心圈 , 每一个圈代表一岁 , 有多少个圈就说明这棵树有多少岁了 , 这些圈就被称作年轮 。 而在动物界 , 也有类似年轮的标记 , 例如乌龟背甲盾片上的同心环纹 。 而对于一般鱼类来说 , 它们的年轮标记在耳石上 。 耳石是鱼的听觉系统的一部分 , 当鱼大一岁时 , 耳石表面就会多出一个同心圈 。 但是 , 鲸鲨既没有耳石 , 也没有任何其他的年龄标记方式 , 这就让科学家们犯了难 。
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科学家们想到了碳-14 。 碳一共有3种同位素 , 碳-14是含量最少的那一种 , 它的来源也很独特——由来自太空的宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生 。 碳-14会与氧结合形成含有碳-14的二氧化碳 。 不过碳-14不稳定 , 它会发生衰变 , 半衰期为5730年 , 正负误差40年(放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间 , 叫半衰期) 。 长期以来 , 碳-14在鉴定化石的存在时间上发挥了巨大的作用 , 其使用的鉴定方法称之为“碳-14年代测定法” 。 生物体在活着的时候会因呼吸、进食等不断地从外界摄入碳-14 , 最终体内碳-14与碳-12的比值会与环境相同(我们将碳-14的浓度与碳-12浓度的比值称为碳-14的相对浓度) 。 长期以来 , 这个比值没有改变 。 不过当生物体死亡时 , 碳-14的摄入停止 , 遗体中的碳-14则发生衰变 , 使遗体中的碳-14与碳-12的比值发生变化 。 所以 , 通过测定碳-14与碳-12的比值就可以测定该生物的大致死亡时间 。 可见 , 利用碳-14无法检测活着的生物年龄 , 只能得出生物死亡的那一刻到今天的时间间隔 , 即“死后年龄” 。 而且因为碳-14的半衰期有着多达几十年的误差 , 这导致“碳-14年代测定法”测量得到的时间间隔也不大准确 。
【原子弹居然炸出了鲸鲨的年龄】那么 , 我们真的就不可能利用碳-14测量鲸鲨的年龄了吗?20世纪中期大规模的核试验让我们看到了测量鲸鲨年龄的希望 。
核试验居然还有这个好处
二战后期 , “小男孩”和“胖子”两枚原子弹被投到日本本土 , 其巨大的破坏力促使日本投降 , 同时也震惊了世人 。 二战结束后 , 冷战开启 , 世界两极分化严重 , 随时可能爆发激烈冲突 , 引起第三次世界大战 。 核武器作为当时世界上最厉害的大杀器 , 世界强国纷纷进行研发 , 以美、苏为首的大国进行了数量众多的核试验 。 20世纪40年代至60年代的核武器试验都是在大气层中进行的 , 这造成了严重的生态污染——核爆产生的放射性残留物不仅留在当地 , 还随着大气环流进入到全球环境中 , 造成世界范围内的放射性物质含量的逐年上升 , 碳-14就是其中的一种 。 这是因为核爆会产生大量的中子 , 中子轰击大气中的氮气 , 产生大量的碳-14 。 大气中碳-14的相对浓度在1963年左右达到峰值 , 以后才逐年下降 。 这是因为在1963年 , 美、苏、英三国签订《部分禁止核试验条约》 , 该条约禁止了除地下核试验之外的一切核试验 , 有效避免了更多的碳-14流入大气中 。 20世纪90年代 , 《全面禁止核试验条约》签订后 , 人类核试验才基本停止 , 避免了更多核试验对自然环境的伤害 。
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那么 , 这些新增的碳-14怎么帮助人类测量鲸鲨的年龄呢?1945年之前 , 环境中的碳-14的相对浓度是一个定值 , 这也就导致了那时活的生物体内中的碳-14的相对浓度一直都是稳定不变的 。 如果没有干扰的话 , 以上两者的碳-14的相对浓度是不变的 。 但是 , 如果大气中的碳-14的浓度变化了呢?二战后的核试验使得大气中的碳-14的浓度增大 , 这必然会被环境和生物吸收 。 而通过吸收 , 环境中和生物体内的碳-14的相对浓度也逐渐增大 。 这会导致大气中的碳-14的相对浓度逐渐降低 , 环境中和生物体内的碳-14的相对浓度也随之减小 , 呈现共同增大、共同减小的趋势 。
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