Así que tengo este problema verbal y estoy un poco confundido al respecto. Tengo la respuesta y la explicación pero sigo sin entender:
La vida media del carbono-14 es de aproximadamente 5730 años, mientras que la vida media del carbono-12 es esencialmente infinita. Si la proporción de carbono-14 a carbono-12 en cierta muestra es 25% menor que la proporción normal en la naturaleza, ¿qué edad tiene la muestra?
A. Less than 5730 years
B. Approximately 5730 years
C. Significantly greater than 5730 years, but less than 11460 years
D. Approximately 11460 years
Respuesta correcta: A
Explicación: Debido a que la vida media del carbono-12 es esencialmente infinita, una disminución del 25 por ciento en la proporción de carbono-14 a carbono-12 significa lo mismo que una disminución del 25 por ciento en la cantidad de carbono-14. Si menos de la mitad del carbono-14 se ha deteriorado, entonces ha transcurrido menos de una vida media. Por lo tanto, la muestra tiene menos de 5730 años. Tenga cuidado con la redacción aquí: la pregunta establece que la proporción es un 25 % menor que la proporción en la naturaleza, no el 25 % de la proporción en la naturaleza, lo que correspondería a la opción (D).
¿Cómo es la relación de los isótopos de carbono relevante para las vidas medias? ¿Cuál es el propósito de decir que la vida media de un isótopo es infinita? ¿Qué se entiende por “la proporción normal en la naturaleza”? Solo en base a la respuesta, parece que la pregunta decía "25% de una muestra de carbono se descompuso, ¿qué edad tiene esta muestra?" Obviamente tiene menos de 5.730 años (el tiempo de su primera vida media) porque si solo se descompuso el 25%, eso significa que ha pasado la mitad de la vida media. No veo cómo los isótopos y las proporciones cambiarían este problema en absoluto.
Editar: Cada respuesta aquí fue muy informativa y útil. Fue difícil elegir la mejor respuesta. Elegí Cosma's porque hizo clic conmigo.
Si está leyendo esto y quiere entender la datación por radiocarbono, mire cada respuesta porque hay información útil en cada respuesta.
¿Cómo es la relación de los isótopos de carbono relevante para las vidas medias? ¿Cuál es el propósito de decir que la vida media de un isótopo es infinita? ¿Qué se entiende por “la proporción normal en la naturaleza”?
Puede leer sobre la datación por radiocarbono . Los rayos cósmicos crean constantemente C-14 en la atmósfera, que luego se descompone, por lo que existe un valor de equilibrio de C-14/C-12 en la naturaleza, la "proporción normal". Cuando los seres vivos capturan carbono, deja de equilibrarse con el CO2 atmosférico, por lo que el C-14 se descompone, mientras que el C-12 permanece fijo ("vida media infinita"), proporcionando una normalización crucial para la cantidad de carbono involucrado: solo puede medir proporciones en una muestra; no se pueden monitorear las cantidades iniciales y esperar milenios para monitorear su decaimiento.
Entonces, de hecho, una disminución en la proporción del valor natural equivale a una disminución en la cantidad inicial de C-14 en la muestra cuando dejó de hacer la fotosíntesis y respirar. Así que leíste bien que
“El 25 % de una muestra de carbono se descompuso, ¿cuántos años tiene esta muestra?” Obviamente tiene menos de 5.730 años (el tiempo de su primera vida media) porque si solo se descompuso el 25%, eso significa que ha pasado la mitad de la vida media.
.
De hecho, parece que las palabras están disfrazando el hecho de que "el 25% del C-14 se descompuso", para lo cual la respuesta es obvia. Pero hay un giro.
En un caso real, no se sabe cuánto C-14 había originalmente. Tienes una muestra de algo orgánico: hueso o madera o algo similar excavado en el suelo en alguna parte. Puede medir la cantidad de C-14 que contiene ahora, después de años/siglos de descomposición. Pero para determinar cuánto tiempo ha pasado, necesitaría saber cuánto C-14 había allí para empezar.
Así que también cuenta el C-12 y lo usa para normalizar. Una muestra fresca tiene 1.25 partes en de C-14 (ese es el bit de 'proporción normal'). Con el paso del tiempo esa fracción disminuirá: después de 5730 años será 0.625 en - el permanece constante, ese es el bit de 'vida media infinita'. En tu pregunta habrá bajado a 0,94 en . Ese es el valor de la medida real que (supuestamente) se hizo.
Definiendo el medio tiempo
Creo que una parte de la pregunta se responde definiendo rigurosamente el medio tiempo: si tenemos
átomos de un determinado isótopo, que se descompone en un isótopo diferente (por ejemplo, C-14 se descompone en C-12, entonces la cantidad de estos átomos cambia con el tiempo como
Tiempo medio infinito
Si un isótopo no se desintegra (es decir, si es estable = no radiactivo), decimos que su tiempo medio es infinito.
La datación por carbono
se utiliza principalmente para los fósiles. El hecho básico detrás de esto es que la fracción de C-14 en los organismos vivos es mayor que en los objetos no vivos . Después de que el organismo muere, esta proporción ya no se mantiene y la pérdida radiactiva conduce a su disminución hacia la proporción en organismos no vivos. Por lo tanto, the normal ratio in natureen la pregunta citada en el OP se supone que significa la proporción normal en los organismos vivos.
La proporción de isótopos de carbono se usa para determinar la edad porque tenemos una idea bastante clara de cuál era la proporción inicial. Sin usar la relación inicial, ¿cómo podríamos saber cuánto carbono-14 estaba inicialmente presente? C-14 se descompone en nitrógeno-14 que, al ser un gas que espero, no se queda particularmente en una muestra orgánica porosa, por lo que no es factible comparar la proporción de C-14 a N-14.
A veces, las rocas se pueden fechar observando la proporción de potasio-40 y argón-40 a la que se descompone. En ese caso, una vez que la roca ha recristalizado, el argón gaseoso no puede escapar y comienza a acumularse en la roca. Esto hace posible en este caso calcular la edad comparando la proporción de los núcleos padre e hijo.
Ibby