moea_joint
102年
[地質] 普通地質學、地球物理概論
第 14 題
有關碳-14 定年法(Carbon-14 dating)所使用之樣品，下列何者有誤？
- A 火成岩
- B 貝殼
- C 枯木
- D 骨頭
思路引導 VIP
請試著思考：碳-14 定年法的原理是測量某樣樣本「停止與大氣進行碳交換」之後經過的時間。在選項中的這些物質裡，哪一個在形成的過程中，完全不需要透過生命活動來攝取大氣中的碳元素呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對於放射性定年法的適用對象有相當紮實的掌握。碳-14（$^{14}C$）定年法的核心原理在於生物體在生存期間，會透過呼吸或攝食持續與大氣進行碳交換；一旦生物死亡，這種交換便會停止，內部的 $^{14}C$ 才會開始依據其半衰期（約 5730 年）穩定衰變。因此，這項技術的關鍵在於樣本必須含有來自生物圈循環的有機碳，例如枯木、骨頭或由生物分泌鈣質形成的貝殼。
碳-14 的適用邊界與岩石定年
相比之下，火成岩是由地底岩漿冷卻凝固而成的無機礦物，其形成過程並未參與大氣中的碳循環，自然無法利用碳元素的衰變來計時。對於這類火成岩，地質學家通常會採用半衰期更長、存在於礦物晶格中的元素，例如鉀-氬（$K-Ar$）或鈾-鉛（$U-Pb$）法定年。這道題目設計的鑑別點在於測試學生是否能區分「生物遺骸」與「無機礦物」在化學組分上的本質差異，難度適中，是檢驗地球科學基礎邏輯非常好的題目。