방사성 탄소 연대 측정

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

방사성 탄소 연대 측정은 유기 물질의 연대를 측정하는 방법으로, 1949년 윌러드 리비에 의해 발견되었다. 이 방법은 대기 중의 탄소-14가 생물체에 흡수된 후 방사성 붕괴를 통해 감소하는 원리를 이용하며, 탄소-14의 반감기(약 5730년)를 기반으로 최대 6만 년까지의 연대를 측정할 수 있다. 방사성 탄소 연대 측정은 고고학 유물의 연대 측정에 주로 사용되며, 고고학적 연관성을 고려하여 시료의 오염과 탄소 저장소 효과 등의 오차 요인을 보정한다. 이 기술은 고고학 연구에 혁신을 가져왔으며, 지질학, 퇴적학, 호소학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

더 읽어볼만한 페이지

연대 측정법 - 칼륨-아르곤 연대 측정
칼륨-아르곤 연대 측정은 칼륨-40이 아르곤-40으로 붕괴하는 현상을 이용하여 암석이나 광물의 연대를 측정하는 방법으로, 10만 년 이상 된 시료에 적합하지만 아르곤 손실이나 과잉 아르곤으로 인한 오차가 발생할 수 있어 아르곤-아르곤 연대 측정법으로 보완하며 다양한 분야에 활용된다.
연대 측정법 - 아르곤-아르곤 연대 측정
아르곤-아르곤 연대 측정은 암석 내 아르곤-40과 아르곤-39의 비율을 이용하여 암석의 연대를 계산하는 방법으로, 칼륨-아르곤 연대 측정의 문제점을 개선하고 변성암 및 화성암, 지질 단층의 연대 측정에 활용된다.
탄소 - 기후변화 완화
기후변화 완화는 온실가스 배출 감축과 흡수원 증진을 통해 지구 온난화를 억제하고, 지속 가능한 에너지 전환, 효율 향상, 농업 및 산업 정책, 탄소 흡수원 강화, 이산화탄소 제거 기술 개발 등 다양한 조치로 지구 온도 상승을 제한하는 노력이다.
탄소 - 탄소 동위 원소
탄소 동위원소는 양성자 수는 6개로 같지만 중성자 수가 다른 탄소의 여러 형태로, 자연계에는 안정 동위원소인 탄소-12, 탄소-13과 방사성 동위원소인 탄소-14가 존재하며, 각각 원자 질량 단위 기준, 핵자기 공명 분광법, 방사성탄소연대측정법 등에 활용되고 비율 분석은 다양한 학문 분야에서 과거 환경 연구에 사용된다.
방사능 - 핵분열
핵분열은 원자핵이 중성자와 충돌하여 두 개 이상의 조각으로 분열되는 현상으로, 막대한 에너지를 방출하며 원자력 발전과 핵무기에 응용되지만 방사성 폐기물 처리 등의 문제점을 가지고 있다.
방사능 - 붕괴 사슬
붕괴 사슬은 방사성 동위원소가 알파 붕괴와 베타 붕괴를 거쳐 안정적인 동위원소로 변환되는 과정이며, 질량수에 따라 토륨, 넵투늄, 우라늄, 악티늄 계열로 분류되고, 넵투늄 계열을 제외한 나머지 계열은 납의 안정 동위원소로 종결된다.

방사성 탄소 연대 측정
개요
방법	연대 측정 방법
측정 대상	유기물
측정 원리	질소-14가 중성자와 반응하여 탄소-14 생성 생물이 생존 중에는 탄소-14와 탄소-12 비율 일정 유지 생물 사후 탄소-14는 베타 붕괴로 질소-14로 변환 탄소-14 감소량 측정하여 연대 추정
역사
발견	1940년대 후반 윌러드 리비에 의해 개발
응용 분야	고고학, 지질학, 지구물리학, 법의학 등 다양한 분야에서 활용
리비의 공로	1960년 노벨 화학상 수상
기본 원리
탄소 동위 원소	탄소-12: 안정적인 동위 원소 탄소-13: 안정적인 동위 원소 탄소-14: 방사성 동위 원소, 반감기 5730년
탄소-14 생성	대기 중 질소-14가 우주선에서 생성된 중성자와 반응
탄소-14 순환	생성된 탄소-14는 산소와 결합하여 이산화탄소 형태로 존재 식물은 광합성을 통해 탄소-14 흡수 동물은 식물을 섭취하거나 다른 동물을 섭취하여 탄소-14 흡수 생물은 생존 중 탄소-14와 탄소-12 비율 일정
연대 측정	생물 사후 탄소-14는 베타 붕괴로 질소-14로 변환 탄소-14 감소량 측정하여 연대 추정
측정 한계
측정 가능 연대	약 50,000년 전까지
분별 효과	탄소 동위 원소의 질량 차이로 인한 화학 반응 속도 차이 시료의 탄소 동위 원소 비율을 보정해야 정확한 연대 측정 가능
리저버 효과	대기와 해양 사이의 탄소-14 농도 차이 해양 생물의 연대 측정 시 추가적인 보정 필요
대기 중 탄소-14 농도 변화	과거 핵무기 실험으로 인한 탄소-14 농도 증가 (탄소-14 폭탄 효과) 화석 연료 사용 증가로 인한 탄소-14 농도 감소 (수스 효과)
오염 가능성	시료의 오염으로 인한 연대 측정 오류 가능성 시료 채취 및 처리 과정에서 오염 방지 중요
교정 곡선 필요	대기 중 탄소-14 농도 변화를 고려하여 교정된 연대 측정 필요 교정 곡선을 사용하여 실제 연대 추정
측정 방법
방사능 측정법	시료에서 방출되는 베타선 측정 비례 계수관, 액체 섬광 계수기 사용 대량의 시료 필요, 높은 측정 시간 소요
가속기 질량 분석법 (AMS)	시료 내 탄소-14의 직접 측정 소량의 시료로도 측정 가능, 높은 정확도 높은 측정 비용
적용 분야
고고학	유적, 유물, 화석 등의 연대 측정
지질학	지층, 퇴적물 등의 연대 측정
고생물학	화석의 연대 측정
지구물리학	빙하 코어, 해양 퇴적물 등의 연대 측정
법의학	사망 추정 시점, 위조 미술품 식별 등에 활용
기타
탄소-14 연대 측정법의 발달	탄소-14 농도 변화에 따른 측정 오차를 줄이기 위해 지속적인 연구 및 기술 개발 진행
동위원소 분별 효과	동위원소 분별 효과를 보정하기 위한 연구가 중요

2. 역사

방사성 탄소 연대 측정의 역사는 1939년 로렌스 버클리 국립 연구소에서 시작되었다. 마틴 카멘과 새뮤얼 루벤은 유기물에 흔한 원소 중 생물학과 의학 연구에 유용할 만큼 긴 반감기를 가진 동위원소를 찾는 연구를 진행했다. 이들은 사이클로트론 가속기로 ¹⁴C를 합성하고 반감기가 예상보다 길다는 것을 발견했다. 세르게이 코르프는 상층 대기에서 ¹⁴N과 열중성자 반응으로 ¹⁴C가 생성될 것이라 예측했고, 윌러드 리비는 제2차 세계 대전 중 이 연구를 접하고 방사성 탄소 연대 측정 아이디어를 떠올렸다.^[3]^[4]

리비는 시카고 대학교에서 생물체에 비방사성 탄소와 ¹⁴C가 함께 존재할 수 있다는 가설을 세우고(1946년), 볼티모어 하수 처리장 메탄 시료에서 ¹⁴C를 검출, 석유 생성 메탄에서는 방사성 탄소가 없음을 확인하여 1947년 ''Science''지에 발표했다.^[5]^[6]^[7]

이후 리비와 제임스 아놀드는 연대가 알려진 조세르와 스네페루 왕의 무덤 시료(기원전 2625년 ±75년)로 방사성 탄소 연대 측정 이론을 검증, 평균 기원전 2800년 ±250년 결과를 얻어 1949년 ''Science''지에 발표했다.^[8]^[9] 1960년, 리비는 이 업적으로 노벨 화학상을 수상했으며, 11년 만에 전 세계 20개 이상의 방사성 탄소 연대 측정 연구소가 설립되었다.^[11]^[5]

2. 1. 방사성 탄소 연대 측정의 발견

1939년, 버클리 방사선 연구소의 마틴 카멘(Martin Kamen)과 새뮤얼 루벤(Samuel Ruben)은 유기물질의 일반적인 원소가 생체의학 연구에 유용할 만큼 반감기가 긴 동위원소를 가지는지 확인하기 위한 실험을 시작했다. 그들은 연구소의 사이클로트론 가속기를 사용하여 ¹⁴C를 합성했고, 곧 그 원자의 반감기가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 길다는 것을 발견했다.^[1] 이후 필라델피아의 프랭클린 연구소에 재직 중이던 세르게이 코르프(Serge A. Korff)는 상층 대기에서 열중성자와 ¹⁴N의 상호 작용이 ¹⁴C를 생성할 것이라고 예측했다.^[3]^[4] 이전에는 ¹⁴C가 중양성자(deuteron)가 ¹³C와 상호 작용하여 생성될 가능성이 더 높다고 생각되었다.^[1] 제2차 세계 대전 중 어느 시점에, 당시 버클리에 있던 윌러드 리비(Willard Libby)는 코르프의 연구를 알게 되었고, 방사성 탄소를 연대 측정에 사용할 수 있을 것이라는 아이디어를 떠올렸다.^[3]^[4]

1945년, 리비는 시카고 대학교로 옮겨 방사성 탄소 연대 측정 연구를 시작했다. 그는 1946년에 발표한 논문에서 살아있는 생물체의 탄소에는 방사성이 아닌 탄소뿐만 아니라 ¹⁴C도 포함될 수 있다고 제안했다.^[5]^[6] 리비와 여러 명의 공동 연구자들은 볼티모어 하수 처리장에서 채취한 메탄을 가지고 실험을 진행했고, 시료를 동위원소 농축한 후 ¹⁴C를 함유하고 있음을 증명했다. 반대로, 석유에서 생성된 메탄은 오래되었기 때문에 방사성 탄소 활동성이 나타나지 않았다. 그 결과는 1947년 ''Science''지에 발표된 논문에 요약되어 있으며, 저자들은 그 결과가 유기 기원의 탄소를 함유한 물질을 연대 측정하는 것이 가능함을 시사한다고 논평했다.^[5]^[7]

리비와 제임스 아놀드(James R. Arnold)는 알려진 연대의 샘플을 분석하여 방사성 탄소 연대 측정 이론을 검증했다. 예를 들어, 이집트의 두 왕 조세르(Zoser)와 스네페루(Sneferu)의 무덤에서 채취한 두 개의 샘플은 독립적으로 기원전 2625년 ±75년으로 연대가 측정되었는데, 방사성 탄소 측정 결과 평균 기원전 2800년 ±250년으로 나타났다. 이러한 결과는 1949년 12월 ''Science''지에 발표되었다.^[8]^[9] 발표 후 11년 만에 전 세계에 20개 이상의 방사성 탄소 연대 측정 연구소가 설립되었다.^[11] 1960년, 리비는 이 업적으로 노벨 화학상을 수상했다.^[5]

3. 원리

1939년, 버클리 방사선 연구소의 마틴 카멘과 새뮤얼 루벤은 유기물질의 일반적인 원소 중 생체의학 연구에 유용할 만큼 긴 반감기를 가진 동위원소가 있는지 확인하는 실험을 시작했다. 그들은 연구소의 사이클로트론 가속기를 사용하여 ¹⁴C^영어를 합성했고, 곧 그 원자의 반감기가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 길다는 것을 발견했다.^[1] 이후 필라델피아의 프랭클린 연구소에 재직 중이던 세르게이 코르프는 상층 대기에서 열중성자와 ¹⁴N^영어의 상호 작용이 ¹⁴C^영어를 생성할 것이라고 예측했다.^[3]^[4] 이전에는 ¹⁴C^영어가 중양성자가 ¹³C^영어와 상호 작용하여 생성될 가능성이 더 높다고 생각되었다.^[1] 제2차 세계 대전 중, 버클리에 있던 윌러드 리비는 코르프의 연구를 알게 되었고, 방사성 탄소를 연대 측정에 사용할 수 있을 것이라는 아이디어를 떠올렸다.^[3]^[4]

1945년, 리비는 시카고 대학교로 옮겨 방사성 탄소 연대 측정 연구를 시작했다. 그는 1946년에 발표한 논문에서 살아있는 생물체의 탄소에는 방사성이 아닌 탄소뿐만 아니라 ¹⁴C^영어도 포함될 수 있다고 제안했다.^[5]^[6] 리비와 여러 명의 공동 연구자들은 볼티모어 하수 처리장에서 채취한 메테인을 가지고 실험을 진행했고, 시료를 동위원소 농축한 후 ¹⁴C^영어를 함유하고 있음을 증명했다. 반대로, 석유에서 생성된 메테인은 오래되었기 때문에 방사성 탄소 활동성이 나타나지 않았다. 그 결과는 1947년 ''Science''지에 발표되었으며, 저자들은 그 결과가 유기 기원의 탄소를 함유한 물질을 연대 측정하는 것이 가능함을 시사한다고 논평했다.^[5]^[7]

리비와 제임스 아놀드는 알려진 연대의 샘플을 분석하여 방사성 탄소 연대 측정 이론을 검증했다. 예를 들어, 이집트의 두 왕 조세르와 스네페루의 무덤에서 채취한 두 개의 샘플은 독립적으로 기원전 2625년 ±75년으로 연대가 측정되었는데, 방사성 탄소 측정 결과 평균 기원전 2800년 ±250년으로 나타났다. 이러한 결과는 1949년 12월 ''Science''지에 발표되었다.^[8]^[9] 발표 후 11년 만에 전 세계에 20개 이상의 방사성 탄소 연대 측정 연구소가 설립되었다.^[11] 1960년, 리비는 이 업적으로 노벨 화학상을 수상했다.^[5]

식물이나 동물은 살아있는 동안 대기 또는 먹이를 통해 탄소를 교환함으로써 주변 환경과 평형 상태를 유지한다. 따라서 해양 동물이나 식물의 경우 바다와 마찬가지로 대기와 같은 비율의 을 갖게 된다. 생물이 죽으면 을 더 이상 획득하지 못하지만, 그 시점의 생물체 내 는 계속해서 붕괴되므로, 유해 내 와 의 비율은 점차 감소한다. 는 알려진 속도로 붕괴되기 때문에, 방사성 탄소의 비율을 사용하여 주어진 샘플이 탄소 교환을 멈춘 시점부터 얼마나 시간이 경과했는지 판단할 수 있다. 샘플이 오래될수록 남아 있는 이 적어진다.^[111]

방사성 동위원소의 붕괴는 다음 방정식으로 나타낼 수 있다.^[5]

:

N = N_0 \, e^{-\lambda t}\,

여기서 ''N''는 샘플을 채취한 생물체가 죽은 시점(시간 ''t'' = 0)에 원래 샘플에 있던 동위원소 원자의 수이고, ''N''은 시간 ''t'' 후에 남아 있는 원자의 수이다.^[5] ''λ''는 특정 동위원소에 따라 달라지는 상수이며, 주어진 동위원소의 역수와 같다. 즉, 방사성 붕괴가 일어나기 전에 주어진 원자가 생존할 평균 또는 예상 시간이다.^[5] 의 평균 수명(τ)은 8,267년이다. 따라서 위 방정식은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.^[17]

:

t = \ln(N_0/N) \cdot \text{8267 years}

샘플은 원래 대기 중의 비율과 같은 / 비율을 가지고 있었던 것으로 가정하며, 샘플의 크기가 알려져 있으므로 샘플의 총 원자 수를 계산하여 원래 샘플의 원자 수인 ''N''를 구할 수 있다. 현재 샘플에 있는 원자 수 ''N''을 측정하면 위 방정식을 사용하여 샘플의 연대 ''t''를 계산할 수 있다.^[111]

의 반감기(t)는 5,700 ± 30년으로, 5,700년 후에는 초기 의 절반, 11,400년 후에는 4분의 1, 17,100년 후에는 8분의 1만 남는다.

위 계산은 대기 중 수준이 시간에 따라 일정하게 유지되었다는 가정을 포함한다.^[5] 그러나 실제로는 대기 중 수준은 상당히 변했으므로, 위 방정식에서 제공되는 값은 보정 곡선을 통해 수정해야 한다.^[19]

방사성 탄소 연대를 계산하려면 의 반감기 값도 필요하다. 리비의 1949년 논문에서는 5720 ± 47년의 값을 사용했다.^[20] 이는 현대 값과 매우 가까웠지만, 얼마 후 5568 ± 30년으로 수정되었고,^[21] 이 값은 10년 이상 사용되었다. 1960년대 초에 다시 5,730 ± 40년으로 수정되었는데,^[22]^[23] 이는 이전에 발표된 논문에서 계산된 많은 날짜가 잘못되었다는 것을 의미한다(반감기의 오차는 약 3%이다). 이러한 초기 논문과의 일관성을 위해, 1962년 케임브리지에서 열린 방사성 탄소 회의에서 5568년의 "리비 반감기"를 사용하기로 합의했다. 방사성 탄소 연대는 여전히 이 반감기를 사용하여 계산되며, "관례적 방사성 탄소 연대"로 알려져 있다. 보정 곡선(IntCal)도 이 관례적 연대를 사용하여 과거 대기 농도를 보고하므로, IntCal 곡선에 대해 보정된 관례적 연대는 정확한 보정된 연대를 생성한다.

3. 1. 물리적·화학적 배경

자연계에는 탄소의 세 가지 동위원소가 존재한다. 탄소-12()와 탄소-13()는 안정적이며 방사성을 띠지 않는다. "방사성 탄소"라고도 불리는 탄소-14()는 방사성을 띤다. 의 반감기(붕괴될 때까지 주어진 양의 의 절반이 걸리는 시간)는 약 5,730년이므로, 대기 중 농도는 수천 년에 걸쳐 감소할 것으로 예상되지만, 는 주로 은하 우주선에 의해, 그리고 약간은 태양 우주선에 의해 하부 성층권과 상부 대류권에서 끊임없이 생성된다.^[5]^[12] 이 우주선들은 대기를 통과하면서 중성자를 생성하며, 이 중성자가 질소-14() 원자에 충돌하여 로 변환시킨다.^[5] 가 생성되는 주요 경로는 다음과 같다.

: n + → + p

여기서 n은 중성자를, p는 양성자를 나타낸다.^[91]^[13]

생성된 는 대기 중의 산소()와 빠르게 결합하여 먼저 일산화탄소()^[13]를, 그리고 궁극적으로 이산화탄소()를 형성한다.^[39]

이렇게 생성된 이산화탄소는 대기 중에 확산되고, 바다에 용해되며, 광합성을 통해 식물에 의해 흡수된다. 동물은 식물을 먹고, 궁극적으로 방사성 탄소는 생물권 전체에 분포된다. 와 의 비율은 1.25 부분 대 10¹² 부분이다.^[111] 또한 탄소 원자의 약 1%는 안정 동위원소 이다.^[5]

의 방사성 붕괴는 다음과 같다.^[14]

: → + +

베타 입자(전자, e^-)와 반전자 중성미자()를 방출함으로써, 핵의 중성자 중 하나가 양성자로 변하고, 핵은 안정적인(비방사성) 동위원소 로 되돌아간다.^[15]

3. 2. 측정 원리

식물은 광합성을 통해, 동물은 호흡을 통해 대기 중 탄소를 주고받기 때문에 살아있는 동식물은 대기 중 탄소-14(¹⁴C) 비율과 동일한 비율을 유지한다.^[167] 그러나 생물이 죽으면 탄소 교환이 멈추고, 생체 내에 남아있는 ¹⁴C는 방사성 붕괴를 통해 점차 감소한다. ¹⁴C의 붕괴 방정식은 다음과 같다.^[14]

:¹⁴C → ¹⁴N + e⁻ +

베타 입자(전자)와 반전자 중성미자를 방출하며, ¹⁴C 핵의 중성자 하나가 양성자로 변하면서 ¹⁴C는 안정적인 질소-14(¹⁴N)로 변환된다.^[15]

¹⁴C는 알려진 속도로 붕괴하기 때문에, 유해 내 ¹⁴C와 탄소-12(¹²C)의 비율을 측정하면 생물이 죽은 후 경과한 시간을 추정할 수 있다.^[111]

방사성 동위원소의 붕괴는 다음 방정식으로 표현된다.^[5]

:

N = N_0 \, e^{-\lambda t}\,

여기서 ''N''₀는 생물이 죽은 시점(시간 ''t'' = 0)의 동위원소 원자 수이고, ''N''은 시간 ''t'' 경과 후 남아있는 원자 수이다.^[5] ''λ''는 동위원소에 따라 달라지는 상수이며, 주어진 동위원소의 평균 수명(역수)과 같다.^[5] ¹⁴C의 평균 수명(τ)은 8,267년이다. 따라서 위 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다.^[17]

:

t = \ln(N_0/N) \cdot \text{8267 years}

처음 시료는 대기 중 비율과 같은 ¹⁴C/¹²C 비율을 가졌다고 가정하며, 시료 크기를 통해 총 원자 수를 계산하여 ''N''₀를 구할 수 있다. 현재 시료에 남아있는 ¹⁴C 원자 수 ''N''을 측정하면 위 식을 통해 연대 ''t''를 계산할 수 있다.^[111]

¹⁴C의 반감기(t₁/₂)는 5,700 ± 30년으로, 5,700년 후에는 초기 ¹⁴C의 절반, 11,400년 후에는 4분의 1, 17,100년 후에는 8분의 1만 남는다.

위 계산은 대기 중 ¹⁴C 농도가 일정하다는 가정을 포함한다.^[5] 그러나 실제로는 대기 중 ¹⁴C 농도가 변동하므로, 다른 데이터를 통해 보정해야 한다.^[19]

4. 방법

탄소-14()의 양을 측정하는 방법에는 방사선 계측법과 가속기 질량 분석법이 있다.

자연에는 탄소의 동위원소 세 가지, 탄소-12(), 탄소-13(), 탄소-14()가 존재한다. 이 중 와 는 안정적이며 방사성이 없지만, "방사성 탄소"라고도 불리는 는 방사성을 띤다. 의 반감기는 약 5,730년으로, 대기 중 농도는 수천 년에 걸쳐 감소할 것으로 예상되지만, 하부 성층권과 상부 대류권에서 주로 은하 우주선과 약간의 태양 우주선에 의해 끊임없이 생성된다.^[5]^[12] 우주선이 대기를 통과하며 생성하는 중성자가 질소-14() 원자와 충돌하여 를 생성하는 핵반응이 주된 경로이다.

:n + → + p (n: 중성자, p: 양성자)^[91]^[13]

생성된 는 대기 중 산소()와 빠르게 결합하여 일산화 탄소()를 거쳐 이산화 탄소()를 형성한다.^[13]^[39]

이렇게 생성된 이산화탄소는 대기 중에 확산되고, 바다에 용해되며, 광합성을 통해 식물에 흡수된다. 동물은 식물을 섭취하고, 방사성 탄소는 생물권 전체에 퍼진다. 1.25 부분 대 10 부분의 비율을 가지며, 탄소 원자의 약 1%는 안정 동위원소 이다.^[111]^[5]

는 베타 붕괴를 통해 전자(e)와 반전자 중성미자()를 방출하며, 핵의 중성자 하나가 양성자로 변하면서 안정적인(비방사성) 동위원소 로 되돌아간다.^[14]^[15]

: → + +

탄소는 대기, 생물권, 해양에 분포하며, 이들을 통틀어 탄소 교환 저장소라고 부른다.^[87] 각 저장소는 저장하는 탄소량과 우주선에서 생성된 가 완전히 섞이는 시간이 달라, 저장소별 대 비율에 차이가 있고, 이는 각 저장소에서 유래한 샘플의 방사성 탄소 연대에 영향을 준다.^[5] 생성되는 대기는 총 탄소의 약 1.9%를 포함하며, 포함된 는 7년 내에 혼합된다.^[113] 대기 중 대 비율은 다른 저장소의 기준이 되며, 이 비율이 낮으면 탄소가 오래되었거나, 일부가 붕괴되었거나, 대기 기준선에 없는 탄소를 받고 있음을 의미한다.^[19] 해양 표면은 탄소의 2.4%를 포함하지만, 비율은 예상보다 약 95% 낮다.^[5] 대기-해양 표면 간 탄소 혼합은 수년이면 충분하지만,^[95] 표면수는 탄소 90% 이상을 차지하는 심해의 물을 공급받는다.^[19] 심해 순환에는 약 1,000년이 걸리므로, 표면수는 가 고갈된 오래된 물과 대기와 평형을 이룬 물이 섞여 있다.^[19]

해양 생물은 서식 환경과 같은 비율을 가져 방사성 탄소 연대가 약 400년으로 나타나며,^[28]^[92] 육상 생물은 대기와 평형을 이루어 대기와 같은 비율을 갖는다.^[5] 이들은 탄소의 약 1.3%를 차지하며, 해양 생물은 육상 생물의 1% 미만이다. 식물과 동물 사체는 생물권 질량의 3배를 넘고, 환경과 탄소 교환을 하지 않아 생물권보다 낮은 비율을 보인다.^[5]

방사성탄소 연대측정 초기에는 대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율이 일정하다는 전제에 의존했다. 다른 방법으로 연대가 확인된 고고학 유물로 검증한 결과는 대체로 일치했지만, 초기 이집트 왕조 연대와 방사성탄소 연대 간 불일치가 발견되었다. ¹⁴C/¹²C 비율의 시간적 변화 가능성이 제기되었고, 나이테 연구를 통해 해결되었다. 중첩되는 연대의 나이테 시료들에서 얻은 ¹⁴C/¹²C 비율 데이터를 연결하여 8000년(이후 13900년까지 확장)에 걸친 연속적인 데이터를 구축했다.^[137] 한스 수스는 1960년대에 나이테 데이터를 이용하여 방사성탄소 연대가 이집트학자들의 연대와 일치함을 보였다. 일년생 식물은 해당 연도의 대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율을 반영하지만, 나무는 가장 바깥쪽 나이테에만 탄소를 흡수한다. 나이테는 형성 연도의 ¹⁴C/¹²C 비율을 기록하므로, 연대가 알려진 시료의 (잔존 ¹⁴C 원자 수) 측정 후 방사성탄소 연대측정 방정식으로 (나이테 형성 시점 ¹⁴C 원자 수)를 계산하면 연도별 대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율을 알 수 있다. 이를 바탕으로 대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율 변동으로 인한 오차 보정 곡선이 만들어졌다.

19세기 대량의 석탄, 석유 연소로 방출된 CO₂는 대기 중 ¹⁴C를 희석시켜, 20세기 초 물체의 연대가 실제보다 오래된 것처럼 보이게 했다. 대도시 주변 ¹⁴C 농도도 낮다. 이 화석연료 효과(한스 수스 효과)는 화석연료 유래 탄소가 전체에 고르게 분포될 경우 ¹⁴C 비방사능을 0.2% 감소시키지만, 대기-심해 탄소 혼합 지연으로 실제 감소는 3%이다.

지상 핵실험은 대기에 다량의 중성자를 방출, ¹⁴C를 생성하여 화석연료보다 큰 영향을 미쳤다. 1950년부터 1963년 대기권 핵실험 금지까지 수 톤의 ¹⁴C가 생성되었다. 균등 분배 시 ¹⁴C/¹²C 비율 증가는 수 %에 불과하지만, 실제로는 대기 중 ¹⁴C를 단기간에 두 배로 늘렸다. 북반구 1964년, 남반구 1966년에 정점을 찍은 후, 핵실험 기원 탄소()가 저장소에 흡수되며 ¹⁴C 농도는 감소했다.^[138]^[139]

리비의 초기 실험 이후 수십 년간 붕괴되는 개별 탄소 원자의 방사성 붕괴 검출이 ¹⁴C 측정의 유일한 방법이었다. 이 방법은 시료의 비방사능을 측정하며, ¹⁴C 원자 붕괴로 방출되는 베타 입자를 검출하여 "베타선 계수법"으로 불린다. 1970년대 후반, 가속기 질량 분석법(AMS)이 등장하여 ¹⁴C와 ¹²C 원자 수를 직접 계량한다. AMS는 방사능 대신 ¹⁴C/¹²C 비율을 측정하지만, 상호 정확한 환산이 가능하다. 한때 베타선 계수법이 더 정확했지만, 현재는 AMS가 우세하다. AMS는 정확도, 작은 시료 분석, 빠른 측정 속도(1% 정확도 측정에 수 분) 등에서 베타선 계수법을 능가한다.

4. 1. 베타 계수법

방사선 계측법, 또는 베타 계수법은 시료 속에 포함된 ¹⁴C가 베타 붕괴를 일으키며 방출하는 전자의 수를 정밀 측정하여 ¹⁴C의 양을 역산하는 방법이다. 이 방법은 ¹⁴C의 반감기가 상대적으로 길기 때문에 적은 수의 전자만을 관찰할 수 있고, 이에 따라 상대적으로 큰 통계적 오차를 발생시킨다.^[164]^[169]

베타 계수법에는 두 가지 방법이 있다.

기체 비례 계수법(Gas proportional counting)
액체 섬광 검출법(Liquid scintillation counting, LCS) : 시료 중의 탄소를 벤젠으로 변환시켜 베타선 검출기로 측정하는 방법이다.

리비의 최초 검출기는 그가 직접 설계한 가이거 계수기였다. 그는 시료의 탄소를 흑연(그을음)으로 변환하여 실린더 내부 표면에 코팅했다. 이 실린더는 계수기 내부에 삽입되어 계수선이 시료 실린더 내부에 위치하도록 하여 시료와 선 사이에 어떠한 물질도 없도록 했다.^[47] 삽입된 물질은 방사능 검출을 방해했을 것이다. 붕괴하는 ¹⁴C가 방출하는 베타 입자는 매우 약하여 알루미늄 두께 0.01mm의 절반으로도 차단되기 때문이다.^[48]

리비의 방법은 곧 핵무기 실험으로 생성된 추가적인 ¹⁴C인 폭탄 탄소의 영향을 덜 받는 가스 비례 계수기로 대체되었다. 이 계수기는 붕괴하는 ¹⁴C 원자가 방출하는 베타 입자에 의해 발생하는 이온화 폭발을 기록한다. 이 폭발은 입자의 에너지에 비례하므로 배경 방사선과 같은 다른 이온화 원인을 식별하고 무시할 수 있다. 계수기는 배경 방사선을 제거하고 우주선의 발생률을 줄이기 위해 납 또는 강철 차폐로 둘러싸여 있다. 또한 반일치 검출기를 사용한다. 이 검출기는 계수기 외부의 사건을 기록하며, 계수기 내부와 외부 모두에서 동시에 기록된 사건은 외부 사건으로 간주되어 무시된다.^[48]

¹⁴C 활동성을 측정하는 데 사용되는 또 다른 일반적인 기술은 액체 섬광 계수법이다. 이 방법은 1950년에 발명되었지만, 효율적인 벤젠 합성법이 개발된 1960년대 초까지 가스 계수법과 경쟁력을 갖추지 못했다. 1970년 이후 액체 계수기는 새로 건설된 연대 측정 실험실에서 더 일반적인 기술 선택이 되었다. 이 계수기는 ¹⁴C가 벤젠에 첨가된 형광제와 상호 작용할 때 방출하는 베타 입자에 의해 발생하는 섬광을 감지하여 작동한다. 가스 계수기와 마찬가지로 액체 섬광 계수기에는 차폐 및 반일치 계수기가 필요하다.^[109]^[89]

가스 비례 계수기와 액체 섬광 계수기 모두에서 측정되는 것은 주어진 기간 동안 감지된 베타 입자의 수이다. 시료의 질량이 알려져 있으므로 이를 분당 그램당 탄소 계수(cpm/g C) 또는 킬로그램당 베크렐(Bq/kg C, SI 단위)의 활동성 표준 측정값으로 변환할 수 있다. 각 측정 장치는 또한 공백 시료(활동성이 없는 충분히 오래된 탄소로부터 준비된 시료)의 활동성을 측정하는 데 사용된다. 이것은 배경 방사선 값을 제공하며, 이 값은 시료의 ¹⁴C에만 기인하는 활동성을 얻기 위해 연대 측정할 시료의 측정된 활동성에서 빼야 한다. 또한 표준 활동성을 가진 시료를 측정하여 비교 기준을 제공한다.^[94]

4. 2. 질량 분석법

가속기 질량 분석법(AMS)은 시료 속의 탄소 원자를 이온화시킨 후 입자 가속기로 가속한다. 가속된 이온을 자기장을 통과시키면 질량에 따라 다른 궤적을 보이는데, 이를 통해 ¹⁴C와 다른 탄소 동위원소를 구분할 수 있다.^[170]^[164]

베타 계수법에 비해 질량 분석법은 곤충의 일부^[171]와 같이 매우 적은 양의 시료로도 연대 측정이 가능하고, 분석의 정밀도가 향상되어 6만 년까지 측정이 가능하며 효율성도 높다는 장점이 있다. 하지만 비용이 많이 든다는 단점이 있다.^[164]^[169]

여러 실험실에서 수행된 연대 측정 결과에 따르면, 베타 계수법(기체 비례 계수법, 액체섬광계수법)과 질량 분석법 사이에는 큰 차이가 없다.^[172]^[173]

5. 오차 요인

초기 방사성탄소 연대측정 기법은 지난 수천 년 동안 대기 중 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율이 일정하게 유지되었다는 전제에 의존했다. 이 방법의 정확성을 검증하기 위해 다른 기법으로 연대 측정이 가능한 여러 유물들을 테스트했고, 그 결과는 물체의 실제 연령과 상당히 일치했다. 그러나 시간이 지남에 따라 이집트 왕조의 알려진 연대기와 이집트 유물의 방사성탄소 연대 사이에 차이가 나타나기 시작했다. ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율이 시간이 지남에 따라 변했을 가능성이 제기되었고, 이 문제는 나무 나이테 연구를 통해 해결되었다.^[29]^[104]^[30] 겹치는 나무 나이테 계열을 비교하여 8,000년에 걸친 연속적인 나무 나이테 데이터를 구성할 수 있었고,^[29] 그 이후 나무 나이테 데이터 계열은 13,900년으로 확장되었다.^[31] 1960년대에 한스 수스(Hans Suess)는 나무 나이테 계열을 사용하여 방사성탄소 연대측정으로 얻은 연대가 이집트학자들이 할당한 연대와 일치함을 보여주었다. 나무는 매년 가장 바깥쪽 나이테에만 물질을 추가하기 때문에 안쪽 나이테는 ¹⁴C^영어가 보충되지 않고 방사성 붕괴를 통해 ¹⁴C^영어만 손실된다. 따라서 각 나이테는 자란 해의 대기 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율을 기록한다. 나무 나이테 자체의 목재를 탄소 연대 측정하면 대기 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율을 확인하는 데 필요한 검증이 가능하며, 알려진 날짜의 샘플과 샘플에 남아 있는 ¹⁴C^영어 원자 수를 측정하면 탄소 연대 측정 방정식을 사용하여 나무 나이테가 형성된 시점의 샘플에 있는 ¹⁴C^영어 원자 수를 계산할 수 있다.^[29]^[30] 나무 나이테의 탄소 연대 측정 결과를 바탕으로 시간에 따른 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율 변화로 인한 오차를 수정하도록 설계된 보정 곡선을 구성할 수 있게 되었다.^[32]

19세기부터 석탄과 석유가 대량으로 연소되기 시작하면서 대기 중 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율이 희석되어 20세기 초 물체의 연대가 실제보다 오래되어 보이는 현상이 발생했다. 대도시 주변의 ¹⁴C^영어 농도는 대기 평균보다 낮다. 이 화석 연료 효과는 한스 수스(Hans Suess)가 1955년에 처음 보고한 이후 수스 효과라고도 불리며, 실제 효과는 3% 감소이다.^[29]^[33]

지상 핵실험으로 인해 대기 중으로 많은 수의 중성자가 방출되어 ¹⁴C^영어가 생성되었다. 1963년 대기 핵실험이 금지될 때까지 약 1950년부터 수 톤의 ¹⁴C^영어가 생성된 것으로 추산된다. 이로 인해 대기 중 ¹⁴C^영어의 양이 거의 두 배로 증가했으며, 북반구는 1964년, 남반구는 1966년에 최고 수준에 도달했다. 이 핵폭탄 펄스 또는 핵탄소는 저류층의 나머지 부분으로 스며들면서 그 수준은 이후 감소했다.^[29]^[33]^[34]^[35]

리비가 최초의 방사성탄소 연대 측정 실험을 수행한 이후 수십 년 동안 개별 탄소 원자의 방사성 붕괴를 검출하는 것이 시료 내 ¹⁴C^영어를 측정하는 유일한 방법이었다. 이 방법은 시료의 비방사능, 즉 단위 질량당 단위 시간당 붕괴 수를 측정하며, ¹⁴C^영어 원자의 붕괴로 방출되는 베타 입자를 검출하기 때문에 "베타선 계수법"이라고도 불린다. 1970년대 후반에는 가속기 질량 분석 장치(AMS)를 이용하여 측정 대상인 ¹⁴C^영어 원자와 ¹²C^영어 원자의 수를 직접 계량하는 새로운 방법이 등장했다. AMS는 시료의 방사능이 아니라 ¹⁴C^영어/¹²C^영어 비율을 직접 측정하지만, 이러한 측정값은 서로 정확하게 환산할 수 있다. 한동안 베타선 계수법이 AMS보다 정확했지만, 현재는 역전되어 AMS가 더 우수한 방사성탄소 측정법이 되었다. AMS는 베타선 계수법에 비해 정확도 향상 외에도 작은 시료로도 정확하게 분석할 수 있고, 측정 속도가 매우 빠르다는 두 가지 중요한 장점이 있다.

측정 시간을 늘리면 결과의 신뢰도를 높일 수 있다. 예를 들어, 베타 붕괴를 250분 동안 측정하여 68%의 신뢰 수준으로 ±80년의 오차를 얻었다면, 측정 시간을 500분으로 두 배로 늘리면 ¹⁴C^영어의 양이 절반인 샘플도 80년의 같은 오차 범위로 측정할 수 있다.^[55]

방사성탄소 연대 측정은 일반적으로 5만 년 이전의 샘플에는 측정 가능한 양의 ¹⁴C^영어가 충분하지 않기 때문에 5만 년보다 오래된 샘플의 연대 측정에는 제한이 있다. 이보다 오래된 연대는 특수한 시료 전처리 기술, 대량의 시료, 그리고 매우 긴 측정 시간을 사용하여 얻을 수 있다. 이러한 기술을 사용하면 현재로부터 최대 6만 년, 어떤 경우에는 최대 7만 5천 년 전까지의 연대를 측정할 수 있다.^[51]

방사성탄소 연대는 일반적으로 평균값의 양쪽에 하나의 표준편차(보통 그리스 문자 시그마 σ로 표시되는 1σ) 범위를 갖는 값으로 제시된다. 그러나 1σ의 연대 범위는 68%의 신뢰 수준만을 나타내므로, 측정 대상 물체의 실제 연령은 제시된 연대 범위 밖에 있을 수 있다. 이는 1970년 대영박물관 방사성탄소 연구소에서 6개월 동안 같은 시료를 매주 측정하는 실험을 통해 입증되었다. 결과는 크게 다양했지만(측정 오차의 정규 분포와 일관되게), 서로 겹치지 않는 여러 개의 연대 범위(1σ 신뢰 수준)를 포함했다. 측정 결과에는 약 4,250년 전부터 약 4,390년 전까지의 범위를 가진 것과 약 4,520년 전부터 약 4,690년 전까지의 범위를 가진 것이 포함되어 있었다.^[105]

절차상의 오류 또한 결과에 오류를 초래할 수 있다. 현대 기준 시료의 벤젠의 1%가 실수로 증발하면, 신틸레이션 계수는 약 80년 더 젊은 방사성탄소 연대를 제공한다.^[56]

5. 1. 시료 오염

시료에 더 오래되거나 새로운 탄소가 첨가되어 연대 측정에 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 건조 시료 1mg에 0.1mg의 현대 탄소가 첨가되면 약 2100~2700년의 오차가 발생할 수 있다.^[174]^[164] 오염은 시료 채취 도중 혹은 실험실에서도 발생할 수 있다. 이러한 오염을 제거하기 위해 물리적, 화학적 전처리 과정을 수행한다.^[174]^[164]

현대 탄소에 의한 오염은 시료가 실제보다 더 젊어 보이게 만든다. 이 효과는 오래된 시료일수록 더 크다. 17,000년 된 시료가 1%의 현대 탄소로 오염되었다면 600년 더 젊어 보일 것이다. 34,000년 된 시료의 경우, 같은 양의 오염으로 4,000년의 오차가 발생한다. 남아있는 ¹⁴C가 없는 오래된 탄소로 오염되면 연대와 무관하게 반대 방향으로 오차가 발생한다. 1%의 오래된 탄소로 오염된 시료는 실제보다 약 80년 더 오래된 것으로 나타난다.^[43]

고고학 발굴에서 출토된 고대 유물의 연대를 측정할 때는 시료 오염이 특히 문제가 되므로, 시료 선택과 준비에 세심한 주의가 필요하다. 2014년에 토마스 하이엄과 공동 연구자는 네안데르탈인의 인공 유물에 대해 그때까지 보고된 연대가 “젊은 탄소” 오염으로 인해 실제보다 최근 것이었다고 주장했다.^[152]

5. 2. 탄소 저장소 효과

탄소는 대기, 생물권, 해양 등 다양한 저장소에 분포하며, 각 저장소마다 ¹⁴C/¹²C 비율이 다르다. 이러한 저장소 효과는 방사성 탄소 연대 측정에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나이다.

초기 방사성탄소 연대측정 기법은 지난 수천 년 동안 대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율이 일정하게 유지되었다는 가정에 기반했다. 그러나 다른 연대측정 기법으로 검증한 결과, 이집트 왕조의 연대기와 유물의 방사성탄소 연대 사이에 차이가 발견되었다. 이는 ¹⁴C/¹²C 비율이 시간에 따라 변동했을 가능성을 시사한다.

이 문제는 나무 나이테 연구를 통해 해결되었다. 겹치는 나무 나이테 패턴을 비교하여 수천 년에 걸친 연속적인 나무 나이테 데이터를 구축할 수 있었다. 나무는 가장 바깥쪽 나이테에만 탄소를 추가하고 안쪽 나이테는 ¹⁴C를 잃기 때문에, 각 나이테는 해당 연도의 대기 ¹⁴C/¹²C 비율을 기록한다. 나무 나이테의 탄소 연대 측정 결과를 바탕으로 보정 곡선을 구성하여 시간에 따른 ¹⁴C/¹²C 비율 변화로 인한 오차를 수정할 수 있게 되었다.

대기 중 ¹⁴C/¹²C 비율의 변동은 지구 자기장 변화, 태양 흑점 활동 변화, 해양 순환 패턴 변화 등 다양한 요인에 의해 발생한다.^[179]^[180] 인간의 활동 또한 영향을 미치는데, 산업 혁명 이후 화석 연료 사용으로 인해 대량의 탄소-12(¹²C)가 방출되어 ¹⁴C 농도를 낮추는 효과를 가져왔다. 그러나 이 효과는 1960년대 원자폭탄 실험으로 인해 상쇄되었다.^[164]^[181]^[169]

탄소 저장소 효과는 크게 다음과 같이 나눌 수 있다.

'''해양 효과''': 상세 내용 참조
'''반구 효과''': 상세 내용 참조
'''기타 효과''': 상세 내용 참조

이 외에도 다양한 요인들이 탄소 저장소 효과에 영향을 미치며, 방사성 탄소 연대 측정 결과를 해석할 때 이러한 요인들을 종합적으로 고려해야 한다.

5. 2. 1. 해양 효과

탄소-14가 포함된 이산화탄소는 탄산염 형태로 해수에 혼합된다. 상층부의 해수가 침강하면 해수가 겉보기 연대를 갖게 된다.^[164] 이 연령 효과는 인도양 북부에서 30년^[175], 태평양 적도 지역에서 600년^[176] 등으로 보고되어 있다.

대기 중의 는 표면수에 용해되어 탄산염과 중탄산염 이온으로 존재하며, 동시에 물 속의 탄산염 이온은 로 대기 중으로 되돌아간다.^[38] 이러한 교환 과정을 통해 대기 중의 가 해양 표면수로 유입되지만, 이렇게 유입된 가 해양 전체를 순환하는 데는 오랜 시간이 걸린다. 해양의 가장 깊은 부분은 표면수와 매우 느리게 섞이며, 그 혼합은 고르지 않다. 심층수를 표면으로 가져오는 주요 작용은 용승이며, 이는 적도에 가까운 지역에서 더 흔하다. 용승은 지역 해저 및 해안선의 지형, 기후 및 바람 패턴과 같은 요인의 영향도 받는다. 전반적으로 심층수와 표면수의 혼합은 대기 중 와 표면수의 혼합보다 훨씬 오래 걸리므로, 일부 심해 지역의 물은 수천 년의 연령을 나타낸다.^[28] 용승은 이러한 "오래된" 물을 표면수와 섞어 표면수에 약 수백 년의 겉보기 연령을 부여한다(분획을 보정한 후).^[28]

이러한 효과는 균일하지 않다. 평균 효과는 약 400년이지만, 지리적으로 가까운 지역에서도 수백 년의 국지적 편차가 있다.^[28]^[92] 이러한 편차는 보정 과정에서 고려될 수 있으며, CALIB와 같은 소프트웨어 사용자는 샘플 위치에 대한 적절한 보정값을 입력할 수 있다.^[39] 이 효과는 조개와 같은 해양 생물과 고래나 물개와 같은 해양 포유류에도 적용되며, 이들은 수백 년 된 것으로 보이는 방사성탄소 연대를 가진다.^[28]

5. 2. 2. 반구 효과

북반구와 남반구는 대기 순환 시스템이 서로 독립적이어서 두 반구 사이의 대기 혼합에는 시간 지연이 발생한다. 남반구의 대기 ¹⁴C/¹²C 비율은 북반구보다 낮으며, 따라서 남반구의 방사성 탄소 측정 결과는 북반구보다 약 40년 정도 더 오래된 것으로 나타난다.^[35]

5. 2. 3. 기타 효과

담수가 암석, 특히 석회암과 같이 오래된 탄소를 일부 흡수하면 물의 ¹⁴C/¹²C 비율이 감소한다. 석회암 위를 지나는 강은 방해석 성분의 탄산 이온을 흡수하고, 지하수는 통과하는 암석에서 탄소를 얻는다. 이 암석들은 대개 매우 오래되어 ¹⁴C가 거의 없으므로, 물의 ¹⁴C/¹²C 비율을 낮춰 물, 식물, 담수 생물의 연대가 수천 년으로 나타날 수 있다.^[19] 이는 경수에 많은 칼슘 이온과 관련되어 경수 효과라고 불린다. 부식토 등 다른 탄소원도 비슷한 영향을 주며, 시료보다 새로우면 연대가 젊게 나타날 수 있다.^[28] 이 효과는 다양하여 일괄적인 오차 보정이 어렵다. 따라서 퇴적된 담수 조개껍데기의 방사성 탄소 연대와 관련 유기물을 비교하는 등 추가 연구로 오차 크기를 결정해야 한다.^[41]

화산 폭발은 많은 양의 탄소를 대기로 방출한다. 이 탄소는 지질학적 기원으로 ¹⁴C가 거의 없어 화산 주변의 ¹⁴C/¹²C 비율을 낮춘다. 휴화산도 오래된 탄소를 방출하며, 이를 광합성하는 식물 역시 ¹⁴C/¹²C 비율이 낮다. 예를 들어 아조레스 제도 푸르나스 칼데라 근처 식물은 250년에서 3320년 사이의 연대를 보인다.^[42]

6. 보정

매우 오래된 브리스틀콘 소나무의 그루터기. 이 나무들의 나이테는 교정 곡선을 만드는 데 사용된다.

위에서 제시된 계산은 방사성탄소 연대(radiocarbon years)를 산출한다. 즉, / 비율이 역사적으로 일정했다면 샘플의 나이를 나타내는 연대이다.^[57] 리비는 1955년 초기에 이 가정이 잘못될 가능성을 지적했지만, 측정된 연대와 유물에 대한 알려진 역사적 연대 사이의 차이가 누적되기 시작하면서 방사성탄소 연대에 수정을 적용하여 달력 연대를 얻어야 한다는 것이 분명해졌다.^[58]

력년을 방사성탄소 연대와 관련짓기 위한 곡선을 만들려면, 력년이 확정된 일련의 시료로부터 방사성탄소 연대의 데이터 열을 얻을 필요가 있다. 그러한 데이터 열의 첫 번째 예는 나무의 나이테 연구에서 발견되었다. 목재는 모두 특징적인 동심원상의 나이테로 구성되어 있으며, 개별 나이테의 두께는 강우량의 연간 변화와 같은 환경 요인에 의해 결정된다. 환경 요인은 같은 지역에 자라는 모든 나무에 영향을 미치므로, 오래된 나무의 나이테 시퀀스를 비교하면 서로 겹치는 부분을 찾을 수 있다. 이를 통해 상당한 과거까지 연속적인 나이테 데이터 열을 확장할 수 있다. 웨슬리 퍼거슨은 브리스틀콘 소나무(''Bristlecone pine'')의 나이테를 이용하여 그러한 데이터 열을 처음으로 공개했다.^[30] 한스 수에스는 이 데이터를 사용하여 1967년에 방사성탄소 연대 측정을 위한 최초의 교정 곡선을 발표했다.^[29]^[104]^[58] 이 곡선은 직선에서 두 가지 유형의 변화를 보여준다. 약 9,000년 주기의 장기적인 변동과, 종종 "진동(wiggles)"이라고 하는 수십 년 주기의 단기적인 변화이다. 수에스는 그가 "우주적 슈웅(cosmic schwung)"으로 진동을 보여주는 선을 그렸다고 말했는데, 이는 변화가 외계 힘에 의해 발생했다는 것을 의미한다. 진동이 실제인지 아닌지 오랫동안 불분명했지만, 이제는 확실하게 입증되었다.^[29]^[104]^[59] 교정 곡선의 이러한 단기 변동은 이제 헤셀 드 브리스의 이름을 따서 드 브리스 효과(de Vries effects)로 알려져 있다.^[60]

교정 곡선은 실험실에서 보고한 방사성탄소 연대를 사용하고 그래프의 세로축에서 해당 연대를 가로질러 읽는 방식으로 사용된다. 이 수평선이 곡선과 교차하는 지점은 수평축에서 샘플의 달력 연대를 나타낸다. 이것은 곡선이 구성되는 방식과 반대이다. 그래프의 한 점은 나이테와 같이 연대가 알려진 샘플에서 파생된다. 이것을 테스트하면 생성되는 방사성탄소 연대가 그래프에 대한 데이터 포인트를 제공한다.^[32]

그 후 30년 동안 다양한 방법과 통계적 접근 방식을 사용하여 많은 교정 곡선이 발표되었다.^[32] 이들은 1998년에 발표된 IntCal98을 시작으로 2004년, 2009년, 2013년, 2020년에 업데이트된 IntCal 시리즈 곡선으로 대체되었다.^[61] 이러한 곡선의 개선은 나이테, 연흔(varve), 산호(coral), 식물 대형화석(macrofossil), 석순(speleothem), 그리고 유공충(foraminifera)에서 수집된 새로운 데이터를 기반으로 한다. 북반구(IntCal20)와 남반구(SHCal20)에 대한 별도의 곡선이 있으며, 반구 효과(hemisphere effect)로 인해 체계적으로 다릅니다. 2020년 현재 북반구의 연속적인 나이테 연대 시퀀스는 13,910 BP까지 거슬러 올라가며, 이는 IntCal20의 많은 기간에 대해 거의 연간 연대 측정을 제공하며, 교정 플래토가 있는 곳에서는 감소하고, 미야케 사건(Miyake event)으로 인한 단기 ¹⁴C 스파이크가 추가적인 상관 관계를 제공할 때 증가한다. 연속적인 나이테 시퀀스보다 이전의 방사성탄소 연대 측정은 더 근사한 기록과의 상관 관계에 의존한다.^[62] SHCal20은 가능한 경우 독립적인 데이터를 기반으로 하며, 직접 데이터를 사용할 수 없는 경우 남반구의 평균 오프셋을 추가하여 북쪽 곡선에서 파생된다. 별도의 해양 교정 곡선인 MARINE20도 있다.^[63]^[64] 시간 간격이 알려진 시퀀스를 형성하는 일련의 샘플의 경우, 이러한 샘플은 교정 곡선의 하위 집합을 형성한다. 이 시퀀스를 교정 곡선과 비교하고 시퀀스에 대한 최상의 일치를 설정할 수 있다. 이 "진동 일치(wiggle-matching)" 기술은 개별 방사성탄소 연대 측정으로 가능한 것보다 더 정확한 연대 측정으로 이어질 수 있다.^[65] 진동 일치는 교정 곡선에 플래토가 있는 곳에서 사용할 수 있다. 따라서 절편 또는 확률 방법으로 생성할 수 있는 것보다 훨씬 더 정확한 연대를 제공할 수 있다.^[67] 이 기술은 나이테에 국한되지 않는다. 예를 들어, 뉴질랜드의 층상 테프라(tephra) 시퀀스는 섬의 인간 정착 이전으로 여겨지며 진동 일치에 의해 서기 1314년 ± 12년으로 연대가 측정되었다.^[68] 진동은 또한 교정 곡선에서 연대를 읽는 것이 하나 이상의 답을 줄 수 있음을 의미한다. 이는 곡선이 위아래로 충분히 진동하여 방사성탄소 연대가 곡선과 두 곳 이상에서 교차할 때 발생하며, 이는 방사성탄소 결과가 방사성탄소 연대가 교차한 곡선의 두 부분에 해당하는 두 개의 별도 연령 범위로 보고될 수 있음을 의미한다.^[32]

여러 방사성탄소 연대를 교정해야 하는 경우 베이즈 통계 기법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 층서 시퀀스의 여러 수준에서 일련의 방사성탄소 연대를 얻은 경우 베이즈 분석을 사용하여 이상치인 연대를 평가하고 시퀀스가 시간적으로 순서대로 정렬되어야 한다는 사전 정보를 기반으로 개선된 확률 분포를 계산할 수 있다.^[65] 베이즈 분석이 도입되었을 때, 그 사용은 계산을 수행하기 위해 메인프레임 컴퓨터를 사용해야 할 필요성에 의해 제한되었지만, 이 기술은 OxCal과 같은 개인용 컴퓨터에서 사용할 수 있는 프로그램에 구현되었다.^[69]

7. 활용

광합성은 탄소가 대기에서 생물체로 이동하는 주요 과정이다. 광합성 과정에서 ¹²C는 ¹³C보다, ¹³C는 ¹⁴C보다 약간 더 쉽게 흡수된다. 이러한 세 가지 탄소 동위원소의 차별적인 흡수는 식물의 ¹³C/¹²C 비율과 ¹⁴C/¹²C 비율을 대기 중 비율과 다르게 만들며, 이 현상을 동위원소 분별이라고 한다.^[36]^[98]

주어진 식물에서 발생하는 분별 정도를 결정하기 위해 ¹²C와 ¹³C 동위원소의 양을 측정하고, 그 결과로 얻은 ¹³C/¹²C 비율을 PDB라는 표준 비율과 비교한다. ¹⁴C/¹²C 대신 ¹³C/¹²C 비율을 사용하는 이유는 전자가 측정하기 훨씬 쉽고, 후자는 쉽게 유도할 수 있기 때문이다. ¹²C에 대한 ¹³C의 고갈은 두 동위원소의 원자 질량 차이에 비례하므로, ¹⁴C의 고갈은 ¹³C 고갈의 두 배이다.^[19] ¹³C의 분별, 즉 δ¹³C는 다음과 같이 계산된다.^[36]

$\delta \ce{^{13}C} = \left( \frac{\left( \frac{\ce{^{13}C}}{\ce{^{12}C}} \right)_{\text{sample}}}{\left( \frac{\ce{^{13}C}}{\ce{^{12}C}} \right)_{\text{standard}}} - 1 \right) \times 1000$ ‰

여기서 ‰ 기호는 퍼밀(parts per thousand)을 나타낸다.^[36] PDB 표준에는 비정상적으로 높은 ¹³C 비율이 포함되어 있어, 측정된 대부분의 δ¹³C 값은 음수이다.

물질	일반적인 δ¹³C 범위
PDB	0‰
해양 플랑크톤	−22‰ ~ −17‰^[98]
C3 식물	−30‰ ~ −22‰^[98]
C4 식물	−15‰ ~ −9‰^[98]
대기 CO₂	−8‰^[36]
해양 CO₂	−32‰ ~ −13‰^[98]

해양 생물의 경우, 광합성 반응의 세부 사항은 잘 알려져 있지 않으며, 해양 광합성 생물의 δ¹³C 값은 온도에 따라 달라진다. 온도가 높을수록 CO₂의 수용성이 떨어져 광합성 반응에 이용할 수 있는 CO₂가 줄어든다. 이러한 조건에서는 분별이 감소하고, 14°C 이상의 온도에서는 δ¹³C 값이 상대적으로 높아지는 반면, 온도가 낮을수록 CO₂ 용해도가 높아져 해양 생물이 이용할 수 있는 양이 증가한다.^[98]

동물의 δ¹³C 값은 먹이에 따라 달라지며, δ¹³C 값이 높은 먹이를 먹는 동물은 δ¹³C 값이 낮은 먹이를 먹는 동물보다 δ¹³C 값이 높다.^[36] 동물의 생화학적 과정도 결과에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 뼈 무기질과 뼈 콜라겐은 일반적으로 동물의 먹이에서 발견되는 것보다 ¹³C 농도가 더 높지만, 생화학적 이유는 다르다. 뼈 ¹³C의 풍부함은 배설물이 먹이에 비해 ¹³C가 고갈되었음을 의미한다.^[102] ¹³C는 시료 탄소의 약 1%를 차지하므로, ¹³C/¹²C 비율은 질량 분석법으로 정확하게 측정할 수 있다.^[19]

대기 CO₂와 해양 표면 탄산염 사이의 탄소 교환도 분별의 영향을 받는다. 대기 중 ¹⁴C는 ¹²C보다 해양에 용해될 가능성이 더 높아, 해양의 ¹⁴C/¹²C 비율은 대기의 ¹⁴C/¹²C 비율에 비해 1.5% 증가한다. ¹⁴C 농도의 증가는 심해에서 (오래되고 ¹⁴C가 고갈된 탄소를 포함하는) 물의 상승에 의해 발생하는 감소를 거의 상쇄하므로, ¹⁴C 방사선 직접 측정은 생물권의 나머지 부분에 대한 측정과 유사하다. 생물권의 다른 부분 결과를 비교할 수 있도록 모든 방사성탄소 연대 측정에 대해 수행되는 것처럼 동위원소 분별을 보정하면 해양 표면수의 외견상 나이는 약 400년이 된다.^[19]^[92]

시료 내 ¹⁴C를 측정하는 방법에는 개별 탄소 원자의 방사성 붕괴를 감지하는 방법과 가속기 질량 분석법(AMS)을 통해 주어진 시료 내 ¹⁴C와 ¹²C 원자의 수를 직접 계산하는 방법이 있다.^[47] 과거에는 베타 계수 방법이 AMS보다 더 정확했지만, 현재는 AMS가 더 정확하며 방사성탄소 측정의 주요 방법으로 사용된다.^[51]^[97]

AMS는 주어진 시료에서 ¹⁴C와 ¹²C 원자를 계산하여 ¹⁴C/¹²C 비율을 직접 결정한다.

7. 1. 고고학

탄소 연대 측정은 유기물이 포함된 고고학 유물의 연대를 측정하는 데 가장 많이 사용되는 방법이다.^[167] 살아있는 동식물은 호흡과 광합성을 통해 대기 중 탄소를 주고받기 때문에 체내 탄소-14 비율이 대기와 같지만, 사후에는 탄소-14가 방사성 붕괴하면서 감소하므로 반감기를 통해 경과 시간을 추정할 수 있다.

이 기술은 시카고 대학교의 윌러드 리비가 1949년에 발견하였으며, 리비는 이 공로로 1960년 노벨 화학상을 수상했다.^[168]

방사성탄소 연대 측정의 발전은 고고학에 큰 영향을 미쳐 "방사성탄소 혁명"으로 불리기도 한다.^[107] 이 방법은 유적지 내에서 더 정확한 연대 측정을 가능하게 했고, 장거리 간 사건 비교 및 동기화를 가능하게 하였다. 또한 고고학자들이 연대 측정에 쏟는 노력을 줄이고, 연구 범위를 확장하는 데 기여했다.

때때로 방사성탄소 연대 측정 기술은 대중의 관심을 끄는 유물의 연대를 측정하는 데 사용되기도 한다. 예를 들어 토리노의 수의는 1988년 방사성탄소 연대 측정 결과 14세기에 만들어진 것으로 나타나, 진위 논란에 중요한 근거를 제공했다.^[14]

연구자들은 고고학적 연대 측정에 도움이 될 수 있는 다른 동위원소들을 연구하고 있으며, 가속기 질량 분석법(AMS)의 발전으로 이러한 동위원소들을 활용한 연대 측정 기술이 발전하고 있다.^[84]

7. 2. 고고학 이외의 분야

방사성탄소 연대 측정은 고고학뿐만 아니라 지질학, 퇴적학, 호소학 등 다른 분야에서도 유용하게 활용된다. 가속기 질량 분석기(AMS)를 사용하면 매우 작은 시료로도 연대 측정이 가능하여, 고식물학자와 고기후학자들은 퇴적층에서 추출한 꽃가루, 미량의 식물 조각, 목탄 등의 방사성탄소 연대를 직접 측정할 수 있다. 서로 다른 위치에 있더라도 지질학적으로 유사한 지층에서 채취한 유기물의 연대를 비교하여 상호 관계를 밝힐 수 있다. 한 장소에서 채취한 물질의 연대 분석을 통해 다른 장소의 연대에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 이를 통해 지질학적 시간 척도 내에서 지층의 위치를 파악할 수 있다.^[153]

방사성탄소는 생태계에서 방출되는 탄소의 연대를 조사하는 데에도 사용된다. 특히, 인위적인 간섭이나 기후 변화로 인해 토양에 매장되어 있던 오래된 탄소가 방출되는 양을 모니터링하는 데 활용된다.^[154] 최근에는 현장 채취 기술이 발전하면서 중요한 온실 효과 가스인 메탄과 이산화탄소의 방사성탄소 연대 측정도 가능해졌다.^[155]^[156]

범죄 수사에도 방사성탄소 연대 측정이 사용된 사례가 있다. 1970년 노르웨이에서 발견된 신원 미상의 여성 유골인 "이스달의 여인"의 치아를 이용한 방사성탄소 연대 측정이 2017년에 실시되었다. 측정 결과, 이 여성은 1926년부터 1934년 사이에 독일 뉘른베르크 부근에서 태어났으며, 유년기에 프랑스 또는 프랑스-독일 국경 지대로 이주했을 가능성이 높다는 사실이 밝혀졌다.^[157]^[158] 이 결과는 기존의 증거(필적, 생전의 여성으로 추정되는 인물과 대화한 사람들의 증언 등)를 통해 추론된 내용^[159]과 일치하여 신원 조사에 중요한 단서를 제공했다.

7. 3. 한국의 방사성 탄소 연대 측정 연구

한국에서도 방사성 탄소 연대 측정은 고고학 연구에 활발하게 적용되고 있다. 특히, 조몬 시대 및 야요이 시대의 시작 시기와 관련된 연구에서 중요한 역할을 수행했다.

1999년 4월, 아오모리현 히가시쓰가루군 소토가하마초(外ヶ浜町)의 오오히라야마모토 I 유적(大平山元I遺跡)에서 발견된 조몬 시대 초기 토기의 제작 시기가 통설보다 4500년이나 앞선 1만 6500년 전으로 발표되었다.^[163] 이는 워싱턴 대학교의 스타이벌(Stuiver) 등이 탄소14 연대를 나무의 나이테 연대나 산호 연대를 사용하여 역법 연대(캘린더 연대)로 환산하는 국제 교정 곡선(INTCAL 98)을 사용한 결과였다.

2003년 3월 국립역사민족박물관의 발표에 따르면, 야요이 시대의 시작 시기는 통설(기원전 5세기~기원전 4세기경)보다 약 500년 앞선 약 3000년 전(기원전 10세기 후반)으로 거슬러 올라가는 결과가 나왔다.^[163] 구체적으로, 규슈 북부의 야요이 시대 초기는 기원전 949년~915년부터, 전기는 기원전 810년경부터, 중기는 기원전 350년경부터 각각 시작된 것으로 추정되었다.

그러나 국내 독자적인 연대 교정 곡선이 국제 교정 곡선과 다르다는 점과, 토기 등에 부착된 해수 유래 염분에 의한 저수지 효과로 인해 연대가 실제보다 오래 측정될 수 있다는 점이 지적되었다.^[163] 따라서 조몬 시대의 시작 시기에 대한 논의는 계속되고 있다.

8. 결론

방사성 탄소 연대 측정은 일반적으로 5만 년 이전의 샘플에 대해서만 적용할 수 있는데, 이는 5만 년보다 오래된 샘플에는 측정 가능한 양의 ¹⁴C^영어가 충분하지 않기 때문이다.^[51] 특수한 시료 전처리 기술, 대량의 시료, 매우 긴 측정 시간 등을 통해 최대 6만 년, 경우에 따라 7만 5천 년 전까지의 연대 측정이 가능하다.^[51]

측정 시간을 늘리면 결과의 신뢰도를 높일 수 있다. 예를 들어, 베타 붕괴를 250분 측정하여 68% 신뢰 수준으로 ±80년의 오차를 얻었다면, 측정 시간을 500분으로 늘려 ¹⁴C^영어 양이 절반인 샘플도 같은 오차 범위로 측정할 수 있다.^[55]

방사성 탄소 연대는 일반적으로 평균값의 양쪽에 하나의 표준편차(1σ) 범위를 갖는 값으로 제시된다. 그러나 1σ 연대 범위는 68% 신뢰 수준만을 나타내므로, 측정 대상 물체의 실제 연령은 제시된 연대 범위 밖에 있을 수 있다. 1970년 영국 박물관 방사성탄소 연구소에서 6개월 동안 같은 시료를 매주 측정하는 실험을 통해 이 점이 입증되었다. 결과는 (측정 오차의 정규 분포와 일관되게) 크게 다양했지만, 서로 겹치지 않는 여러 개의 연대 범위(1σ 신뢰 수준)를 포함했다. 측정 결과에는 약 4,250년 전부터 약 4,390년 전까지의 범위와 약 4,520년 전부터 약 4,690년 전까지의 범위가 있었다.^[105]

절차상의 오류도 결과에 오류를 초래할 수 있다. 현대 기준 시료 벤젠의 1%가 실수로 증발하면, 신틸레이션 계수는 약 80년 더 젊은 방사성탄소 연대를 제공한다.^[56]

참조

_[1] 서적
_[2] 논문 On the contribution to the ionization at sea-level produced by the neutrons in the cosmic radiation
_[3] 서적
_[4] 웹사이트 Radiocarbon Dating – American Chemical Society https://www.acs.org/[...] 2016-10-09
_[5] 서적
_[6] 논문 Atmospheric helium three and radiocarbon from cosmic radiation
_[7] 논문 Radiocarbon from cosmic radiation
_[8] 논문 Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age http://hbar.phys.msu[...]
_[9] 서적
_[10] 논문 Radiocarbon dating and intercomparison of some early historical radiocarbon samples
_[11] 웹사이트 The method http://www.c14dating[...] 2016-10-09
_[12] 서적 Marine radiocarbon reservoir effects (MRE) in archaeology: temporal and spatial changes through the Holocene within the UK coastal environment (PhD thesis) http://theses.gla.ac[...] University of Glasgow 2017-12-11
_[13] 학술지 In-situ cosmogenic {{chem|14|C}}: production and examples of its unique applications in studies of terrestrial and extraterrestrial processes
_[14] 학술지 The remarkable metrological history of radiocarbon dating II
_[15] 간행물 #추정 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[16] 간행물 #추정 Libby (1965)
_[17] 간행물 #추정 Aitken (1990)
_[18] 데이터베이스 #추정 NUBASE2020
_[19] 간행물 #추정 Aitken (1990)
_[20] 학술지 The Half-Life of Radiocarbon (C{{sup|14}}) 1949
_[21] 논문 Introduction
_[22] 논문 Half-life of Radiocarbon
_[23] 논문 A note on reporting radiocarbon http://www.ees.nmt.e[...] 2017-12-09
_[24] 서적
_[25] 서적
_[26] 서적
_[27] 서적
_[28] 서적
_[29] 서적
_[30] 서적
_[31] 논문 IntCal13 and Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0–50,000 Years cal BP 2013
_[32] 서적 Bowman (1995)
_[33] 서적 Aitken (1990)
_[34] 웹사이트 Treaty Banning Nuclear Weapon Tests in the Atmosphere, in Outer Space and Under Water https://2009-2017.st[...] US Department of State 2015-02-02
_[35] 논문 Atmospheric Radiocarbon for the Period 1950–2010 2013
_[36] 서적 Bowman (1995)
_[37] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[38] 서적 Libby (1965)
_[39] 논문 The worldwide marine radiocarbon reservoir effect: Definitions, mechanisms and prospects http://eprints.gla.a[...] 2018
_[40] 논문 SHCal13 Southern Hemisphere Calibration, 0–50,000 Years cal BP 2013
_[41] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[42] 논문 Magma-derived {{chem|14|C|O|2}} emissions recorded in {{chem|14|C}} and {{chem|13|C}} content of plants growing in Furnas caldera, Azores 1999
_[43] 서적 Aitken (1990)
_[44] 서적 Bowman (1995)
_[45] 서적 Aitken (1990)
_[46] 서적 Bowman (1995)
_[47] 서적 Bowman (1995)
_[48] 서적 Aitken (1990)
_[49] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[50] 서적 Walker (2005)
_[51] 서적 Walker (2005)
_[52] 서적 Aitken (1990)
_[53] 논문 Converting AMS data to radiocarbon values: considerations and conventions https://journals.uai[...]
_[54] 웹사이트 Radiocarbon Data Calculations: NOSAMS http://www.whoi.edu/[...] Woods Hole Oceanographic Institution 2013-08-27
_[55] 서적 Bowman (1995)
_[56] 서적 Bowman (1995)
_[57] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[58] 서적 Aitken (1990)
_[59] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[60] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[61] 논문 The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal kBP) 2020
_[62] 논문 Recent Developments in Calibration for Archaeological and Environmental Samples
_[63] 논문 SHCal20 Southern Hemisphere Calibration, 0–55,000 Years cal BP 2020-08
_[64] 논문 Marine20—The Marine Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55,000 cal BP) 2020-08
_[65] 서적
_[66] 논문 The Boon and Bane of Radiocarbon Dating https://www.jstor.or[...] 2005-01-21
_[67] 서적
_[68] 서적
_[69] 서적
_[70] 웹사이트 Radiocarbon: Information for authors http://www.radiocarb[...] University of Arizona 2014-01-01
_[71] 서적
_[72] 논문 Conventions for reporting radiocarbon determinations http://dro.dur.ac.uk[...]
_[73] 논문 The timing and spatiotemporal patterning of Neanderthal disappearance
_[74] 서적
_[75] 논문 The Croonian Lecture: Radiocarbon dating and Quaternary history in Britain
_[76] 논문 The potential hidden age of dissolved organic carbon exported by peatland streams
_[77] 논문 Greenhouse gas emissions from diverse Arctic Alaskan lakes are dominated by young carbon https://escholarship[...]
_[78] 논문 Ancient dissolved methane in inland waters revealed by a new collection method at low field concentrations for radiocarbon ( 14 C) analysis
_[79] 서적
_[80] 서적
_[81] 서적 Libby (1965)
_[82] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[83] 서적 Taylor & Bar-Yosef (2014)
_[84] 서적 Walker (2005)
_[85] 서적 Walker (2005)
_[86] 서적 Walker (2005)
_[87] 서적 Archaeological Method and Theory Garland Publishing
_[88] 서적 Radioactivity: Introduction and History Elsevier
_[89] 서적 Handbook of Radioactivity Analysis Academic Press
_[90] 서적 From the Pleistocene to the Holocene: Human Organization and Cultural Transformations in Prehistoric North America Texas A&M University Press
_[91] 서적 Chemical Markers in Aquatic Ecosystems Princeton University Press
_[92] 서적 Paleoclimates: Understanding Climate Change Past and Present Columbia University Press
_[93] 서적 Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry John Wiley & Sons
_[94] 서적 A guide to radiocarbon units and calculations http://lup.lub.lu.se[...] Lund University
_[95] 서적 Isotopes of the Earth's Hydrosphere Springer
_[96] 서적 Encyclopedia of Global Change: Environmental Change and Human Society, Volume 1 Oxford University Press
_[97] 서적 Material Evidence: Learning From Archaeological Practice Routledge
_[98] 서적 Isotopes in Palaeoenvironmental Research https://archive.org/[...] Springer
_[99] 서적 A Consumer's Guide to Archaeological Science Springer
_[100] 서적 Nature's Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything https://archive.org/[...] University of California Press
_[101] 서적 Handbooks for Archaeologists: No. 3: Radiocarbon Dating European Science Foundation
_[102] 서적 A Companion to Biological Anthropology Blackwell
_[103] 서적 Man-made and Natural Radioactivity in Environmental Pollution and Radiochronology Kluwer Academic Publishers
_[104] 서적 Radiocarbon Variations and Absolute Chronology John Wiley & Sons
_[105] 서적 Radiocarbon Dating https://archive.org/[...] Academic Press
_[106] 서적 Radiocarbon Dating https://archive.org/[...] Academic Press
_[107] 서적 Chronometric Dating in Archaeology Plenum Press
_[108] 서적 Quaternary Dating Methods https://archive.org/[...] Elsevier
_[109] 서적 Measurement of Weak Radioactivity World Scientific Publishing
_[110] 서적 Mass Spectrometry of Soils Marcel Dekker
_[111] 서적 Nuclear Methods in Science and Technology Institute of Physics Publishing
_[112] 서적 Physics Methods in Archaeometry IOS Press
_[113] 서적 Chemistry of the Natural Atmosphere Academic Press
_[114] 서적 Development of the Lund AMS System and the Evaluation of a New AMS Detection Technique University of Lund
_[115] 웹사이트 炭素14法とは https://kotobank.jp/[...] 2022-12-20
_[116] 웹사이트 炭素年代測定法とは https://kotobank.jp/[...] 2022-12-20
_[117] 웹사이트 C14法とは https://kotobank.jp/[...] 2022-12-20
_[118] 웹사이트 C14年代測定法とは https://kotobank.jp/[...] 2022-12-20
_[119] 학술지 On the contribution to the ionization at sea-level produced by the neutrons in the cosmic radiation
_[120] 웹사이트 Radiocarbon Dating – American Chemical Society https://www.acs.org/[...] 2016-10-09
_[121] 논문 Atmospheric helium three and radiocarbon from cosmic radiation
_[122] 논문 Radiocarbon from cosmic radiation
_[123] 논문 Age determinations by radiocarbon content: checks with samples of known age http://hbar.phys.msu[...]
_[124] 논문 Radiocarbon dating and intercomparison of some early historical radiocarbon samples
_[125] 웹사이트 The method http://www.c14dating[...] 2016-10-09
_[126] 서적 Marine radiocarbon reservoir effects (MRE) in archaeology: temporal and spatial changes through the Holocene within the UK coastal environment (PhD thesis) http://theses.gla.ac[...] University of Glasgow 2017-12-11
_[127] 논문 In-situ cosmogenic {{chem|14|C}}: production and examples of its unique applications in studies of terrestrial and extraterrestrial processes
_[128] 논문 In-situ cosmogenic {{chem|14|C}}: production and examples of its unique applications in studies of terrestrial and extraterrestrial processes
_[129] 논문 The worldwide marine radiocarbon reservoir effect: Definitions, mechanisms and prospects https://doi.org/10.1[...]
_[130] 논문 The remarkable metrological history of radiocarbon dating II
_[131] 논문 The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties https://www-nds.iaea[...]
_[132] 논문 The Half-Life of Radiocarbon (C¹⁴) 1949
_[133] 논문 Introduction
_[134] 논문 Half-life of Radiocarbon
_[135] 논문 A note on reporting radiocarbon http://www.ees.nmt.e[...] 2017-12-09
_[136] 논문 IntCal13 and Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0–50,000 Years cal BP 2013
_[137] 논문 IntCal13 and Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0–50,000 Years cal BP 2013
_[138] 논문 Atmospheric Radiocarbon for the Period 1950–2010 2013
_[139] 웹사이트 Treaty Banning Nuclear Weapon Tests in the Atmosphere, in Outer Space and Under Water https://2009-2017.st[...] US Department of State 2015-02-02
_[140] 논문 SHCal13 Southern Hemisphere Calibration, 0–50,000 Years cal BP 2013
_[141] 논문 Magma-derived CO₂ emissions recorded in ¹⁴C and ¹³C content of plants growing in Furnas caldera, Azores https://www.scienced[...]
_[142] 논문 Converting AMS data to radiocarbon values: considerations and conventions https://journals.uai[...]
_[143] 웹사이트 Radiocarbon Data Calculations: NOSAMS http://www.whoi.edu/[...] Woods Hole Oceanographic Institution 2013-08-27
_[144] 논문 The IntCal20 approach to radiocarbon calibration curve construction: a new methodology using Bayesian splines and errors-in-variables 2020-08
_[145] 논문 Modelling atmospheric {{chem|14|C}} influences and {{chem|14|C}} ages of marine samples to 10,000 BC https://journals.uai[...]
_[146] 논문 SHCal20 Southern Hemisphere Calibration, 0–55,000 Years cal BP 2020-08
_[147] 논문 Marine20—The Marine Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55,000 cal BP) 2020-08
_[148] 논문 The Boon and Bane of Radiocarbon Dating https://www.jstor.or[...] 2005-01-21
_[149] 웹사이트 Radiocarbon: Information for authors http://www.radiocarb[...] University of Arizona 2014-01-01
_[150] 웹사이트 Transformation Robert van der Graaff laboratory into Earth Simulation Lab https://www.uu.nl/en[...] Utrecht University 2022-12-13
_[151] 논문 Conventions for reporting radiocarbon determinations http://dro.dur.ac.uk[...] 2014
_[152] 논문 The timing and spatiotemporal patterning of Neanderthal disappearance 2014
_[153] 논문 The Croonian Lecture: Radiocarbon dating and Quaternary history in Britain 1961
_[154] 논문 The potential hidden age of dissolved organic carbon exported by peatland streams 2019
_[155] 논문 Greenhouse gas emissions from diverse Arctic Alaskan lakes are dominated by young carbon https://escholarship[...] 2018
_[156] 논문 Ancient dissolved methane in inland waters revealed by a new collection method at low field concentrations for radiocarbon ( 14 C) analysis 2017
_[157] 웹사이트 Tennene avslører: Isdalskvinnen eldre enn man trodde https://www.nrk.no/d[...] NRK 2018-01-08
_[158] 뉴스 'Major breakthrough' in Norway's 46-year-old Isdal woman mystery https://www.bbc.com/[...] 英国放送協会 2017-05-19
_[159] 기타
_[160] 논문 縄文丸木舟覚え書-房総の諸事例から http://id.nii.ac.jp/[...] アジア文化研究所 2004
_[160] 논문 「縄文丸木舟覚え書-房総の諸事例から」補遺 http://id.nii.ac.jp/[...] アジア文化研究所 2005
_[161] 저널 神奈川県夏島貝塚出土遺物の放射性炭素による年代決定 https://hdl.handle.n[...] 駿台史学会 1962-03
_[162] 저널 縄紋時代研究における炭素14年代測定 https://doi.org/10.1[...] 国立歴史民俗博物館
_[163] 저널 縄文化の起源年代をめぐって : 山内清男・佐藤達夫両氏と,芹沢長介氏との間の「論争」は本当に決着したのか https://doi.org/10.1[...] 神奈川歯科大学 2001
_[164] 웹사이트 Atmospheric δ¹⁴C record from Wellington http://cdiac.esd.orn[...] 2012-08-26
_[165] 웹사이트 δ¹⁴ CO² record from Vermunt http://cdiac.esd.orn[...] 2012-08-12
_[166] 웹사이트 Radiocarbon dating http://www1.phys.uu.[...] 2012-08-12
_[167] 서적 창조론자들 새물결플러스 2016
_[168] 서적 제4기 지질시대 연대측정방법 Quaternary Dating Methods 문우사 2016
_[169] 저널 신기 단층에 대한 절대연대 측정법 정립 (Absolute Age Determination of Quaternary Faults) https://scienceon.ki[...] 한국기초과학지원연구원 2000
_[170] 웹사이트 이온빔 가속기를 이용한 방사성탄소 동위원소 분석 http://ams.snu.ac.kr[...] 2012-08-12
_[171] 저널 Towards a Radiocarbon Chronology of the Late-Glacial: Sample Selection Strategies https://www.cambridg[...] 2001
_[172] 저널 Summary findings of the fourth international radiocarbon intercomparison (FIRI)(1998–2001) https://onlinelibrar[...] 2002
_[173] 저널 Section 1: The Fourth International Radiocarbon Intercomparison (Firi) https://www.cambridg[...] 2003
_[174] 저널 Pitfalls in the AMS radiocarbon-dating of terrestrial macrofossils https://onlinelibrar[...] 1998-12
_[175] 저널 ΔR Correction Values for the Northern Indian Ocean https://www.cambridg[...] 2001
_[176] 저널 Radiocarbon age of last glacial Pacific deep water https://www.nature.c[...] 1988-10
_[177] 저널 Extremely Large Variations of Atmospheric 14C Concentration During the Last Glacial Period https://www.science.[...] 2001
_[178] 저널 Dramatic shifts in atmospheric radiocarbon during the last glacial period https://www.cambridg[...] 2001-09
_[179] 저널 Climatic, solar, oceanic, and geomagnetic influences on late-glacial and holocene atmospheric 14C/12C change https://www-scienced[...] 1991-01
_[180] 저널 High concentration of atmospheric 14C during the Younger Dryas cold episode https://www.proquest[...] 1995
_[181] 서적 Radiocarbon Dating D. R. Brothwell, A. M. Pollard
_[182] 저널 Vegetation and Land-Use History at Diss, Norfolk, U.K. https://www.jstor.or[...] 1989

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com