Sadržaj
Jezgra svakog elementarnog atoma sadrže protone, neutrone i elektrone. Iako svaki element obično ima jednak broj protona i elektrona, broj neutrona može varirati. Kada atomi jednog elementa poput ugljika imaju različit broj neutrona, a samim tim i različite atomske mase, oni se nazivaju "izotopima". Kao i mnogi drugi elementi, ugljik ima jedan vrlo uobičajen izotop i nekoliko drugih koji su prilično rijetki.
Ugljik-12
Najčešći izotop ugljika je ugljik-12. Njegovo ime znači da njegovo jezgro sadrži šest protona i šest neutrona, ukupno 12. Na Zemlji ugljik-12 čini gotovo 99 posto ugljika u prirodi. Znanstvenici koriste atomske jedinice mase ili amu za mjerenje mase elemenata. Carbon-12 ima amu od točno 12.000. Ovaj je broj referentni standard za mjerenje atomske mase svih ostalih izotopa.
Ostali izotopi
Druga dva prirodna izotopa ugljika su ugljik-13 koji sadrži otprilike 1 posto svih izotopa ugljika i ugljik-14, koji otpada na oko dvije trilijune ugljika u prirodi. "13" u ugljiku-13 označava da jezgro izotopa sadrži sedam neutrona umjesto šest. Ugljik-14, naravno, sadrži osam neutrona. Znanstvenici su stvorili i izotope umjetnog ugljika u rasponu od ugljika-8 do ugljika-22, ali praktična uporaba ovih nestabilnih izotopa je ograničena.
C-13
Živi organizmi pokazuju sklonost ugljiku-12 nego ugljiku-13, i stoga apsorbiraju nerazmjerno visoke razine ugljika-12. Dakle, znanstvenici mogu proučavati omjer ugljik-13 i ugljik-12 u ledenim jezgrama i drvenim prstenima za procjenu prošlih koncentracija atmosferskog ugljičnog dioksida. Slično tome, klimatolozi mogu pratiti taj omjer u morskoj vodi kako bi proučavali stope apsorpcije ugljičnog dioksida u oceanu.
Ugljik-14
Za razliku od ugljika-12 i ugljika-13, ugljik-14 je radioaktivan. Tijekom vremena, radioaktivni izotopi propadaju i oslobađaju određenu količinu zračenja. Svaki živi organizam unosi ugljični dioksid, koji uključuje malu količinu ugljika-14. Nakon što organizam umre, ugljik-14 u svom tijelu postupno propada. Budući da znanstvenici znaju brzinom razgradnje ugljika-14, oni mogu ispitati razinu ugljika-14 u drevnim organizmima kako bi procijenili kada su živjeli. Ova se tehnika naziva karbonsko datiranje.