放射性炭素年代測定
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放射性炭素年代測定（ほうしゃせいたんそねんだいそくてい; radiocarbon dating）は、生物遺骸の炭素化合物中の炭素に1兆分の1程度以下含まれる放射性同位体である炭素14の崩壊率から年代を推定すること。
C14年代測定（シーじゅうよんねんだいそくてい、シーフォーティーンねんだいそくてい）に同じ。単に炭素年代測定、炭素14法、C14法などともいう。
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[編集] 概要
炭素14は、約5,730年の半減期で減じていく性質をもっているため、これを利用して試料中の炭素同位体12/14比から年代を推定することができる。測定限界が元の約1/1000である場合、約6万年前が炭素14法の理論的限界になる（実際の測定では、β線測定法では3～4万年程度、AMS法では4～5万年程度が測定限界）。放射性炭素年代は、BP (Before Present もしくはBefore Physics) で表記されるが、これは大気圏内核実験による放射線の影響をあまり受けていない1950年が起点となっている。
この測定原理を発見したシカゴ大学のウィラード・リビー (Willard Frank Libby) は、1960年にノーベル化学賞を受けた。
炭素14は、大気上層で一次宇宙線によって生成された二次宇宙線に含まれる中性子と大気中の窒素から生じ、生成後ただちに酸素と結合し二酸化炭素になり、大気中に拡散する。
- n + 14N → 14C + 1H
炭素14の放射性崩壊（壊変）は常に一定の速度で進行しているが、大気上層からの供給速度と概ね釣り合っているので、大気中の炭素14量はほぼ一定と見なされる（厳密にいうと一定では無い。後述）。
二酸化炭素中の炭素14は、光合成によって植物に取り込まれ、食物連鎖で動物にも広まっていく。生物の細胞に定着した炭素14は、光合成で作られた時点から減じていくと見なせる（光合成で取り込まれる二酸化炭素は大気中のほぼ一定の炭素14量を反映しているが、光合成後は炭素14が新たに付加されないため）。つまり、生物の遺体から試料を得て測定した場合、その細胞に利用された炭素はいつ光合成が行われたかが分かる事になる。樹木の場合は、内側の年輪が古く、外側の年輪が新しく測定される。
ただし、肉食動物の場合、餌の動物が取り込んだ炭素の由来が問題となる。光合成があまり行われない南極のように、非常に古い炭素が食物連鎖で何度もリサイクルされている例もある。[要出典] また、海洋生物由来の炭素を陸上動物が摂取している場合、海洋中の二酸化炭素は一般に大気よりも数百年古い測定値を出す（海洋リザーバ効果）ことと、深海に蓄積された古い炭素が影響を与える場合もあるため、注意を要する。
[編集] 2つの測定法
最初に開発された測定法は、ベータ線計測法といい、炭素14が電子と反電子ニュートリノを放出して窒素14（普通の窒素）に壊変するときに放射されるベータ線を検知して数える。現代の炭素1gでも4～5秒に1個しか壊れないので、計測には時間がかかり、試料もグラム単位で必要とされる。
1970年代末に、加速器で炭素14を直接数えるAMS法 (Accelerator Mass Spectrometry) が提案され、必要な試料量（1mg程度）、測定時間（30分～1時間程度）共に大幅に改善され、また約6万年前まで測定可能となった。ただし、ベータ線計測法より測定器が大型・高価である点が難点となっている。
[編集] 年代較正
大気中の炭素14量は、宇宙線の変動や、海洋に蓄積された炭素放出事件を反映して変動してきた。そのため、計測結果に誤差が生じている。現在では年輪年代測定との照合により、およそ1万年を少し遡る時点まで放射性炭素年代値 (BP) と実際の年代の対応表が作られている。年輪年代の及ばない古い年代は、およそ24,000年前までは、サンゴのU/Th（ウラン / トリウム）年代と照合されている。較正された年代値は、calBPで表される（西暦紀元を基準とする場合はcalBC、ないしcalAD）。較正年代は、暦年代 (Calendar Age) とも呼ばれる。
[編集] 実例
日本で最初に測定されたのは、1950年・1955年に調査された夏島貝塚の縄文時代早期の層から出土したカキ殻と木炭であった。この測定の結果、縄文時代早期に9500年前という年代がはじめて示され、縄文土器が世界最古の土器文化である可能性が指摘される一方、測定を依頼した芹沢長介らと、大陸で出土した遺物の年代から3000年前と主張する山内清男との間で論争が起きている。
青森県東津軽郡外ヶ浜町の大平山元I遺跡の縄文時代草創期の土器製作時期が、通説より3500年も古い（早い）1万6500年前と分かった。また、弥生時代の開始期は通説では紀元前5～紀元前4世紀ごろであったが、国立歴史民俗博物館の測定で約500年古い（早い）約3000年前（紀元前10世紀頃）に遡る結果が出て、考古学上の課題となっている。
[編集] 系統誤差
- コンタミネーション(汚染)
- 試料の採取を行う際、他の年代のものが混入する可能性がある。
- 汚染除去作業内容が、測定精度を左右している。
- 試料そのものが汚染されている
- 特に炭素年代測定でいわれているのが、古い炭素を含む化石燃料を使った自動車の排気ガスを吸収した植物が、本来あり得ない時代を示す事があることである。[要出典]状況判断は機械的に出来ず、関係者の恣意、バイアスが入る可能性を排除できない。[要出典]
