Innhold
Kjernen i hvert elementatom inneholder protoner, nøytroner og elektroner. Selv om hvert element normalt har et like stort antall protoner og elektroner, kan antall nøytroner variere. Når atomer i et enkelt element som karbon har forskjellige antall nøytroner, og derfor forskjellige atommasser, kalles de “isotoper.” Som mange andre elementer har karbon en veldig vanlig isotop, og flere andre som er ganske sjeldne.
Carbon-12
Den vanligste karbonisotopen er karbon-12. Navnet betyr at kjernen inneholder seks protoner og seks nøytroner, til sammen 12. På jorden utgjør karbon-12 nesten 99 prosent av naturlig forekommende karbon. Forskere bruker atommasseenheter, eller amu, for å måle massen av elementer. Carbon-12 har en amu på nøyaktig 12.000. Dette tallet er referansestandarden for måling av atommassen til alle andre isotoper.
Andre isotoper
De to andre naturlig forekommende karbonisotoper er karbon-13, som omfatter omtrent 1 prosent av alle karbonisotoper, og karbon-14, som utgjør omtrent to billioner av naturlig forekommende karbon. "13" i karbon-13 indikerer at isotopens kjernen inneholder syv nøytroner i stedet for seks. Carbon-14 inneholder selvfølgelig åtte nøytroner. Forskere har også laget kunstige karbonisotoper som spenner fra karbon-8 til karbon-22, men den praktiske bruken av disse ustabile isotoper er begrenset.
Karbon-13
Levende organismer viser en preferanse for karbon-12 fremfor karbon-13, og absorberer derfor uforholdsmessig høye nivåer av karbon-12. Dermed kan forskere studere forholdet mellom karbon-13 og karbon-12 i iskjerner og treringer for å estimere tidligere konsentrasjoner av atmosfærisk karbondioksid. Tilsvarende kan klimatologer spore dette forholdet i sjøvann for å studere havets absorpsjonsgrad for karbondioksid.
Karbon-14
I motsetning til karbon-12 og karbon-13, er karbon-14 radioaktiv. Over tid forfaller radioaktive isotoper og frigjør en viss mengde stråling. Hver levende organisme tar inn karbondioksid, som inkluderer en liten mengde karbon-14. Etter at organismen dør, avtar karbon-14 i kroppen gradvis. Fordi forskere vet hastigheten som karbon-14 forfaller, kan de undersøke karbon-14-nivåene i gamle organismer for å estimere når de levde. Denne teknikken kalles karbondatering.