如果按照一切照舊的情景繼續排放，一件2050年製造的T恤衫，對於使用放射性碳定年法的人來說，可能看起來與威廉征服者一千年前穿的T恤衫完全一樣。到2100年，一株死去的植物可能與擁有2000多年曆史的死海古卷幾乎相同。
大氣碳的這些眾所周知的“老化”特性，已在昨天發表於《美國國家科學院院刊》Proceedings of the National Academy of Sciences上的一篇論文中針對不同的排放情景進行了精確分析。它描述了化石燃料排放將如何降低放射性碳定年法的可靠性，而放射性碳定年法被用於識別考古發現、被盜象牙甚至人類屍體。
隨著卷軸、植物性顏料或棉襯衫經歷數千年的老化，有機物體中自然存在的放射性碳-14逐漸衰變。碳-14的量相對於正常碳的量減少。放射性碳定年法利用隨時間推移而減少的這一比例來估計年代。比例越低，表示物體越古老。
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問題在於，碳比例的減少不僅可能因為碳-14的衰變，還可能因為正常碳的增加。這正是燃燒化石燃料正在發生的事情，化石燃料非常古老，不含任何碳-14。非放射性碳現在正湧入大氣，從而產生稀釋效應。
雖然這種稀釋效應是眾所周知的，但直到現在，其在不同排放情景下的精確規模尚不清楚。撰寫該論文的倫敦帝國學院大氣科學家希瑟·格雷文對汙染以當前速度持續下去，排放可能使大氣“老化”的程度感到驚訝。
她說：“如果你想到深海中那些非常古老的部分，它們已經被隔離了數千年，在一切照舊的情景下，那麼大氣將具有與海洋最古老部分相同的放射性碳比例。” “這確實有點倒退。它非常非常低。”
研究人員面臨的風險是，如果舊物因額外的大氣碳而人為老化，舊物可能會變得與新物難以區分。考古學家可能會將歷史上的哪些時期與現代混淆，會根據不同的情景而變化。在最佳情景中，即在本世紀末將全球變暖控制在2攝氏度以下，額外的老化效應將為零。
從高到低
由於過去人類的活動，碳比例已經經歷了顯著的轉變。根據NPR報道，20世紀50年代和60年代的核武器試驗產生了更多的大氣放射性碳，迅速提高了著名的比例。這相當於人為地使大氣變得年輕。
當碳比例下降時，很難區分新舊；當碳比例像過去半個世紀那樣迅速上升時，就容易得多。
物理學家和生物工程師抓住這個機會研究植物和人類的細胞再生。在核武器試驗後出生的細胞，其碳-14與正常碳的比例將高於幾十年前出生的細胞。這種指標使生物學家能夠看到哪些細胞會更新，哪些細胞保持不變。
例如，2009年，科學家在科學雜誌上透露，每年約有0.3%至1%的人類心肌細胞再生。他們將這一發現歸因於冷戰期間產生的碳-14。
然而，現在，碳排放量已經上升到足以抵消核武器試驗的最初影響。格雷文表明，目前的水平接近工業革命前的水平。
如果碳比例保持不變，比如在低排放情景下，科學家將無法使用它來測量單個細胞的壽命，這項技術需要一個快速變化的指標。格雷文補充說，碳比例下降可能會在2020年開始影響放射性碳定年法。
她說：“無論如何，化石燃料排放都將影響到其中一些巧妙的應用。” “現在的問題是它何時會發生，以及它會降到多低。”
她希望她的模型能夠填補這一空白，並幫助科學家根據不同的可能碳情景調整他們的計算。
她說：“如果他們將來使用放射性碳，他們就會知道會發生什麼。” “他們可以為這些變化做好計劃。”
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