Innehåll
Kärnan i varje elementatom innehåller protoner, neutroner och elektroner. Även om varje element normalt har lika många protoner och elektroner kan antalet neutroner variera. När atomer i ett enda element som kol har olika antal neutroner och därför olika atommassor kallas de "isotoper." Liksom många andra element har kol en mycket vanlig isotop och flera andra som är ganska sällsynta.
Kol-12
Den vanligaste kolisotopen är kol-12. Dess namn betyder att dess kärna innehåller sex protoner och sex neutroner, för totalt 12. På jorden står kol-12 för nästan 99 procent av naturligt förekommande kol. Forskare använder atommasseenheter, eller amu, för att mäta elementens massa. Carbon-12 har en amu på exakt 12.000. Detta nummer är referensstandarden för att mäta atommassan för alla andra isotoper.
Andra isotoper
De andra två naturligt förekommande kolisotoperna är kol-13, som utgör ungefär 1 procent av alla kolisotoper, och kol-14, som står för cirka två biljoner naturligt förekommande kol. "13" i kol-13 indikerar att isotopens kärna innehåller sju neutroner istället för sex. Kol-14 innehåller naturligtvis åtta neutroner. Forskare har också skapat konstgjorda kolisotoper som sträcker sig från kol-8 till kol-22, men de praktiska användningarna av dessa instabila isotoper är begränsade.
Kol-13
Levande organismer visar en preferens för kol-12 jämfört med kol-13 och absorberar därför oproportionerligt höga nivåer av kol-12. Således kan forskare studera förhållandet mellan koldioxid-13 och kol-12 i iskärnor och trädringar för att uppskatta tidigare koncentrationer av atmosfärisk koldioxid. På liknande sätt kan klimatologer spåra detta förhållande i havsvatten för att studera havets absorptionshastigheter för koldioxid.
Kol-14
Till skillnad från kol-12 och kol-13 är kol-14 radioaktiv. Med tiden förfaller radioaktiva isotoper och släpper ut en viss strålning. Varje levande organisme tar in koldioxid, vilket inkluderar en liten mängd koldioxid-14. Efter att organismen dör avtar kolhydrat-14 i kroppen gradvis. Eftersom forskare vet hur mycket kol-14 sönderfaller kan de undersöka kol-14-nivåerna i forntida organismer för att uppskatta när de levde. Denna teknik kallas koldating.