El carbono ( 6 C) tiene 14 isótopos conocidos , desde8
C
a20
C
así como22
C
, de los cuales12Cy13Cson estables . El radioisótopo de vida más larga es14C, con una vida media de5,70(3) × 10 3 años. Este es también el único radioisótopo de carbono que se encuentra en la naturaleza, ya que en la reacción se forman trazas de forma cosmogénica.14
norte
+
norte
→14
C
+1
h
. El radioisótopo artificial más estable es11
C
, que tiene una vida media de20,3402(53) mín . Todos los demás radioisótopos tienen vidas medias inferiores a 20 segundos, la mayoría inferiores a 200 milisegundos. El isótopo menos estable es8
C
, con una vida media de3,5(1,4) × 10 −21 s . Los isótopos ligeros tienden a descomponerse en isótopos de boro y los pesados tienden a descomponerse en isótopos de nitrógeno .
Carbono-11 o11
C
Es un isótopo radiactivo del carbono que se desintegra en boro-11 . Esta desintegración se produce principalmente debido a la emisión de positrones , y alrededor del 0,19 al 0,23% de las desintegraciones se producen por captura de electrones . [6] [7] Tiene una vida media de20,3402(53) mín .
Se produce a partir de nitrógeno en un ciclotrón mediante la reacción.
El carbono-11 se utiliza comúnmente como radioisótopo para el marcaje radiactivo de moléculas en tomografía por emisión de positrones . Entre las muchas moléculas utilizadas en este contexto se encuentran los radioligandos [11
C
]DASB y [11
C
]Cimbi-5 .
Hay tres isótopos de carbono naturales : 12, 13 y 14.12
C
y13
C
son estables y se presentan en una proporción natural de aproximadamente 93:1 .14
C
Es producido por neutrones térmicos de la radiación cósmica en la atmósfera superior y es transportado a la Tierra para ser absorbido por material biológico vivo. isotópicamente,14
C
constituye una parte insignificante; pero, dado que es radiactivo con una vida media de5,70(3) × 10 3 años, es detectable radiométricamente. Dado que el tejido muerto no absorbe14
C
, la cantidad de14
C
Es uno de los métodos utilizados dentro del campo de la arqueología para la datación radiométrica de material biológico.
12
C
y13
C
se miden como la proporción de isótopos δ 13 C en los foraminíferos bentónicos y se utilizan como indicador del ciclo de nutrientes y el intercambio aire-mar de CO 2 (ventilación) dependiente de la temperatura . [8] A las plantas les resulta más fácil utilizar los isótopos más ligeros (12
C
) cuando convierten la luz solar y el dióxido de carbono en alimentos. Por ejemplo, las grandes floraciones de plancton (organismos que flotan libremente) absorben grandes cantidades de12
C
de los océanos. Originalmente, el12
C
se incorporó en su mayor parte al agua de mar desde la atmósfera. Si los océanos en los que vive el plancton están estratificados (lo que significa que hay capas de agua cálida cerca de la superficie y agua más fría en las profundidades), entonces el agua superficial no se mezcla mucho con las aguas más profundas, de modo que cuando el plancton muere , se hunde y se lleva12
C
desde la superficie, dejando las capas superficiales relativamente ricas en13
C
. Donde brotan aguas frías de las profundidades (como en el Atlántico Norte ), el agua transporta12
C
retroceda con ello; Cuando el océano estaba menos estratificado que hoy, había mucho más12
C
en los esqueletos de especies que habitan en la superficie. Otros indicadores del clima pasado incluyen la presencia de especies tropicales y anillos de crecimiento de coral. [9]
Las cantidades de los diferentes isótopos pueden medirse mediante espectrometría de masas y compararse con un patrón ; el resultado (por ejemplo, el delta de la13
C
= δ13
C
) se expresa en partes por mil (‰): [10]
Las plantas utilizan de manera diferente los isótopos de carbono estables en el dióxido de carbono durante la fotosíntesis . [ cita requerida ] Le siguen los pastos en climas templados ( cebada , arroz , trigo , centeno y avena , además de girasol , papa , tomates , maní , algodón , remolacha azucarera y la mayoría de los árboles y sus nueces o frutas, rosas y pasto azul de Kentucky ). una vía fotosintética C3 que producirá valores de δ 13 C con un promedio de aproximadamente −26,5 ‰. [ cita necesaria ] Los pastos en climas cálidos y áridos ( maíz en particular, pero también mijo , sorgo , caña de azúcar y cangrejo ) siguen una vía fotosintética C4 que produce valores de δ 13 C con un promedio de alrededor de −12,5 ‰. [11]
De ello se deduce que comer estas diferentes plantas afectará los valores de δ 13 C en los tejidos corporales del consumidor. Si un animal (o un ser humano) come sólo plantas C3, sus valores de δ 13 C serán de -18,5 a -22,0‰ en el colágeno óseo y -14,5‰ en la hidroxiapatita de sus dientes y huesos. [12]
Por el contrario, los alimentadores C4 tendrán colágeno óseo con un valor de −7,5 ‰ y un valor de hidroxiapatita de −0,5 ‰.
En estudios de casos reales, los consumidores de mijo y maíz se pueden distinguir fácilmente de los consumidores de arroz y trigo. Estudiar cómo estas preferencias dietéticas se distribuyen geográficamente a lo largo del tiempo puede iluminar las rutas de migración de las personas y las rutas de dispersión de diferentes cultivos agrícolas. Sin embargo, los grupos humanos a menudo han mezclado plantas C3 y C4 (el norte de China históricamente subsistió a base de trigo y mijo), o mezclaron grupos de plantas y animales (por ejemplo, el sudeste de China subsistió a base de arroz y pescado). [13]
