Съдържание
Ядрото на всеки елементарен атом съдържа протони, неутрони и електрони. Въпреки че всеки елемент обикновено има равен брой протони и електрони, броят на неутроните може да варира. Когато атомите на един елемент като въглерод имат различен брой неутрони и следователно различни атомни маси, те се наричат "изотопи". Подобно на много други елементи, въглеродът има един много често срещан изотоп и няколко други, които са доста редки.
Въглерод-12
Най-разпространеният въглероден изотоп е въглерод-12. Името му означава, че ядрото му съдържа шест протона и шест неутрона, за общо 12. На Земята въглерод-12 представлява почти 99 процента от естествено срещащия се въглерод. Учените използват атомни единици за маса, или аму, за да измерват масата на елементите. Carbon-12 има аму с точно 12 000. Това число е референтният стандарт за измерване на атомната маса на всички останали изотопи.
Други изотопи
Другите два естествено срещащи се въглеродни изотопи са въглерод-13, който съдържа приблизително 1 процент от всички въглеродни изотопи и въглерод-14, който представлява около две трилиони месеци от естествено срещащия се въглерод. „13“ в въглерод-13 показва, че ядрото на изотопа съдържа седем неутрона вместо шест. Въглерод-14, разбира се, съдържа осем неутрона. Учените също са създали изкуствени въглеродни изотопи, вариращи от въглерод-8 до въглерод-22, но практическата употреба на тези нестабилни изотопи е ограничена.
Въглерод-13
Живите организми показват предпочитание към въглерод-12 пред въглерод-13 и следователно абсорбират непропорционално високи нива на въглерод-12. По този начин учените могат да изучават съотношението въглерод-13 към въглерод-12 в ледените ядра и дървесните пръстени, за да оценят миналите концентрации на атмосферния въглероден диоксид. По подобен начин климатолозите могат да проследят това съотношение в морската вода, за да изучат скоростите на абсорбция на океана за въглероден двуокис.
Въглерод-14
За разлика от въглерод-12 и въглерод-13, въглерод-14 е радиоактивен. С течение на времето радиоактивните изотопи се разпадат и отделят определено количество радиация. Всеки жив организъм приема въглероден диоксид, който включва малко количество въглерод-14. След като организмът умира, въглерод-14 в тялото му постепенно се разпада. Тъй като учените знаят скоростта, с която се разпада въглерод-14, те могат да изследват нивата на въглерод-14 в древните организми, за да преценят кога са живели. Тази техника се нарича въглеродно датиране.