O núcleo de cada átomo elementar contém prótons, nêutrons e elétrons. Embora cada elemento tenha normalmente um número igual de prótons e elétrons, o número de nêutrons pode variar. Quando átomos de um único elemento como o carbono têm diferentes números de nêutrons e, portanto, diferentes massas atômicas, eles são chamados de "isótopos". Como muitos outros elementos, o carbono tem um isótopo muito comum e vários outros que são bastante raros.

Carbono-12

O isótopo de carbono mais comum é o carbono-12. Seu nome significa que seu núcleo contém seis prótons e seis nêutrons, para um total de 12. Na Terra, o carbono-12 responde por quase 99% do carbono que ocorre naturalmente. Os cientistas usam unidades de massa atômica, ou amu, para medir a massa de elementos. Carbono-12 tem uma amu de exatamente 12.000. Este número é o padrão de referência para medir a massa atômica de todos os outros isótopos.

Outros Isótopos

Os outros dois isótopos de carbono que ocorrem naturalmente são o carbono-13, que compreende aproximadamente 1% de todo o carbono. isótopos e carbono-14, que representa cerca de dois bilionésimos de carbono natural. O "13" no carbono-13 indica que o núcleo do isótopo contém sete nêutrons em vez de seis. O carbono-14, claro, contém oito nêutrons. Os cientistas também criaram isótopos de carbono artificiais que vão do carbono-8 ao carbono-22, mas os usos práticos desses isótopos instáveis ​​são limitados.

Carbono-13

Os organismos vivos mostram uma preferência pelo carbono -12 sobre o carbono-13 e, portanto, absorver níveis desproporcionalmente altos de carbono-12. Assim, os cientistas podem estudar a proporção de carbono-13 para carbono-12 em núcleos de gelo e anéis de árvores para estimar as concentrações passadas de dióxido de carbono atmosférico. Da mesma forma, os climatologistas podem rastrear essa relação na água do mar para estudar as taxas de absorção do oceano pelo dióxido de carbono.

Carbono-14

Ao contrário do carbono-12 e do carbono-13, o carbono-14 é radioativo. Com o tempo, os isótopos radioativos decaem e liberam uma certa quantidade de radiação. Todo organismo vivo absorve dióxido de carbono, o que inclui uma pequena quantidade de carbono-14. Depois que o organismo morre, o carbono-14 em seu corpo decai gradualmente. Como os cientistas sabem a taxa na qual o carbono-14 se deteriora, eles podem examinar os níveis de carbono-14 em organismos antigos para estimar quando eles viveram. Essa técnica é chamada de datação por carbono.