Indhold
Kernen i hvert elementatom indeholder protoner, neutroner og elektroner. Selv om hvert element normalt har et lige antal protoner og elektroner, kan antallet af neutroner variere. Når atomer i et enkelt element som kulstof har forskellige antallet af neutroner, og derfor forskellige atommasser, kaldes de "isotoper." Som mange andre elementer har kulstof en meget almindelig isotop og flere andre, der er ret sjældne.
Carbon-12
Den mest almindelige carbonisotop er carbon-12. Dets navn betyder, at dens kerne indeholder seks protoner og seks neutroner, i alt 12. På Jorden tegner kulstof-12 sig for næsten 99 procent af det naturligt forekommende kulstof. Forskere bruger atommasseenheder eller amu til at måle elementernes masse. Carbon-12 har en amu på nøjagtigt 12.000. Dette nummer er referencestandarden for måling af atommassen på alle andre isotoper.
Andre isotoper
De to andre naturligt forekommende carbonisotoper er carbon-13, der omfatter ca. 1 procent af alle carbonisotoper og carbon-14, der tegner sig for cirka to billioner af naturligt forekommende carbon. "13" i carbon-13 indikerer, at isotopens kerne indeholder syv neutroner i stedet for seks. Carbon-14 indeholder naturligvis otte neutroner. Forskere har også skabt kunstige kulstofisotoper, der spænder fra carbon-8 til carbon-22, men den praktiske anvendelse af disse ustabile isotoper er begrænset.
Carbon-13
Levende organismer foretrækker carbon-12 frem for carbon-13 og absorberer derfor uforholdsmæssigt høje niveauer af carbon-12. Forskere kan således studere forholdet mellem kulstof-13 og kulstof-12 i iskerner og træringe for at estimere tidligere koncentrationer af atmosfærisk kuldioxid. Tilsvarende kan klimatologer spore dette forhold i havvand for at undersøge havets absorptionshastigheder for kuldioxid.
Carbon-14
I modsætning til carbon-12 og carbon-13 er carbon-14 radioaktiv. Over tid forfalder radioaktive isotoper og frigiver en vis mængde stråling. Hver levende organisme indtager kuldioxid, der inkluderer en lille mængde kuld-14. Efter at organismen dør, falder kulstof-14 i dens krop gradvist. Fordi forskere ved, hvor hurtigt carbon-14 forfalder, kan de undersøge carbon-14-niveauerne i antikke organismer for at estimere, hvornår de levede. Denne teknik kaldes kulstofdating.