เนื้อหา
นิวเคลียสของอะตอมแต่ละธาตุประกอบด้วยโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน แม้ว่าแต่ละองค์ประกอบจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นจำนวนเท่า ๆ กัน แต่จำนวนนิวตรอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ เมื่ออะตอมขององค์ประกอบเดียวเช่นคาร์บอนมีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกันดังนั้นมวลอะตอมที่แตกต่างกันจึงถูกเรียกว่า "ไอโซโทป" เช่นเดียวกับธาตุอื่น ๆ คาร์บอนมีไอโซโทปที่พบบ่อยมากและอื่น ๆ ที่ค่อนข้างหายาก
คาร์บอน 12
ไอโซโทปคาร์บอนที่พบมากที่สุดคือคาร์บอน -12 ชื่อของมันบ่งบอกว่านิวเคลียสของมันมีโปรตอนหกตัวและนิวตรอนหกตัวรวมเป็น 12 บนโลกบัญชีคาร์บอน -12 คิดเป็นเกือบร้อยละ 99 ของคาร์บอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ใช้หน่วยมวลอะตอมหรืออามูเพื่อวัดมวลขององค์ประกอบ Carbon-12 มีค่า amu เท่ากับ 12.000 หมายเลขนี้เป็นมาตรฐานอ้างอิงสำหรับการวัดมวลอะตอมของไอโซโทปอื่นทั้งหมด
ไอโซโทปอื่น ๆ
อีกสองไอโซโทปคาร์บอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติคือคาร์บอน -13 ซึ่งประกอบด้วยประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของไอโซโทปคาร์บอนทั้งหมดและคาร์บอน -14 ซึ่งคิดเป็นประมาณสองล้านล้านของคาร์บอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ “ 13” ในคาร์บอน -13 บ่งชี้ว่านิวเคลียสของไอโซโทปมีเจ็ดนิวตรอนแทนที่จะเป็นหก แน่นอนว่าคาร์บอน -14 นั้นมีแปดนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างไอโซโทปคาร์บอนเทียมตั้งแต่คาร์บอน -8 ถึงคาร์บอน -22 แต่การใช้ไอโซโทปที่ไม่เสถียรเหล่านี้ในทางปฏิบัติมี จำกัด
Carbon-13
สิ่งมีชีวิตแสดงให้เห็นว่าชอบคาร์บอน -12 มากกว่าคาร์บอน -13 และดูดซับคาร์บอน -12 ในระดับสูงอย่างไม่เป็นสัดส่วน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาอัตราส่วนของคาร์บอน -13 ต่อคาร์บอน -12 ในแกนน้ำแข็งและวงแหวนต้นไม้เพื่อประเมินความเข้มข้นที่ผ่านมาของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ นักอุตุนิยมวิทยาสามารถติดตามอัตราส่วนนี้ในน้ำทะเลเพื่อศึกษาอัตราการดูดซับของคาร์บอนไดออกไซด์ในมหาสมุทร
Carbon-14
ซึ่งแตกต่างจากคาร์บอน -12 และคาร์บอน -13 คาร์บอน -14 เป็นกัมมันตภาพรังสี เมื่อเวลาผ่านไปไอโซโทปกัมมันตรังสีจะสลายตัวและปล่อยรังสีจำนวนหนึ่ง สิ่งมีชีวิตทุกชนิดใช้คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน -14 เล็กน้อย หลังจากสิ่งมีชีวิตตายลงคาร์บอน -14 ในร่างกายจะค่อยๆสลายตัว เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์รู้อัตราการสลายตัวของคาร์บอน -14 พวกเขาสามารถตรวจสอบระดับคาร์บอน -14 ในสิ่งมีชีวิตโบราณเพื่อประเมินเมื่อพวกเขาอาศัยอยู่ เทคนิคนี้เรียกว่าการออกเดทคาร์บอน