Радиокарбонско датирање је једно од најпознатијих археолошке технике датирања доступан научницима, а многи су у широј јавности барем чули за то. Али постоје многе заблуде о томе како радиокарбонски функционише и колико је поуздана техника.
Радиокарбонско датирање изумио је 1950-их амерички хемичар Виллард Ф. Либби и неколицина његових студената на Универзитету у Чикагу: 1960. добио је Нобелову награду за хемију за проналазак. То је била прва апсолутна научна метода икад измишљена: то јест, техника је прва омогућила истраживачу да утврди колико је давно органски објекат умро, да ли је у њему контекст или не. Стидљиво се датира жиг на неком предмету, то је још увек најбоља и најтачнија техника израде излазака.
Како ради угљоводоник?
Сва жива бића размењују гас Угљен 14 (Ц14) са атмосфером око њих - животиње и биљке размењују угљеник 14 са атмосфером, рибе и кораљи размењују угљеник са раствореним Ц14 у води. Количина Ц14 током живота животиње или биљке је савршено избалансирана с количином у окружењу. Када организам умре, та равнотежа се нарушава. Ц14 у мртвом организму полако пропада познатом брзином: његов „полуживот“.
Полуживот ан изотоп као што је Ц14 потребно време да се половина распадне: у Ц14, сваких 5.730 година, половина га нестаје. Дакле, ако измерите количину Ц14 у мртвом организму, можете схватити колико је давно престао да размењује угљен са својом атмосфером. С обзиром на релативно нетакнуте околности, лабораторија са радиокарбонским угљенима може тачно измерити количину радиокарбона у мртвом организму већ пре 50 000 година; након тога, нема довољно Ц14 за мерење.
Дрвени прстенови и радиокарбон
Међутим, постоји проблем. Угљеник у атмосфери флуктуира с јачином Земљино магнетно поље и соларна активност. Морате знати какав је ниво угљеника у атмосфери ("резервоар") био угљеника смрти организма, да би се могао израчунати колико је времена прошло од организма умро. Оно што вам треба је владар, поуздана мапа резервоара: другим ријечима, органски скуп објеката које ви могу сигурно одредити датум, измерити његов садржај Ц14 и тако успоставити основни резервоар за одређену годину.
Срећом, имамо органски објект који годишње прати угљен у атмосфери: дрвеће прстенови. Дрвеће одржавају равнотежу угљеника 14 у својим прстеновима за раст - а дрвеће производе прстен сваке године када су живи. Иако немамо ниједно стабло старо 50 000 година, ми се налазимо у 12,594 година. Другим речима, имамо прилично солидан начин калибрације датума сировог радиокарбона за последњих 12.594 година прошлости наше планете.
Али пре тога доступни су само фрагментарни подаци, што отежава дефинитивно датирање било чега старијег од 13.000 година. Могуће су поуздане процене, али са великим +/- факторима.
Тхе Сеарцх фор Цалибратионс
Као што можете замислити, научници покушавају да открију друге органске предмете који могу да се поуздано датирају од Либбијевог открића. Остали испитивани скупови података обухватају врсте варва (слојеви у седиментној стијени који се годишње постављају и садрже органске материјале, дубоке океанске корале, спелеотхемс (пећински наслаге) и вулкански тефри; али постоје проблеми са сваком од ових метода. Пећинске наслаге и варве могу потенцијално укључити стари угљен из тла, а још увек постоје нерешена питања са флуктуирајућим количинама Ц14 океански кораљи.
Почевши од 1990-их, коалиција истраживача коју је водила Паула Ј. Реимер од ЦХРОНО Центар за климу, животну средину и хронологију, на Куеен'с Университи Белфаст, започео је изградњу опсежног алата за подешавање података и калибрације који су прво назвали ЦАЛИБ. Од тада, ЦАЛИБ, који је сада преименован у ИнтЦал, неколико је пута усавршаван. ИнтЦал комбинује и појачава податке са прстенова дрвећа, језгара леда, тефре, корала и спелеотхема до осмислили су значајно побољшани калибрациони сет за ц14 који се креће између 12.000 и 50.000 година пре. Најновије криве су ратификоване на 21. Међународна конференција о радиокарбону у јулу 2012.
Језеро Суигетсу, Јапан
У последњих неколико година, нови потенцијални извор за даље рафинирање кривуља угљиководика је језеро Суигетсу у Јапану. Годишње формирани седименти језера Суигетсу садрже детаљне информације о променама у животној средини током протеклих 50.000 година, за које ПЈ Реимер специјалиста за радиокарбоне вјерује да ће бити једнако добри као и можда бољи од њих тхе тхе Гренландски ледени лист.
Истраживачи Бронк-Рамсаи и др. извештај 808 АМС датуми засновани на таложним мерама које су мериле три различите радиокарбонске лабораторије. Датуми и одговарајуће еколошке промене обећавају директну повезаност између осталих кључних климатских записа, омогућујући истраживачима попут Реимера да фино калибрирају датуме радиокарбона између 12.500 и практичне границе датирања од ц14 52,800.
Константе и ограничења
Реимер и његове колеге истичу да је ИнтЦал13 тек најновији у калибрацијским сетовима, те се очекују даљња усавршавања. На пример, у калибрацији ИнтЦал09 открили су доказе да је за време Млађег Дриаса (12,550-12,900 цал) гашење или барем стрмо смањење формације дубоких вода северне Атлантике, што је сигурно био одраз климатских промена; морали су избацити податке за тај период из Северног Атлантика и користити другачији скуп података. Ово би требало да пружи занимљиве резултате који напредују.
Извори
- Бронк Рамсеи Ц, Стафф РА, Бриант ЦЛ, Броцк Ф, Китагава Х, Ван дер Плицхт Ј, Сцхлолаут Г, Марсхалл МХ, Брауер А, Ламб ХФ ет ал. 2012. Потпуни земаљски радиокарбонски рекорд за 11,2 до 52,8 кира Б.П.. Наука 338: 370-374.
- Реимер ПЈ. 2012. Атмосферска наука. Пречишћавање временске скале радиокарбона. Наука 338(6105):337-338.
- Реимер ПЈ, Бард Е, Баилисс А, Бецк ЈВ, Блацквелл ПГ, Бронк Рамсеи Ц, Буцк ЦЕ, Цхенг Х, Едвардс РЛ, Фриедрицх М ет ал.. 2013. ИнтЦал13 и Марине13 радиокарбонске криве калибрационих крива од 0 до 50 000 година цал. Радиокарбон 55(4):1869–1887.
- Реимер П, Баиллие М, Бард Е, Баилисс А, Бецк Ј, Блацквелл ПГ, Бронк Рамсеи Ц, Буцк Ц, Бурр Г, Едвардс Р ет ал. 2009. ИнтЦал09 и Марине09 кривуље калибрације узраста угљених угљеника, 0-50 000 година цал.Радиокарбон 51(4):1111-1150.
- Стуивер М и Реимер ПЈ. 1993. Проширена база података Ц14 и ревидирани програм калибрације за старосне калибре 3.0 ц14. Радиокарбон 35(1):215-230.