Археолошка налазишта широм света помогла су истраживачима да испуне причу о људској еволуцији и миграцији. Битни податак у овом истраживању је старост фосила и артефаката. Како научници одређују њихов узраст? Ево више детаља о неколико метода коришћених за датирање предмета о којима се говори у "Великој људској миграцији" ( Смитхсониан, јул 2008):
Сличан садржај
- Велика људска миграција
Цопролитес, Паислеи 5 Миле Поинт Цавес, Орегон
Старост: ~ 14.300 година
Метода: радиокарбонско датирање
У пећини у Орегону археолози су пронашли кости, биљне остатке и копролите - фосилизовани измет. ДНК који је остао у копролитима указивао је на њихово људско порекло, али не и на њихову старост. Због тога су научници гледали на угљеник садржан у древном гноју.
По дефиницији, сваки атом датог елемента у свом језгру има одређени број протона. Елемент угљеник, на пример, има шест протона. Али број неутрона у језгру може да варира. Ти различити облици елемента - звани изотопи - су својствено стабилни или нестабилни. Потоњи се називају радиоактивни изотопи и временом ће пропадати, емитујући честице (неутроне или протоне) и енергију (зрачење) и због тога ће се претворити у други изотоп или елемент. То раде константном брзином која се назива "полуживот" изотопа.
Већина угљеника долази у стабилним облицима угљеник-12 (шест протона, шест неутрона) или угљеник-13, али врло мала количина (око 0, 0000000001%) постоји као радиоактивни угљен-14 (шест протона, осам неутрона). Живе биљке и животиње узимају угљеник-14 заједно са осталим изотопима угљеника, али када умру и метаболичке функције престану, престају да апсорбују угљеник. Временом, угљеник-14 пропада у азот-14; половина ће то учинити након отприлике 5.730 година (ово је полуживот изотопа). После око 60.000 година, целог угљеника-14 ће нестати.
Све што је некада било део живог објекта - попут угља, дрвета, костију, полена или копролита пронађеног у Орегону - може се послати у лабораторију где научници мере колико угљеника-14 остаје. Пошто знају колико би било у атмосфери и, самим тим, колико би неко апсорбовао кад би био жив, могу израчунати колико је времена прошло од смрти или одлагања. Копролити су стари око 14.300 година и један су од најстаријих људских остатака у Америци.
Лобање Хоминида, Херто, Етиопија
Старост: ~ 154.000 до 160.000 година
Метода: аргонско-аргонско датирање
Тим научника који је 1997. копао у Етиопији пронашао је камено оруђе, фосилне остатке неколико животињских врста, укључујући хипопотамусе, и три лобање хоминида. Колико су били стари? Органски остаци су били престар за датирање угљеника-14, па се тим окренуо другом методу.
Радиокарбонско датирање делује добро за неке археолошке налазе, али има ограничења: могу се користити до данас само органски материјали стари мање од око 60.000 година. Међутим, постоје и други радиоактивни изотопи који се могу користити за не-органске материјале (попут стена) и старије материјале (старе до милијарде година).
Један од тих радиоизотопа је калијум-40, који се налази у вулканској стени. Након што се вулканска стена охлади, калијум-40 пропада у аргон-40 са полуживотом од 1, 25 милијарди милијарди. Могуће је измерити однос калијума-40 и аргона-40 и проценити старост стене, али ова метода је непрецизна. Међутим, научници су 1960-их открили да могу да зраче узорак стене са неутронима и на тај начин претварају калијум-40 у аргон-39, изотоп који се обично не налази у природи и који је лакши за мерење. Иако замршенији, овај поступак даје прецизније датуме. На пример, научници са Универзитета у Калифорнији у Берклију били су у могућности да дају узорке од ерупције вулкана Весувиус 79. године у року од седам година од догађаја.
Будући да се лобање хоминида и други артефакти пронађени у Херту нису могли директно датирати - органски материјал је већ одавно фосилизован - истраживачи су уместо тога извршили анализу вулканске стене која је била уграђена у пешчењак у близини фосила. Стијена је била стара око 154.000 до 160.000 година, због чега су лобање најстарији Хомо сапиенс који још увек није пронађен.
Гравирано окер камење, Бломбос Цаве, Јужна Африка
Старост: ~ 77.000 година
Метода: термолуминесцентно датирање
Ископавање морске пећине у Јужној Африци открило је два објекта која су очигледно била уметна - комадићи окер камена урезани крижним крижем. Ни камење ни стијена у коју су сахрањени нису били вулканског порекла, па су истраживачи изабрали другу методу за утврђивање њихове старости: термолуминисценцију.
Као и код аргонско-аргонског датирања, сат термолуминисценције такође почиње последњи пут када је стена загревана до високе температуре. Екстремна топлота елиминише електроне смештене у одређеним кристалима - као што су кварц и фелдспар - у стени. Временом, кристали хватају електроне произведене траговима радиоактивних атома у околини. Погревањем стене научници могу да ослободе складиштену енергију која се емитује као светлост и назива се "термолуминисценција". Интензитет светлости указује колико је времена прошло од последњег загревања стене.
Попут Херто лобања, старост исклесаног окер камења из Бломбосове пећине није се могла директно утврдити. Међутим, у истом слоју стене као и окер били су комади изгореног камена, који су вероватно били исте старости као и окер и идеални за термолуминесценсно дружење. Изгорени камен, откривено је, стар је око 77 000 година, због чега су окери откривени неки од најстаријих комада апстрактног дизајна.
