Пре седамдесет година амерички хемичар Виллард Либби осмислио је генијалну методу за датирање органских материјала. Његова техника, позната као датирање угљеником, револуционирала је поље археологије.
Сличан садржај
- Цлимате Цханге Мигхт Бреак Царбон Датинг
Сада су истраживачи могли тачно израчунати старост било којег предмета направљеног од органских материјала посматрајући колико одређеног облика угљеника је остало, а затим израчунали уназад како би утврдили када је биљка или животиња од које је материјал умро. Ова техника, која је 1960. освојила Либби-ову Нобелову награду, омогућила је истраживачима да дате тетоваже на древним мумијама, утврде да је у британској библиотеци један од најстаријих Кур'ана на свету, и открили су да највећи број трговине бјелокости долази од слонова убијених у последња три година.
Данас количина угљен-диоксида коју људи испуштају у Земљину атмосферу прети да би искривила тачност ове технике за будуће археологе који посматрају наше време. То је зато што фосилна горива могу данас преместити радиокарбонско доба нових органских материјала, чинећи их тешким за разликовање од древних. Срећом, истраживање објављено јуче у часопису Енвиронментал Ресеарцх Леттерс нуди начин да се спаси Либбиин рад и ревитализује ова кључна техника за упознавање: једноставно погледајте још један изотоп угљеника.
Изотоп је облик елемента са одређеним бројем неутрона, који су субатомске честице које се налазе у језгру атома и немају набој. Док број протона и електрона у атому одређује о којем се елементу ради, број неутрона може варирати између различитих атома истог елемента. Скоро 99 процената свих угљеника на Земљи је угљеник-12, што значи да сваки атом има 12 неутрона у свом језгру. Кошуља коју носите, угљени диоксид који удишете и животиње и биљке једете углавном од угљеника-12.
Угљен-12 је стабилан изотоп, што значи да његова количина у било којем материјалу остаје иста из године у годину, из века у век. Либби-ова револуционарна техника датирања радиокарбона је уместо тога гледала на много ретки изотоп угљеника: Царбон-14. За разлику од угљеника-12, овај изотоп угљеника је нестабилан, а његови атоми пропадају у изотоп азота током периода хиљадама година. Међутим, нови угљеник-14 производи се сталном брзином у Земљиној горњој атмосфери, пошто Сунчеви зраци ударају атоме азота.
Радиокарбонски датирање искориштава овај контраст између стабилног и нестабилног изотопа угљеника. Током свог животног века, биљка непрестано узима угљен из атмосфере кроз фотосинтезу. Животиње, са своје стране, конзумирају овај угљен кад једу биљке, а угљен се шири кроз циклус хране. Овај угљеник садржи стални однос угљеника-12 и угљеника-14.
Када ове биљке и животиње умру, они престају са уносом угљеника. Од тог тренутка даље, количина угљеника-14 у материјалима који су преостали од биљке или животиње с временом ће се смањивати, док ће количина угљеника-12 остати непромењена. Да би радиокарбонским датумом дао органски материјал, научник може да измери однос преосталог угљеника-14 и непромењеног угљеника-12 да би видео колико је времена прошло од смрти извора материјала. Напредна технологија омогућила је да се радиокарбонски датуми постану тачни у само неколико деценија у многим случајевима.
Карбонско датирање је сјајан начин да археолози искористе природне начине на које атоми пропадају. На жалост, људи су на ивици да забрљају ствари.
Спор, сталан процес стварања угљеника-14 у горњој атмосфери је у прошлим вековима оскврнуо људе који су у ваздух сипали угљен из фосилних горива. Будући да су фосилна горива стара милионима година, више не садрже мерљиву количину угљеника-14. Дакле, како се милиони тона угљеника-12 гурају у атмосферу, сталан однос ова два изотопа се нарушава. У студији објављеној прошле године, физичарка Империал Цоллеге из Лондона Хеатхер Гравен истакла је како ће ове додатне емисије угљеника покварити датирање радиокарбона.
До 2050. године, чини се да ће нови узорци органског материјала имати исти датум са радиокарбоном као узорци пре 1.000 година, каже Петер Кохлер, водећи аутор нове студије и физичар Института Алфред Вегенер за истраживање поларних и мора. Континуирана емисија угљен-диоксида изгоревањем фосилних горива још више ће скочити однос. "За неколико деценија нећемо бити у могућности да разликујемо да ли ће неко радиокарбонско доба или угљен бити из прошлости или будућности", каже Кохлер.
Инспирисан Гравен-овим истраживањем, Кохлер је скренуо пажњу на други природни стабилни изотоп угљеника: Царбон-13. Иако угљеник-13 садржи нешто више од 1 процента Земљине атмосфере, биљке током фотосинтезе заузимају његове веће, теже атоме много ниже од оних из угљеника-12. Стога се угљен-13 налази у веома ниским нивоима фосилних горива произведених из биљака и животиња које их једу. Другим речима, сагоревање тих фосилних горива такође утиче атмосферске нивое угљеника-13.
Мерјењем да ли су ови нивои угљеника-13 скошени у објекту датираном радиоактивним угљеником, будући научници би тада могли да знају да ли су нивои угљеника-14 били накошени емисијама фосилних горива. Нижи ниво угљеника-13 у неком објекту послужиће као црвена застава којој се не може веровати његовом датуму радиокарбона. Тада би истраживачи могли занемарити датум и испробати друге методе датирања објекта.
"Јасно видите да ако имате утицај на Царбон-14 који би вам дао прилично проблематичан старосни потпис, такође имате овај потпис у Царбон-13", рекао је Кохлер. "Стога, можете користити Царбон-13 да бисте разликовали да ли је радиокарбон угљен и због тога погрешан или ако није."
Кохлер признаје да његова техника не би успела за материјале који су пронађени из дубоких океанских подручја где се угљеник споро размењује са остатком атмосфере, али верује да ће помоћи будућим археолозима да разреше остатке нашег загађујућег доба.
Палеоклиматолог Куеен'с Университи Паула Реимер истиче да мјерење угљеника-13 често неће бити потребно, јер археолози обично могу користити седиментни слој у којем је пронађен предмет како би двоструко провјерили његову старост. Али за предмете који се налазе у областима у којима слојеви Земље нису јасни или се не могу правилно датирати, ова техника би могла послужити као додатна провера. Кохлеров рад "пружа мало уверења да ће [датирање радиокарбона] у будућности остати корисно за појединачне узорке", каже Реимер.
Напомена уредника: Овај чланак је ажуриран да укључује припадност Петера Кохлера.
