Radyokarbon Yaşlandırma Yöntemi Nasıl Çalışır ve Güvenilir mi?

Radyokarbon tarihleme en iyi bilinenlerden biridir arkeolojik tarihleme teknikleri bilim insanlarının erişimine açıktır ve kamuoyundaki birçok insan en azından bunu duymuştur. Ancak radyokarbonun nasıl çalıştığı ve tekniğin ne kadar güvenilir olduğu konusunda birçok yanlış anlama vardır.

Radyokarbon tarihleme 1950'lerde Amerikalı kimyager Willard F. tarafından icat edildi. Libby ve Chicago Üniversitesi'ndeki birkaç öğrencisi: 1960 yılında buluş için Nobel Kimya ödülünü kazandı. Bu şimdiye kadar icat edilen ilk mutlak bilimsel yöntemdi: yani, bir araştırmacının organik bir nesnenin ne kadar süre önce öldüğünü, içinde olup olmadığını belirlemesine izin veren ilk teknikti. bağlam ya da değil. Bir nesne üzerinde bir tarih damgası utangaç, hala tasarlanan kalma teknikleri en iyi ve en doğru.

Tüm canlılar gaz alışverişi yapar Karbon 14 (C14) çevrelerindeki atmosferle - hayvanlar ve bitkiler Karbon 14'ü atmosferle değiştirir, balıklar ve mercanlar suda çözünmüş C14 ile karbon değiştirir. Bir hayvanın veya bitkinin ömrü boyunca, C14 miktarı çevresi ile mükemmel bir şekilde dengelenir. Bir organizma öldüğünde, bu denge bozulur. Ölü bir organizmadaki C14 yavaşça bilinen bir oranda bozulur: "yarı ömrü".

Bir yarılanma ömrü izotop C14 gibi, yarısının çürümesi için geçen zamandır: C14'te her 5.730 yılda bir, yarısı gider. Öyleyse, ölü bir organizmadaki C14 miktarını ölçerseniz, atmosferiyle karbon değişimini ne kadar süre önce bıraktığını anlayabilirsiniz. Nispeten bozulmamış koşullar göz önüne alındığında, bir radyokarbon laboratuvarı ölü bir organizmadaki radyokarbon miktarını 50.000 yıl kadar önce doğru bir şekilde ölçebilir; bundan sonra ölçmek için yeterli C14 kalmadı.

Bir sorun var, ancak. Atmosferdeki karbon gücü ile dalgalanır dünyanın manyetik alanı ve güneş aktivitesi. O zamanki atmosferik karbon seviyesinin (radyokarbon 'rezervuar') nasıl olduğunu bilmelisiniz Bir organizmanın ölümünün, organizmadan bu yana ne kadar zaman geçtiğini hesaplayabilmek için öldü. İhtiyacınız olan şey bir cetvel, rezervuara güvenilir bir harita: diğer bir deyişle, organik bir nesne seti bir tarihi güvenli bir şekilde sabitleyebilir, C14 içeriğini ölçebilir ve böylece belirli bir yılda temel rezervuarı kurabilir.

Neyse ki, atmosferdeki karbonu yıllık olarak izleyen organik bir nesnemiz var: ağaç halkaları. Ağaçlar büyüme halkalarında karbon 14 dengesini korur - ve ağaçlar hayatta oldukları her yıl için bir halka üretir. 50.000 yıllık ağaçlarımız olmamasına rağmen, üst üste binen ağaç halkası setlerimiz 12.594 yıla kadar uzanıyor. Başka bir deyişle, gezegenimizin geçmişinin son 12.594 yılı için ham radyokarbon tarihlerini kalibre etmenin oldukça sağlam bir yoluna sahibiz.

Ancak bundan önce, sadece parçalı veriler mevcuttur, bu da 13.000 yıldan daha eski bir şeyi kesin olarak tarihlendirmeyi çok zorlaştırır. Güvenilir tahminler mümkündür, ancak büyük +/- faktörlerle.

Tahmin edebileceğiniz gibi, bilim adamları Libby'nin keşfinden bu yana güvenli bir şekilde tarihlendirilebilecek diğer organik nesneleri keşfetmeye çalışıyorlar. İncelenen diğer organik veri setleri değişkenleri (sedimanter kayaçta her yıl atılan ve organik materyaller, derin okyanus mercanları, mağara çökelleri (mağara yatakları) ve volkanik tephralar; ancak bu yöntemlerin her birinde sorunlar vardır. Mağara yatakları ve varyasyonları eski toprak karbonunu içerme potansiyeline sahiptir ve henüz dalgalanan C14 miktarlarında henüz çözülmemiş sorunlar vardır. okyanus mercanları.

1990'lı yıllardan başlayarak Paula J. liderliğindeki bir araştırmacı koalisyonu. Reimer CHRONO İklim, Çevre ve Kronoloji MerkeziKraliçe Belfast Üniversitesi'nde, ilk olarak CALIB adını verdikleri kapsamlı bir veri seti ve kalibrasyon aracı oluşturmaya başladı. O zamandan beri, şimdi IntCal olarak yeniden adlandırılan CALIB birkaç kez rafine edildi. IntCal, ağaç halkaları, buz çekirdeği, tephra, mercan ve speleothems'ten gelen verileri birleştirir ve güçlendirir. 12.000 ila 50.000 yıl arasındaki c14 tarihleri ​​için önemli ölçüde geliştirilmiş bir kalibrasyon seti ile gelir önce. En son eğriler 21. Uluslararası Radyokarbon Konferansı 2012 yılının Temmuz ayında.

Son birkaç yıl içinde, radyokarbon eğrilerinin daha da rafine edilmesi için yeni bir potansiyel kaynak, Japonya'daki Suigetsu Gölü'dür. Suigetsu Gölü'nün her yıl oluşan sedimanları son 50.000 ülkedeki çevresel değişiklikler hakkında ayrıntılı bilgi sahibi yıllardır, radyokarbon uzmanı PJ Reimer in numuneleri kadar iyi ve belki de daha iyi olacağına inandığını Grönland Buz Sayfası.

Araştırmacılar Bronk-Ramsay ve ark. rapor 808 AMS tarihleri, üç farklı radyokarbon laboratuvarı tarafından ölçülen tortu değişkenlerine dayanmaktadır. Tarihler ve buna bağlı çevresel değişiklikler diğer kilit iklim kayıtları arasında doğrudan korelasyonlar vaat ediyor, Reimer gibi araştırmacıların 12.500 arasındaki radyokarbon tarihlerini, 52,800.

Reimer ve meslektaşları, IntCal13'ün kalibrasyon setlerindeki en son model olduğuna ve daha fazla iyileştirmenin beklenmesi gerektiğine dikkat çekiyor. Örneğin, IntCal09'un kalibrasyonunda, Genç Dryas (12,550-12,900 cal BP) sırasında, iklim değişikliğinin mutlaka bir yansıması olan Kuzey Atlantik Derin Su formasyonunun kapatılması veya en azından dik bir şekilde azaltılması; o döneme ait verileri Kuzey Atlantik'ten atmak ve farklı bir veri kümesi kullanmak zorundaydılar. Bu, ileride ilginç sonuçlar vermelidir.

• _{Bronk Ramsey C, Personel RA, Bryant CL, Brock F, Kitagawa H, Van der Plicht J, Schlolaut G, Marshall MH, Brauer A, Kuzu HF ve ark. 2012. 11.2 - 52.8 yıl B.P için eksiksiz bir karasal radyokarbon rekoru. Science 338: 370-374.}
• _{Reimer PJ. 2012. Atmosfer bilimi. Radyokarbon zaman skalasını arıtma. Bilim 338(6105):337-338.}
• _{Reimer PJ, Bard E, Bayliss A, Beck JW, Blackwell PG, Bronk Ramsey C, Buck CE, Cheng H, Edwards RL, Friedrich M ve diğ.. 2013. IntCal13 ve Marine13 Radyokarbon Yaş Kalibrasyon Eğrileri 0-50.000 Yıl cal BP. Radyokarbon 55(4):1869–1887.}
• _{Reimer P, Baillie M, Bard E, Bayliss A, Beck J, Blackwell PG, Bronk Ramsey C, Buck C, Burr G, Edwards R ve diğ. 2009. IntCal09 ve Marine09 radyokarbon yaş kalibrasyon eğrileri, 0-50.000 yıl kal BP.Radyokarbon 51(4):1111-1150.}
• _{Stuiver M ve Reimer PJ. 1993. Genişletilmiş C14 veri tabanı ve revize Calib 3.0 c14 yaş kalibrasyon programı. Radyokarbon 35(1):215-230.}