Radyokarbon analizi, son 50.000 yıl hakkındaki anlayışımızı değiştirdi. Profesör Willard Libby bunu ilk kez 1949'da gösterdi ve daha sonra Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Arkadaşlık yöntemi
Radyokarbon analizinin özü, karbonun üç farklı izotopunu karşılaştırmaktır. Belirli bir elementin izotopları, çekirdekte aynı sayıda protona, ancak farklı sayıda nötrona sahiptir. Bu, büyük kimyasal benzerliklerine rağmen farklı kütlelere sahip oldukları anlamına gelir.
Bir izotopun toplam kütlesi sayısal bir indeks ile gösterilir. Daha hafif izotoplar 12C ve 13C kararlı iken, en ağır izotop 14C (radyokarbon) radyoaktiftir. Çekirdeği o kadar büyük ki kararsız.
Zamanla, 14C, radyokarbon tarihlemesinin temeli, bozunarak nitrojene dönüşür 14N. Çoğu karbon-14, kozmik ışınlar tarafından üretilen nötronların atomlarla reaksiyona girdiği üst atmosferde oluşturulur 14N.
Ardından 14CO2'a oksitlenir, atmosfere girer ve 12 ile karışır. CO2 ve 13CO2. Karbondioksit kullanılırfotosentez sırasında ve oradan besin zinciri yoluyla bitkiler. Bu nedenle, bu zincirdeki her bitki ve hayvan (insanlar dahil) atmosferdeki 12C ile karşılaştırıldığında eşit miktarda 14C'ye sahip olacaktır (oran14S:12S).
Yöntem sınırlamaları
Canlılar öldüğünde, doku artık değiştirilmez ve radyoaktif bozunma 14C görünür hale gelir. 55.000 yıl sonra 14C o kadar çok çürüdü ki kalıntıları artık ölçülemez.
Radyokarbon tarihleme nedir? Radyoaktif bozunma, fiziksel (örneğin sıcaklık) ve kimyasal (örneğin su içeriği) koşullardan bağımsız olduğu için bir "saat" olarak kullanılabilir. Numunede bulunan 14C'nin yarısı 5730 yılda bozulur.
Dolayısıyla, ölüm anındaki 14C:12C oranını ve bugünkü oranı biliyorsanız, o zaman hesaplayabilirsiniz. ne kadar zaman geçti. Maalesef onları tanımlamak o kadar kolay değil.
Radyokarbon analizi: hata payı
Atmosferdeki, dolayısıyla bitkiler ve hayvanlardaki 14C miktarı her zaman sabit olmamıştır. Örneğin, Dünya'ya kaç kozmik ışının ulaştığına bağlı olarak değişir. Güneş aktivitesine ve gezegenimizin manyetik alanına bağlıdır.
Neyse ki, başka yöntemlerle tarihlenen örneklerde bu dalgalanmaları ölçmek mümkündür. Ağaçların yıllık halkalarını ve içeriklerindeki değişimi sayabilirsiniz.radyokarbon. Bu verilerden bir "kalibrasyon eğrisi" oluşturulabilir.
Şu anda, genişletmek ve iyileştirmek için çalışmalar devam etmektedir. 2008'de yalnızca 26.000 yıla kadar olan radyokarbon tarihleri kalibre edilebiliyordu. Bugün eğri 50.000 yıla uzatıldı.
Ne ölçülebilir?
Tüm materyaller bu yöntemle tarihlendirilemez. Organik bileşiklerin tümü olmasa da çoğu radyokarbon tarihlemeye izin verir. Mineral oluşumunda karbon-14 kullanıldığından, kabukların aragonit bileşeni gibi bazı inorganik malzemeler de tarihlendirilebilir.
Yöntemin başlangıcından bu yana tarihlenen malzemeler arasında kömür, odun, dallar, tohumlar, kemikler, kabuklar, deri, turba, silt, toprak, saç, çömlek, polen, duvar resimleri, mercan, kan kalıntıları bulunur., kumaş, kağıt, parşömen, reçine ve su.
Bir metalin radyokarbon analizi, eğer karbon-14 içermiyorsa mümkün değildir. Bunun istisnası, kömür kullanılarak yapılan demir ürünleridir.
Çifte sayı
Bu komplikasyon nedeniyle, radyokarbon tarihleri iki şekilde sunulur. Kalibre edilmemiş ölçümler 1950'den önceki yıllarda verilmiştir (BP). Kalibre edilmiş tarihler de BC olarak sunulur. e. ve sonrası ve ayrıca calBP ünitesini kullanma (1950'den önce günümüze kadar kalibre edilmiştir). Bu, numunenin gerçek yaşının "en iyi tahmini"dir, ancak geriye dönebilmek için gereklidir.yeni çalışmalar kalibrasyon eğrisini güncellemeye devam ederken eski verileri ayarlayın ve bunları kalibre edin.
Miktar ve kalite
İkinci zorluk, 14С'nin son derece düşük yaygınlığıdır. Günümüz atmosferindeki karbonun yalnızca %0,0000000001'i 14C'dir, bu da ölçümü inanılmaz derecede zor ve kirliliğe karşı aşırı hassas hale getirir.
İlk yıllarda, bozunma ürünlerinin radyokarbon analizi çok büyük numuneler gerektiriyordu (örneğin, insan uyluk kemiğinin yarısı). Artık birçok laboratuvar, çeşitli izotopların varlığını tespit edip ölçebilen ve ayrıca tek tek karbon-14 atomlarını sayabilen Hızlandırıcı Kütle Spektrometresini (AMS) kullanıyor.
Bu yöntem 1 gramdan daha az kemik gerektirir, ancak çok az ülke bir veya iki AMS'yi karşılayabilir ve bu da 500.000 dolardan fazlaya mal olur. Örneğin, Avustralya'da radyokarbon tarihleme yapabilen bu cihazlardan yalnızca 2'si vardır ve bunlar gelişmekte olan dünyanın çoğunun erişiminin ötesindedir.
Temizlik doğruluğun anahtarıdır
Ayrıca, numuneler yapıştırıcı ve topraktan kaynaklanan karbon kontaminasyonundan dikkatlice temizlenmelidir. Bu özellikle çok eski malzemeler için önemlidir. 50.000 yıllık bir örnekteki bir elementin %1'i modern bir kirleticiden geliyorsa, 40.000 yaşında olarak tarihlendirilecektir.
Bu nedenle araştırmacılar sürekli olarak yenimalzemelerin verimli temizlenmesi için yöntemler. Radyokarbon analizinin verdiği sonuç üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilirler. Aktif karbon ABox-SC ile yeni bir temizleme yönteminin geliştirilmesiyle yöntemin doğruluğu önemli ölçüde artmıştır. Bu, örneğin ilk insanların Avustralya'ya varış tarihini 10 bin yıldan fazla ertelemeyi mümkün kıldı.
Radyokarbon analizi: eleştiri
İncil'de bahsedilen, Dünyanın başlangıcından bu yana 10 bin yıldan çok daha fazla zaman geçtiğini kanıtlayan yöntem, yaratılışçılar tarafından defalarca eleştirildi. Örneğin, 50.000 yıl içinde örneklerin karbon-14 içermemesi gerektiğini, ancak milyonlarca yıllık olduğuna inanılan kömür, petrol ve doğal gazın, radyokarbon tarihlemesiyle doğrulanan bu izotopun ölçülebilir miktarlarını içerdiğini savunuyorlar. Bu durumda ölçüm hatası, laboratuvarda ortadan kaldırılamayan arka plan radyasyonundan daha büyüktür. Yani tek bir radyoaktif karbon atomu içermeyen bir numune 50 bin yıllık bir tarih gösterecektir. Ancak bu gerçek, nesnelerin tarihlendirilmesini sorgulamaz ve hatta daha da ötesi petrol, kömür ve doğalgazın bu yaştan daha genç olduğunu göstermez.
Ayrıca, yaratılışçılar radyokarbon tarihlemesinde bazı tuhaflıklara dikkat çekiyor. Örneğin, tatlı su yumuşakçalarının yaşının 2.000 yıldan fazla olduğunu belirlemiştir, bu da onların görüşüne göre bu yöntemi geçersiz kılmaktadır. Aslında, kabuklu deniz hayvanlarının karbonlarının çoğunu 14C'de çok düşük olan kireçtaşı ve humustan aldıkları bulunmuştur, çünkü bu mineraller çok eskidir ve bu minerallere erişimi yoktur.hava karbonu. Bu durumda doğruluğu sorgulanabilen radyokarbon analizi, aksi takdirde doğrudur. Örneğin ahşabın bu sorunu yoktur, çünkü bitkiler karbonu doğrudan havadan alır, bu da tam dozda 14C içerir.
Yönteme karşı başka bir argüman, ağaçların bir yılda birden fazla halka oluşturabilmesidir. Bu doğrudur, ancak çoğu zaman büyüme halkaları oluşturmazlar. Çoğu ölçümün dayandığı bristlecone çamı, gerçek yaşına göre %5 daha az halkaya sahiptir.
Tarihi ayarlama
Radyokarbon analizi sadece bir yöntem değil, geçmişimizde ve günümüzde heyecan verici keşiflerdir. Yöntem, arkeologların yazılı kayıtlara veya madeni paralara ihtiyaç duymadan buluntuları kronolojik sıraya göre düzenlemesine izin verdi.
19. yüzyılda ve 20. yüzyılın başlarında, inanılmaz derecede sabırlı ve dikkatli arkeologlar, şekil ve desenlerde benzerlikler arayarak farklı coğrafi bölgelerdeki çömlek ve taş aletleri birbirine bağladı. Ardından, nesne stillerinin zaman içinde evrimleştiği ve daha karmaşık hale geldiği fikrini kullanarak onları sıraya koyabildiler.
Böylece Yunanistan'daki büyük kubbeli mezarlar (tholos olarak bilinir), İskoç adası Maeshowe'daki benzer yapıların öncüsü olarak kabul edildi. Bu, Yunanistan ve Roma'nın klasik uygarlıklarının tüm yeniliklerin merkezinde olduğu fikrini destekledi.
Ancak, içindeRadyokarbon analizi sonucunda İskoç mezarlarının Yunan mezarlarından binlerce yıl daha yaşlı olduğu ortaya çıktı. Kuzeyli barbarlar, klasik yapılara benzer karmaşık yapılar tasarlama yeteneğine sahipti.
Diğer dikkate değer projeler, Torino Kefeni'nin orta çağ dönemine atanması, Ölü Deniz Parşömenlerinin Mesih'in zamanına tarihlendirilmesi ve Chauvet Mağarası'ndaki çizimlerin 38.000 calBP'de biraz tartışmalı dönemleştirilmesiydi (yaklaşık 32.000 BP), beklenenden binlerce yıl önce.
Radyokarbon analizi de mamutların yok olma zamanlamasını belirlemek için kullanıldı ve modern insanlarla Neandertallerin tanışıp tanışmadığı konusundaki tartışmalara katkıda bulundu.
İzotop 14С sadece yaşı belirlemek için kullanılmaz. Radyokarbon analizi yöntemi, okyanusun dolaşımını incelememize ve ilaçların vücuttaki hareketini izlememize olanak tanır, ancak bu başka bir makalenin konusu.
