Αυτό είναι μια ραδιομετρική τεχνική δεδομένου ότι μετρά τη ραδιενεργό αποσύνθεση. Carbon-14 είναι ένα ασταθές ισότοπο του κανονικού άνθρακα, άνθρακας-12. Η κοσμική ακτινοβολία που εισάγει τη γήινη ατμόσφαιρα παράγει carbon-14, και οι εγκαταστάσεις παίρνουν carbon-14 δεδομένου ότι απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα. Carbon-14 κινείται επάνω στην τροφική αλυσίδα δεδομένου ότι τα ζώα τρώνε τις εγκαταστάσεις και δεδομένου ότι τα αρπακτικά ζώα τρώνε άλλα ζώα.
Με το θάνατο, η απορρόφηση carbon-14 των στάσεων. Αυτό το ασταθές ισότοπο αρχίζει να αναλύεται σε άζωτο-14. Διαρκεί 5.730 έτη για μισό carbon-14 στην αλλαγή στο άζωτο αυτό είναι η ημιζωή carbon-14. Μετά από άλλα 5.730 έτη μόνο το τέταρτο αρχικό carbon-14 θα παραμείνει. Μετά από ακόμα ένα 5.730 έτη ο ένας-όγδοος μόνο θα αφεθεί. Με να μετρήσει το ποσοστό carbon-14 μέσα οργανικό υλικό, οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν ενός οργανικού χειροποίητου αντικειμένου ή ecofact ημερομηνία του θανάτου.
Αντικείμενα χρονολόγησης
Οργανισμοί που έπαψαν να προσλαμβάνουν διοξείδιο τού άνθρακα.
Η άμμος σε μεγάλα βάθη, περιέχει 1% οργανική ύλη.
Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για κατασκευές εδώ και 2000 έτη.
Μετεωρίτες που παράγουν από την κοσμική ακτινοβολία τού διαστήματος, 50 πυρήνες ραδιενεργού άνθρακα ανά χιλιόγραμμο και ανά λεπτό, ή 10 πυρήνες για σιδηρομετεωρίτες. Τη στιγμή τής πτώσης τους στη Γη, παύει η παραγωγή, και μπορεί έτσι να προσδιοριστεί η εποχή τής πτώσης.
Χρονικό εύρος
200 - 35.000 έτη πριν, και με ειδικές τεχνικές (επιταχυντής), ως 100.000 έτη πριν.
Αξιοπιστία
+/- 1%, και με ειδικές τεχνικές ως +/- 0,2%
Τεχνικές
Εμπλουτισμός με λέιζερ του C-14 σε σχέση με τον C-12, μέχρι βαθμού 100:1.
Χρήση κυκλότρου στο ρόλο ενός πολύ ευαίσθητου φασματογράφου μάζας για την ανίχνευση ατόμων C-14.
Αντικείμενα χρονολόγησης
Οργανισμοί που έπαψαν να προσλαμβάνουν διοξείδιο τού άνθρακα.
Η άμμος σε μεγάλα βάθη, περιέχει 1% οργανική ύλη.
Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για κατασκευές εδώ και 2000 έτη.
Μετεωρίτες που παράγουν από την κοσμική ακτινοβολία τού διαστήματος, 50 πυρήνες ραδιενεργού άνθρακα ανά χιλιόγραμμο και ανά λεπτό, ή 10 πυρήνες για σιδηρομετεωρίτες. Τη στιγμή τής πτώσης τους στη Γη, παύει η παραγωγή, και μπορεί έτσι να προσδιοριστεί η εποχή τής πτώσης.
Χρονικό εύρος
200 - 35.000 έτη πριν, και με ειδικές τεχνικές (επιταχυντής), ως 100.000 έτη πριν.
Αξιοπιστία
+/- 1%, και με ειδικές τεχνικές ως +/- 0,2%
Τεχνικές
Εμπλουτισμός με λέιζερ του C-14 σε σχέση με τον C-12, μέχρι βαθμού 100:1.
Χρήση κυκλότρου στο ρόλο ενός πολύ ευαίσθητου φασματογράφου μάζας για την ανίχνευση ατόμων C-14.
Χρήση επιταχυντή Van Der Graaf, που μπορεί να ανιχνεύσει άτομα C-14 σε πολύ μικρή ποσότητα δείγματος. Η μέθοδος αυτή, μετράει άτομα άνθρακα, και όχι εκπομπή σωματιδίων β από τη διάσπαση C-14 όπως στη συνηθισμένη μέθοδο. Αυτή η μέθοδος δίνει 1000 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από τις ακτίνες βήτα.
Μειονεκτήματα
Επειδή η ημιζωή carbon-14 είναι σύντομη, όσο παλαιότερο ένα δείγμα είναι, τόσο μεγαλύτερο το περιθώριο του λάθους γίνεται. Η χρονολόγηση άνθρακα είναι μόνο αξιόπιστη μέσα στα προηγούμενα 40.000 έτη. Ο άνθρακας 14 είναι επίσης λιγότερο χρήσιμος για τις ιστορικές περιοχές ή τις πρόσφατες περιοχές. Το τυποποιημένο περιθώριο του λάθους είναι συν ή μείον 50 έτη. Λόγω αυτού, η τεχνική δεν μπορεί συνήθως να επισημάνει την ημερομηνία μιας περιοχής καλύτερα από τα ιστορικά αρχεία και την προηγούμενη γνώση της περιοχής.
Ένα περαιτέρω ζήτημα είναι γνωστό ως «παλαιό ξύλινο» πρόβλημα. Είναι δυνατό, ιδιαίτερα στα ξηρά, κλίματα ερήμων, για τα οργανικά υλικά όπως τα νεκρά δέντρα να παραμείνει στο φυσικό κράτος τους για τις εκατοντάδες των ετών προτού να τους χρησιμοποιήσουν οι άνθρωποι ως καυσόξυλο, και μετά γίνονται μέρος του αρχαιολογικού αρχείου. Η χρονολόγηση όταν εκείνο το ιδιαίτερο δέντρο πέθανε δεν δείχνει απαραιτήτως πότε η πυρκαγιά έκαψε. Αυτό ισχύει επίσης για το heartwood ενός δέντρου, το οποίο θα εμφανιστεί νεώτερο από τα εξωτερικά δαχτυλίδια του ίδιου δέντρου επειδή είχε το λιγότερο χρόνο να ενσωματώσει carbon-14 στο makeup του. Για αυτόν τον λόγο, πολλοί αρχαιολόγοι προτιμούν να χρησιμοποιήσουν τα δείγματα από τις βραχύβιες εγκαταστάσεις (όπως τα ζιζάνια ή οι συγκομιδές) για τις ημερομηνίες άνθρακα 14. Η ανάπτυξη μαζική φασματομετρία επιταχυντών (CAms) η χρονολόγηση, που επιτρέπει σε μια ημερομηνία για να προέλθει από ένα πολύ μικρό δείγμα, είναι πολύ χρήσιμη εν προκειμένω.
Πηγές:[wikipedia.org, worldlingo.com,ims.demokritos.gr,]
Μειονεκτήματα
Επειδή η ημιζωή carbon-14 είναι σύντομη, όσο παλαιότερο ένα δείγμα είναι, τόσο μεγαλύτερο το περιθώριο του λάθους γίνεται. Η χρονολόγηση άνθρακα είναι μόνο αξιόπιστη μέσα στα προηγούμενα 40.000 έτη. Ο άνθρακας 14 είναι επίσης λιγότερο χρήσιμος για τις ιστορικές περιοχές ή τις πρόσφατες περιοχές. Το τυποποιημένο περιθώριο του λάθους είναι συν ή μείον 50 έτη. Λόγω αυτού, η τεχνική δεν μπορεί συνήθως να επισημάνει την ημερομηνία μιας περιοχής καλύτερα από τα ιστορικά αρχεία και την προηγούμενη γνώση της περιοχής.
Ένα περαιτέρω ζήτημα είναι γνωστό ως «παλαιό ξύλινο» πρόβλημα. Είναι δυνατό, ιδιαίτερα στα ξηρά, κλίματα ερήμων, για τα οργανικά υλικά όπως τα νεκρά δέντρα να παραμείνει στο φυσικό κράτος τους για τις εκατοντάδες των ετών προτού να τους χρησιμοποιήσουν οι άνθρωποι ως καυσόξυλο, και μετά γίνονται μέρος του αρχαιολογικού αρχείου. Η χρονολόγηση όταν εκείνο το ιδιαίτερο δέντρο πέθανε δεν δείχνει απαραιτήτως πότε η πυρκαγιά έκαψε. Αυτό ισχύει επίσης για το heartwood ενός δέντρου, το οποίο θα εμφανιστεί νεώτερο από τα εξωτερικά δαχτυλίδια του ίδιου δέντρου επειδή είχε το λιγότερο χρόνο να ενσωματώσει carbon-14 στο makeup του. Για αυτόν τον λόγο, πολλοί αρχαιολόγοι προτιμούν να χρησιμοποιήσουν τα δείγματα από τις βραχύβιες εγκαταστάσεις (όπως τα ζιζάνια ή οι συγκομιδές) για τις ημερομηνίες άνθρακα 14. Η ανάπτυξη μαζική φασματομετρία επιταχυντών (CAms) η χρονολόγηση, που επιτρέπει σε μια ημερομηνία για να προέλθει από ένα πολύ μικρό δείγμα, είναι πολύ χρήσιμη εν προκειμένω.
Πηγές:[wikipedia.org, worldlingo.com,ims.demokritos.gr,]
Νέα πιο ακριβής καμπύλη χρονολόγησης με άνθρακα-14 θα βοηθήσει τους ερευνητές να φτάσουν μέχρι και 50.000 χρόνια πίσω στο παρελθόν
Η νέα καμπύλη αποτελεί προϊόν της διεθνούς ερευνητικής συνεργασίας INTCAL υπό τη γεωχρονολόγο Paula Reimer του πανεπιστημίου Κουίνς στο Μπέλφαστ της Β.Ιρλανδίας.
Αν έγινε μεγάλη πρόοδος, σύμφωνα με τη Paula Reimer, «δεν πρόκειται για την τελευταία λέξη στη μέθοδο του ραδιοάνθρακα». Οι ερευνητές σχεδιάζουν νέα αναθεώρηση της μεθόδου, ευελπιστώντας να πετύχουν ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια χρονολόγησης, «καθώς μαθαίνουμε περισσότερα για τα αποθέματα άνθρακα της Γης και πώς αυτά έχουν μεταβληθεί διαχρονικά».
Η βασική αρχή της χρονολόγησης μέσω του ραδιοάνθρακα είναι σχετικά απλή. Τα φυτά και τα ζώα απορροφούν μικρές ποσότητες ραδιενεργού άνθρακα-14 από το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, ενόσω ζουν, αλλά παύουν να απορροφούν όταν πεθαίνουν. Η αργή αλλά σταθερή αποσύνθεση του άνθρακα-14 από τα αρχαιολογικά και γεωλογικά δείγματα αποτελεί ένα είδος «ρολογιού» και η ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα που έχει απομείνει, όταν οι ερευνητές μετρούν το δείγμα, δίνει μια σαφή ένδειξη για το πόσο παλαιό αυτό είναι.
Η νέα καμπύλη αποτελεί προϊόν της διεθνούς ερευνητικής συνεργασίας INTCAL υπό τη γεωχρονολόγο Paula Reimer του πανεπιστημίου Κουίνς στο Μπέλφαστ της Β.Ιρλανδίας.
Αν έγινε μεγάλη πρόοδος, σύμφωνα με τη Paula Reimer, «δεν πρόκειται για την τελευταία λέξη στη μέθοδο του ραδιοάνθρακα». Οι ερευνητές σχεδιάζουν νέα αναθεώρηση της μεθόδου, ευελπιστώντας να πετύχουν ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια χρονολόγησης, «καθώς μαθαίνουμε περισσότερα για τα αποθέματα άνθρακα της Γης και πώς αυτά έχουν μεταβληθεί διαχρονικά».
Η βασική αρχή της χρονολόγησης μέσω του ραδιοάνθρακα είναι σχετικά απλή. Τα φυτά και τα ζώα απορροφούν μικρές ποσότητες ραδιενεργού άνθρακα-14 από το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, ενόσω ζουν, αλλά παύουν να απορροφούν όταν πεθαίνουν. Η αργή αλλά σταθερή αποσύνθεση του άνθρακα-14 από τα αρχαιολογικά και γεωλογικά δείγματα αποτελεί ένα είδος «ρολογιού» και η ποσότητα του ραδιενεργού άνθρακα που έχει απομείνει, όταν οι ερευνητές μετρούν το δείγμα, δίνει μια σαφή ένδειξη για το πόσο παλαιό αυτό είναι.
Οι περισσότεροι ειδικοί θεωρούν ότι το τεχνικό όριο για την μέτρηση είναι μέχρι πριν από 50.000 χρόνια, καθώς μετά από αυτό το χρονικό όριο έχει απομείνει πια ελάχιστη ποσότητα άνθρακα-14 και η μέτρηση δεν μπορεί να είναι ακριβής. Όμως το κυριότερο πρόβλημα της μεθόδου -που αφορά και τις πιο πρόσφατες περιόδους- είναι άλλο: η ποσότητα του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα κυμαίνεται ανάλογα με τις διακυμάνσεις της ηλιακής ακτινοβολίας και του γήινου μαγνητικού πεδίου, με συνέπεια οι μετρήσεις χρονολόγησης με ραδιοάνθρακα να πρέπει να διορθώνονται με μια συμπληρωματική καμπύλη μέτρησης που παίρνει υπόψη της αυτές τις διακυμάνσεις.
Από τις αρχές της δεκαετίας του ΄80, η διεθνής ερευνητική ομάδα INTCAL τελειοποιεί αυτή την καμπύλη διόρθωσης μέσα από διάφορα διαδοχικά στάδια. Για την χρονική περίοδο από χθες μέχρι πριν περίπου 12.000 χρόνια χρησιμοποιούνται στοιχεία από χιλιάδες δακτυλίους στους κορμούς των δέντρων του βορείου ημισφαιρίου, που παρέχουν μια πολύ ακριβή διασταύρωση και διόρθωση των ημερομηνιών, τις οποίες δίνει ο ραδιοάνθρακας-14.
Για ακόμα πιο παλαιές ημερομηνίες, πριν από 12.000 χρόνια, χρησιμοποιούνται -λιγότερο ακριβή- στοιχεία από τα «αρχεία» του αρχαίου διοξειδίου του άνθρακα στον πλανήτη μας, από τρηματοφόρα (τους απολιθωμένους μονοκύτταρους οργανισμούς που απελευθερώνουν ανθρακικό ασβέστιο), καθώς και από τα κοράλλια των θαλασσών.
Μέχρι το 2004 η ομάδα INTACL είχε βελτιώσει την μέθοδο του ραδιοάνθρακα (με τη δημιουργία της συμπληρωματικής καμπύλης διόρθωσης των υπολογισμών) επιτρέποντας ικανοποιητική ακρίβεια στην χρονολόγηση μέχρι πριν από 26.000 χρόνια, καθώς τα στοιχεία από τα τρηματοφόρα και τα κοράλλια συμφωνούσαν μεταξύ τους μέχρι τότε.
Από τις αρχές της δεκαετίας του ΄80, η διεθνής ερευνητική ομάδα INTCAL τελειοποιεί αυτή την καμπύλη διόρθωσης μέσα από διάφορα διαδοχικά στάδια. Για την χρονική περίοδο από χθες μέχρι πριν περίπου 12.000 χρόνια χρησιμοποιούνται στοιχεία από χιλιάδες δακτυλίους στους κορμούς των δέντρων του βορείου ημισφαιρίου, που παρέχουν μια πολύ ακριβή διασταύρωση και διόρθωση των ημερομηνιών, τις οποίες δίνει ο ραδιοάνθρακας-14.
Για ακόμα πιο παλαιές ημερομηνίες, πριν από 12.000 χρόνια, χρησιμοποιούνται -λιγότερο ακριβή- στοιχεία από τα «αρχεία» του αρχαίου διοξειδίου του άνθρακα στον πλανήτη μας, από τρηματοφόρα (τους απολιθωμένους μονοκύτταρους οργανισμούς που απελευθερώνουν ανθρακικό ασβέστιο), καθώς και από τα κοράλλια των θαλασσών.
Μέχρι το 2004 η ομάδα INTACL είχε βελτιώσει την μέθοδο του ραδιοάνθρακα (με τη δημιουργία της συμπληρωματικής καμπύλης διόρθωσης των υπολογισμών) επιτρέποντας ικανοποιητική ακρίβεια στην χρονολόγηση μέχρι πριν από 26.000 χρόνια, καθώς τα στοιχεία από τα τρηματοφόρα και τα κοράλλια συμφωνούσαν μεταξύ τους μέχρι τότε.
Πιο πίσω στο παρελθόν όμως, τα στοιχεία από τις διάφορες πηγές δεν συμφωνούσαν μεταξύ τους και οι ειδικοί ήσαν διχασμένοι για το ποια ήσαν τα πιο αξιόπιστα.
Τώρα, επιτέλους, οι επιστήμονες, μετά από πολλές διαφωνίες, συμφώνησαν και έτσι η χρονολόγηση μπορεί να γίνει με σχετική ακρίβεια μέχρι πριν από 50.000 χρόνια.
Το επίτευγμα αυτό θα βοηθήσει, μεταξύ άλλων, να χρονολογήσουν καλύτερα οι επιστήμονες διάφορες σημαντικές ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, οι θεαματικές σπηλαιογραφίες αλόγων, λιονταριών, βισώνων και άλλων ζώων στο σπήλαιο Σοβέ στη νότια Γαλλία, που αποτελούν τα αρχαιότερα γνωστά δείγματα τέχνης των σπηλαίων, μέχρι τώρα είχαν χρονολογηθεί με τον άνθρακα-14 ότι είναι ηλικίας 32.000 ετών, όμως η νέα βελτιωμένη μέτρηση «έδειξε» ότι είναι ακόμα παλαιότερα, τουλάχιστον 36.000 ετών.
Ανάλογες διορθώσεις μπορούν να γίνουν σε πολλά ακόμα αρχαιολογικά και άλλα ευρήματα. Επίσης, οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι χάρη στη βελτιωμένη χρονολόγηση θα αποκτήσουν πληρέστερη εικόνα για το προϊστορικό κλίμα.
Τώρα, επιτέλους, οι επιστήμονες, μετά από πολλές διαφωνίες, συμφώνησαν και έτσι η χρονολόγηση μπορεί να γίνει με σχετική ακρίβεια μέχρι πριν από 50.000 χρόνια.
Το επίτευγμα αυτό θα βοηθήσει, μεταξύ άλλων, να χρονολογήσουν καλύτερα οι επιστήμονες διάφορες σημαντικές ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, οι θεαματικές σπηλαιογραφίες αλόγων, λιονταριών, βισώνων και άλλων ζώων στο σπήλαιο Σοβέ στη νότια Γαλλία, που αποτελούν τα αρχαιότερα γνωστά δείγματα τέχνης των σπηλαίων, μέχρι τώρα είχαν χρονολογηθεί με τον άνθρακα-14 ότι είναι ηλικίας 32.000 ετών, όμως η νέα βελτιωμένη μέτρηση «έδειξε» ότι είναι ακόμα παλαιότερα, τουλάχιστον 36.000 ετών.
Ανάλογες διορθώσεις μπορούν να γίνουν σε πολλά ακόμα αρχαιολογικά και άλλα ευρήματα. Επίσης, οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι χάρη στη βελτιωμένη χρονολόγηση θα αποκτήσουν πληρέστερη εικόνα για το προϊστορικό κλίμα.
Πηγή: ΑΠΕ, ScienceNow
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου