Analiza e radiokarbonit ka ndryshuar të kuptuarit tonë për 50,000 vitet e fundit. Profesor Willard Libby e demonstroi për herë të parë në vitin 1949, për të cilin më vonë iu dha çmimi Nobel.
Metoda e takimit
Thelbi i analizës së radiokarbonit është krahasimi i tre izotopeve të ndryshme të karbonit. Izotopet e një elementi të caktuar kanë të njëjtin numër protonesh në bërthamë, por një numër të ndryshëm neutronesh. Kjo do të thotë se pavarësisht ngjashmërisë së tyre të madhe kimike, ato kanë masa të ndryshme.
Masa totale e një izotopi tregohet me një indeks numerik. Ndërsa izotopet më të lehta 12C dhe 13C janë të qëndrueshme, izotopi më i rëndë 14C (radiokarboni) është radioaktive. Bërthama e saj është aq e madhe sa është e paqëndrueshme.
Me kalimin e kohës, 14C, baza e datimit të radiokarbonit, zbërthehet në nitrogjen 14N. Pjesa më e madhe e karbonit-14 krijohet në atmosferën e sipërme, ku neutronet e prodhuara nga rrezet kozmike reagojnë me atomet 14N.
Më pas oksidohet në 14CO2, hyn në atmosferë dhe përzihet me 12 CO2 dhe 13CO2. Përdoret dioksidi i karbonitbimët gjatë fotosintezës dhe prej andej përmes zinxhirit ushqimor. Prandaj, çdo bimë dhe kafshë në këtë zinxhir (duke përfshirë njerëzit) do të ketë një sasi të barabartë prej 14C krahasuar me 12C në atmosferë (raporti14S:12S).
Kufizimet e metodës
Kur qeniet e gjalla vdesin, indet nuk zëvendësohen më dhe prishja radioaktive 14C bëhet e dukshme. Pas 55,000 vjetësh, 14C është kalbur aq shumë sa mbetjet e tij nuk mund të maten më.
Çfarë është takimi me radiokarbon? Prishja radioaktive mund të përdoret si "orë" pasi është e pavarur nga kushtet fizike (p.sh. temperatura) dhe kimike (p.sh. përmbajtja e ujit). Gjysma e 14C që përmbahet në kampion prishet në 5730 vjet.
Prandaj, nëse e dini raportin 14C:12C në kohën e vdekjes dhe raportin e sotëm, atëherë mund të llogarisni sa kohë ka kaluar. Fatkeqësisht, nuk është aq e lehtë t'i identifikosh ato.
Analiza e radiokarbonit: kufiri i gabimit
Sasia e 14C në atmosferë, pra në bimë dhe kafshë, nuk ka qenë gjithmonë konstante. Për shembull, ai ndryshon në varësi të numrit të rrezeve kozmike që arrijnë në Tokë. Varet nga aktiviteti diellor dhe fusha magnetike e planetit tonë.
Për fat të mirë, është e mundur të maten këto luhatje në mostrat e datuara me metoda të tjera. Ju mund të numëroni unazat vjetore të pemëve dhe ndryshimin në përmbajtjen e tyreradiokarbon. Nga këto të dhëna, mund të ndërtohet një "lakore kalibrimi".
Aktualisht po punohet për zgjerimin dhe përmirësimin e tij. Në vitin 2008, vetëm datat e radiokarbonit deri në 26,000 vjet mund të kalibroheshin. Sot kurba është shtrirë në 50,000 vjet.
Çfarë mund të matet?
Jo të gjitha materialet mund të datohen me këtë metodë. Shumica, nëse jo të gjitha, komponimet organike lejojnë takimin me radiokarbon. Disa materiale inorganike, si përbërësi aragonit i predhave, gjithashtu mund të datohen, pasi karboni-14 është përdorur në formimin e mineralit.
Materialet që janë datuar që nga fillimi i metodës përfshijnë qymyr druri, dru, degë, fara, kocka, guaska, lëkurë, torfe, b altë, tokë, flokë, qeramikë, polen, piktura murale, koral, mbetje gjaku, pëlhurë, letër, pergamenë, rrëshirë dhe ujë.
Analiza e radiokarbonit të një metali nuk është e mundur nëse nuk përmban karbon-14. Përjashtim bëjnë produktet e hekurit, të cilat prodhohen duke përdorur qymyr.
Numërim i dyfishtë
Për shkak të këtij ndërlikimi, datat e radiokarbonit paraqiten në dy mënyra. Matjet e pakalibruara janë dhënë në vitet para vitit 1950 (BP). Datat e kalibruara paraqiten edhe si para Krishtit. e., dhe më pas, si dhe duke përdorur njësinë calBP (e kalibruar deri më sot, para vitit 1950). Ky është një "vlerësim më i mirë" i moshës aktuale të kampionit, por është e nevojshme që të mund të kthehenitë dhënat e vjetra dhe kalibrojini ato ndërsa studimet e reja vazhdojnë të përditësojnë kurbën e kalibrimit.
Sasia dhe cilësia
Vështirësia e dytë është prevalenca jashtëzakonisht e ulët e 14С. Vetëm 0.0000000001% e karbonit në atmosferën e sotme është 14C, duke e bërë atë tepër të vështirë për t'u matur dhe jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj ndotjes.
Në vitet e hershme, analiza e radiokarbonit të produkteve të kalbjes kërkonte mostra të mëdha (p.sh., gjysmë femuri njerëzor). Shumë laboratorë tani përdorin Spektometrin e masës së përshpejtuesit (AMS), i cili mund të zbulojë dhe masë praninë e izotopeve të ndryshme, si dhe të numërojë atomet individuale të karbonit-14.
Kjo metodë kërkon më pak se 1 gram kockë, por pak vende mund të përballojnë më shumë se një ose dy AMS, të cilat kushtojnë më shumë se 500,000 dollarë. Për shembull, Australia ka vetëm 2 nga këto instrumente të aftë për datimin me radiokarbon dhe ato janë përtej mundësive të pjesës më të madhe të botës në zhvillim.
Pastërtia është çelësi i saktësisë
Përveç kësaj, mostrat duhet të pastrohen me kujdes nga ndotja e karbonit nga ngjitësi dhe dheu. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për materialet shumë të vjetra. Nëse 1% e një elementi në një kampion 50,000-vjeçar vjen nga një ndotës modern, ai do të datohet si 40,000 vjet i vjetër.
Për këtë arsye, studiuesit po zhvillojnë vazhdimisht të rejametodat për pastrimin efikas të materialeve. Ato mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në rezultatin që jep analiza e radiokarbonit. Saktësia e metodës është rritur ndjeshëm me zhvillimin e një metode të re pastrimi me karbon të aktivizuar ABOx-SC. Kjo bëri të mundur, për shembull, shtyrjen e datës së mbërritjes së njerëzve të parë në Australi me më shumë se 10 mijë vjet.
Analiza e radiokarbonit: kritika
Metoda që vërteton se kanë kaluar më shumë se 10 mijë vjet nga fillimi i Tokës, e përmendur në Bibël, është kritikuar vazhdimisht nga kreacionistët. Për shembull, ata argumentojnë se brenda 50,000 viteve mostrat duhet të jenë pa karbon-14, por qymyri, nafta dhe gazi natyror, që besohet të jenë miliona vjet të vjetra, përmbajnë sasi të matshme të këtij izotopi, gjë që konfirmohet nga datimi me radiokarbon. Gabimi i matjes në këtë rast është më i madh se rrezatimi i sfondit, i cili nuk mund të eliminohet në laborator. Kjo do të thotë, një mostër që nuk përmban një atom të vetëm karboni radioaktiv do të tregojë një datë prej 50 mijë vjetësh. Megjithatë, ky fakt nuk e vë në dyshim datimin e objekteve dhe aq më tepër nuk tregon se nafta, qymyri dhe gazi natyror janë më të rinj se kjo moshë.
Gjithashtu, kreacionistët vërejnë disa çudira në takimin me radiokarbon. Për shembull, datimi i molusqeve të ujërave të ëmbla ka përcaktuar moshën e tyre mbi 2000 vjet, gjë që, sipas tyre, e diskrediton këtë metodë. Në fakt, është zbuluar se butakët e marrin pjesën më të madhe të karbonit nga guri gëlqeror dhe humusi, të cilët janë shumë të ulët në 14C, pasi këto minerale janë shumë të vjetra dhe nuk kanë qasje nëkarboni i ajrit. Analiza e radiokarbonit, saktësia e së cilës në këtë rast mund të vihet në dyshim, është ndryshe e vërtetë. Druri, për shembull, nuk e ka këtë problem, sepse bimët marrin karbon direkt nga ajri, i cili përmban një dozë të plotë prej 14C.
Një argument tjetër kundër metodës është fakti që pemët mund të formojnë më shumë se një unazë në një vit. Kjo është e vërtetë, por më shpesh ndodh që ato të mos formojnë fare unaza rritjeje. Pisha e fijeve, nga e cila bazohen shumica e matjeve, ka 5% më pak unaza se mosha e saj aktuale.
Vendosja e datës
Analiza e radiokarbonit nuk është vetëm një metodë, por zbulime emocionuese në të kaluarën dhe të tashmen tonë. Metoda i lejoi arkeologët të rregullonin gjetjet në rend kronologjik pa pasur nevojë për shënime të shkruara ose monedha.
Në shekullin e 19-të dhe në fillim të shekullit të 20-të, arkeologë tepër të durueshëm dhe të kujdesshëm lidhën qeramikë dhe vegla guri nga zona të ndryshme gjeografike duke kërkuar ngjashmëri në formë dhe modele. Më pas, duke përdorur idenë se stilet e objekteve evoluan dhe u bënë më komplekse me kalimin e kohës, ata mund t'i vendosnin ato në rregull.
Kështu, varret e mëdha me kube (të njohura si tholos) në Greqi u konsideruan si pararendësit e strukturave të ngjashme në ishullin skocez të Maeshowe. Kjo mbështeti idenë se qytetërimet klasike të Greqisë dhe Romës ishin në qendër të të gjithë inovacionit.
Megjithatë, nëSi rezultat i analizës së radiokarbonit, rezultoi se varret skoceze ishin mijëra vjet më të vjetër se ato greke. Barbarët e veriut ishin në gjendje të projektonin struktura komplekse të ngjashme me ato klasike.
Projekte të tjera të dukshme ishin caktimi i qefinit të Torinos në periudhën mesjetare, datimi i rrotullave të Detit të Vdekur në kohën e Krishtit dhe periodizimi disi i diskutueshëm i vizatimeve në shpellën Chauvet në 38,000 calBP (rreth 32,000 PB), mijëra vjet më herët se sa pritej.
Analiza e radiokarbonit është përdorur gjithashtu për të përcaktuar kohën e zhdukjes së mamuthëve dhe ka kontribuar në debatin nëse njerëzit modernë dhe Neandertalët janë takuar apo jo.
Izotopi 14С përdoret jo vetëm për të përcaktuar moshën. Metoda e analizës së radiokarbonit na lejon të studiojmë qarkullimin e oqeanit dhe të gjurmojmë lëvizjen e drogës në të gjithë trupin, por kjo është një temë për një artikull tjetër.
