Ang
Radiocarbon analysis ay nagbago sa aming pang-unawa sa nakalipas na 50,000 taon. Unang ipinakita ito ni Propesor Willard Libby noong 1949, kung saan ginawaran siya ng Nobel Prize.
Paraan ng pakikipag-date
Ang esensya ng pagsusuri ng radiocarbon ay ang paghambingin ang tatlong magkakaibang isotopes ng carbon. Ang isotopes ng isang partikular na elemento ay may parehong bilang ng mga proton sa nucleus, ngunit ibang bilang ng mga neutron. Nangangahulugan ito na sa kabila ng kanilang mahusay na pagkakatulad sa kemikal, mayroon silang iba't ibang masa.
Ang kabuuang masa ng isang isotope ay ipinahiwatig ng isang numerical index. Habang ang mas magaan na isotope 12C at 13C ay stable, ang pinakamabigat na isotope 14C (radiocarbon) ay radioactive. Napakalaki ng core nito kaya hindi ito matatag.
Sa paglipas ng panahon, ang 14C, ang batayan ng radiocarbon dating, ay nabubulok sa nitrogen 14N. Karamihan sa carbon-14 ay nilikha sa itaas na atmospera, kung saan ang mga neutron na ginawa ng mga cosmic ray ay tumutugon sa mga atom 14N.
Pagkatapos ay nag-oxidize ito sa 14CO2, pumapasok sa kapaligiran at humahalo sa 12 CO2 at 13CO2. Ginagamit ang carbon dioxidehalaman sa panahon ng photosynthesis at mula doon sa pamamagitan ng food chain. Samakatuwid, ang bawat halaman at hayop sa chain na ito (kabilang ang mga tao) ay magkakaroon ng pantay na halaga ng 14C kumpara sa 12C sa atmospera (ratio14S:12S).
Mga limitasyon sa pamamaraan
Kapag namatay ang mga nabubuhay na nilalang, hindi na napapalitan ang tissue at lumilitaw ang radioactive decay 14C. Pagkaraan ng 55,000 taon, ang 14C ay naagnas nang husto na ang mga labi nito ay hindi na masusukat.
Ano ang radiocarbon dating? Maaaring gamitin ang radioactive decay bilang isang "orasan" dahil ito ay independiyente sa pisikal (hal. temperatura) at kemikal (hal. tubig na nilalaman) na mga kondisyon. Kalahati ng 14C na nasa sample na decay sa 5730 taon.
Samakatuwid, kung alam mo ang ratio 14C:12C sa oras ng kamatayan at ratio ngayon, maaari mong kalkulahin ilang oras na ang lumipas. Sa kasamaang palad, hindi ganoon kadaling makilala ang mga ito.
Pagsusuri ng radiocarbon: margin ng error
Ang halaga ng 14C sa atmospera, kaya sa mga halaman at hayop, ay hindi palaging pare-pareho. Halimbawa, nag-iiba-iba ito depende sa kung gaano karaming mga cosmic ray ang nakakaabot sa Earth. Depende ito sa aktibidad ng solar at sa magnetic field ng ating planeta.
Sa kabutihang palad, posibleng sukatin ang mga pagbabagong ito sa mga sample na napetsahan ng ibang mga pamamaraan. Maaari mong bilangin ang taunang singsing ng mga puno at ang pagbabago sa nilalaman nitoradiocarbon. Mula sa data na ito, maaaring gumawa ng "calibration curve."
Sa kasalukuyan, isinasagawa ang gawain upang palawakin at pahusayin ito. Noong 2008, ang mga petsang radiocarbon lamang hanggang 26,000 taon ang maaaring ma-calibrate. Ngayon, ang curve ay pinalawig sa 50,000 taon.
Ano ang masusukat?
Hindi lahat ng materyales ay maaaring lagyan ng petsa sa paraang ito. Karamihan, kung hindi lahat, ang mga organikong compound ay nagpapahintulot sa radiocarbon dating. Ang ilang mga di-organikong materyales, tulad ng bahagi ng aragonite ng mga shell, ay maaari ding mapetsahan, dahil ginamit ang carbon-14 sa pagbuo ng mineral.
Ang mga materyales na napetsahan simula nang simulan ang pamamaraan ay kinabibilangan ng uling, kahoy, sanga, buto, buto, kabibi, balat, pit, banlik, lupa, buhok, palayok, pollen, mga pintura sa dingding, coral, mga labi ng dugo, tela, papel, pergamino, dagta at tubig.
Radiocarbon analysis ng isang metal ay hindi posible kung wala itong carbon-14. Ang pagbubukod ay mga produktong bakal, na ginawa gamit ang karbon.
Doble count
Dahil sa komplikasyong ito, ang mga petsa ng radiocarbon ay ipinakita sa dalawang paraan. Ang mga hindi na-calibrate na sukat ay ibinibigay sa mga taon bago ang 1950 (BP). Ang mga naka-calibrate na petsa ay ipinakita rin bilang BC. e., at pagkatapos, pati na rin ang paggamit ng calBP unit (naka-calibrate hanggang sa kasalukuyan, bago ang 1950). Ito ay isang "pinakamahusay na pagtatantya" ng aktwal na edad ng sample, ngunit ito ay kinakailangan upang makabalik salumang data at i-calibrate ang mga ito habang patuloy na ina-update ng mga bagong pag-aaral ang curve ng pagkakalibrate.
Dami at kalidad
Ang pangalawang kahirapan ay ang napakababang prevalence ng 14С. 0.00000000001% lang ng carbon sa atmosphere ngayon ang 14C, kaya napakahirap sukatin at sobrang sensitibo sa polusyon.
Sa mga unang taon, ang pagsusuri ng radiocarbon sa mga produktong nabubulok ay nangangailangan ng malalaking sample (hal, kalahating femur ng tao). Maraming laboratoryo ang gumagamit na ngayon ng Accelerator Mass Spectrometer (AMS), na maaaring makakita at sumusukat sa presensya ng iba't ibang isotopes, gayundin ang pagbibilang ng mga indibidwal na carbon-14 na atom.
Ang paraang ito ay nangangailangan ng mas mababa sa 1 gramo ng buto, ngunit ilang bansa ang kayang bumili ng higit sa isa o dalawang AMS, na nagkakahalaga ng higit sa $500,000. Halimbawa, ang Australia ay mayroon lamang 2 sa mga instrumentong ito na may kakayahang radiocarbon dating, at ang mga ito ay hindi maaabot ng karamihan sa papaunlad na mundo.
Ang kalinisan ay ang susi sa katumpakan
Sa karagdagan, ang mga sample ay dapat na maingat na linisin ng carbon contamination mula sa adhesive at lupa. Ito ay lalong mahalaga para sa mga lumang materyales. Kung 1% ng isang elemento sa isang 50,000 taong gulang na sample ay nagmula sa isang modernong pollutant, ito ay may petsang 40,000 taong gulang.
Dahil dito, ang mga mananaliksik ay patuloy na gumagawa ng bagomga pamamaraan para sa mahusay na paglilinis ng mga materyales. Maaari silang magkaroon ng malaking epekto sa resulta na ibinibigay ng pagsusuri ng radiocarbon. Ang katumpakan ng pamamaraan ay tumaas nang malaki sa pagbuo ng isang bagong paraan ng paglilinis gamit ang activated carbon ABOx-SC. Dahil dito, naging posible, halimbawa, na ipagpaliban ang petsa ng pagdating ng mga unang tao sa Australia nang higit sa 10 libong taon.
Radiocarbon analysis: kritisismo
Ang pamamaraan na nagpapatunay na mahigit 10 libong taon na ang lumipas mula noong simula ng Daigdig, na binanggit sa Bibliya, ay paulit-ulit na pinuna ng mga creationist. Halimbawa, pinagtatalunan nila na sa loob ng 50,000 taon ang mga sample ay dapat na walang carbon-14, ngunit ang karbon, langis, at natural na gas, na pinaniniwalaan na milyun-milyong taong gulang, ay naglalaman ng mga masusukat na halaga ng isotope na ito, na kinumpirma ng radiocarbon dating. Ang error sa pagsukat sa kasong ito ay mas malaki kaysa sa background radiation, na hindi maaaring alisin sa laboratoryo. Iyon ay, ang isang sample na hindi naglalaman ng isang solong radioactive carbon atom ay magpapakita ng isang petsa ng 50 libong taon. Gayunpaman, hindi pinag-aalinlanganan ng katotohanang ito ang petsa ng mga bagay, at higit pa rito ay hindi nagpapahiwatig na ang langis, karbon at natural na gas ay mas bata sa edad na ito.
Gayundin, napansin ng mga creationist ang ilang kakaiba sa radiocarbon dating. Halimbawa, ang pakikipag-date ng mga freshwater mollusc ay nagpasiya na ang kanilang edad ay higit sa 2,000 taon, na, sa kanilang opinyon, ay nagpapawalang-saysay sa pamamaraang ito. Sa katunayan, natuklasan na ang shellfish ay kumukuha ng karamihan sa kanilang carbon mula sa limestone at humus, na napakababa sa 14C, dahil ang mga mineral na ito ay napakaluma at walang access sahangin carbon. Ang pagsusuri ng radiocarbon, ang katumpakan kung saan sa kasong ito ay maaaring tanungin, kung hindi man ay totoo. Ang kahoy, halimbawa, ay walang ganitong problema, dahil ang mga halaman ay direktang nakakakuha ng carbon mula sa hangin, na naglalaman ng buong dosis ng 14C.
Ang isa pang argumento laban sa pamamaraan ay ang katotohanang ang mga puno ay maaaring bumuo ng higit sa isang singsing sa isang taon. Totoo ito, ngunit mas madalas na nangyayari na hindi sila bumubuo ng mga singsing sa paglago. Ang bristlecone pine, kung saan nakabatay ang karamihan sa mga sukat, ay may 5% na mas kaunting mga singsing kaysa sa aktwal nitong edad.
Pagtatakda ng petsa
Ang
Radiocarbon analysis ay hindi lamang isang paraan, ngunit kapana-panabik na mga pagtuklas sa ating nakaraan at kasalukuyan. Ang pamamaraan ay nagbigay-daan sa mga arkeologo na ayusin ang mga natuklasan sa magkakasunod na pagkakasunud-sunod nang hindi nangangailangan ng nakasulat na mga rekord o barya.
Noong ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo, ang hindi kapani-paniwalang matiyaga at maingat na mga arkeologo ay nag-ugnay ng mga kagamitan sa palayok at bato mula sa iba't ibang heograpikal na lugar sa pamamagitan ng paghahanap ng pagkakatulad sa hugis at pattern. Pagkatapos, gamit ang ideya na ang mga istilo ng object ay nagbago at naging mas kumplikado sa paglipas ng panahon, maaari nilang ayusin ang mga ito.
Kaya, ang malalaking domed tombs (kilala bilang tholos) sa Greece ay itinuturing na mga nangunguna sa mga katulad na istruktura sa Scottish na isla ng Maeshowe. Sinuportahan nito ang ideya na ang mga klasikal na sibilisasyon ng Greece at Rome ang nasa gitna ng lahat ng inobasyon.
Gayunpaman, saBilang resulta ng pagsusuri ng radiocarbon, lumabas na ang mga libingan ng Scottish ay libu-libong taon na mas matanda kaysa sa mga Griyego. Ang mga Northern barbarians ay may kakayahang magdisenyo ng mga kumplikadong istruktura na katulad ng mga klasikal.
Iba pang mga kilalang proyekto ay ang pagtatalaga ng Shroud of Turin sa medieval period, ang petsa ng Dead Sea Scrolls sa panahon ni Kristo, at ang medyo kontrobersyal na periodization ng mga drawing sa Chauvet Cave sa 38,000 calBP (humigit-kumulang 32,000 BP), libu-libong taon na mas maaga kaysa sa inaasahan.
Ginamit din ang pagsusuri ng radiocarbon upang matukoy ang oras ng pagkalipol ng mga mammoth at nag-ambag ito sa debate kung nagkita o hindi ang mga modernong tao at Neanderthal.
Isotope 14С ay ginagamit hindi lamang upang matukoy ang edad. Ang paraan ng pagsusuri ng radiocarbon ay nagpapahintulot sa amin na pag-aralan ang sirkulasyon ng karagatan at matunton ang paggalaw ng mga gamot sa buong katawan, ngunit ito ay isang paksa para sa isa pang artikulo.
