Osady japońskiego jeziora pomogą archeologom dokładniej szacować daty pochodzenia skamienielin i prehistorycznych wydarzeń

Ed Yong

Osady japońskiego jeziora zachowały w kapsule czasu radioaktywny węgiel, datowany 52 800 lat wstecz. Poprzez dostarczenie bardziej dokładnych danych o zawartości tego pierwiastka w atmosferze, nowe dane umożliwią zwiększenie dokładności datowania radiowęglowego, uściślając szacunki o setki lat.

Powstawanie i rozpad 14C

Powstawanie i rozpad Węgla-14 (14C)

Ta grafika podlega licencji Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, 2.5 Generic, 2.0 Generic i 1.0 Generic license.

Źródło: wikipedia.org

Te dane pozwolą archeologom na dokładniejsze określenie wieku pobranych próbek i szacowania czasu występowania ważnych wydarzeń takich jak wymarcie Neandertalczyków, czy rozprzestrzeniania współczesnego człowieka w Europie.

Neandertalczyk

Szkielet Neandertalczyka

Ten plik udostępniony jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 2.0

Autor: Claire Houck

Źródło: wikipedia.org

„To tak jakby dostać teleskop o lepszej rozdzielczości” mówi  Christopher Bronk Ramsey z University of Oxford, główny autor badań. „Możemy dokładniej spojrzeć na takie zagadnienia, jak związek między aktywnością człowieka i zmianą klimatu.” Rezultaty badań zostały opublikowane 19 Października w Science.

Datowanie radiowęglowe opiera się na naturalnie występującym radioaktywnym izotopie węgla nazywanym 14C, który powstaje w atmosferze i jest wiązany przez rośliny. 14C rozpada się z przewidywalną częstością, więc mierząc jego zawartości w obiektach archeologicznych, badacze mogą oszacować kiedy pradawny organizm zginął.

Jednak poziom 14C w atmosferze co roku jest inny, dlatego naukowcy muszą kalibrować otrzymane wyniki używając obszernej listy danych o poziomie radioaktywnego węgla. Muszle morskich organizmów dostarczają jeden rodzaj takich danych, ale reprezentujący poziom 14C w oceanach, co nie jest dokładnych odzwierciedleniem warunków atmosferycznych. Formacje jaskiniowe takie jak stalaktyty i stalagmity, które wysycają się 14C pochodzącym z wód gruntowych też nie są doskonałym źródłem informacji.

Drzewa dostarczają bardziej dokładnych informacji, 14C dostaje się do nich prosto z atmosfery, a ponadto odkładają wyraźne słoje roczne. Ale dane ze słojów sięgają tylko 13 000 lat wstecz, przez co nie mogą służyć do kalibracji dawniejszych okresów. „Zawsze mieliśmy nadzieję znalezienia danych, które można by użyć dla całego okresu datowania radiowęglowego” mówi Bronk Ramsey.

słoje roczne

Przekrój pnia ukazujący słoje roczne

Ten utwór został udostępniony jako własność publiczna przez jego autora, Arpingstone. Dotyczy to całego świata.

Źródło: wikipedia.org

Japońskie jezioro Suigetsu daje odpowiedź. Z powodu corocznej zmiany w wegetacji wokół jeziora, różne rodzaje materii organicznej osiadły na jego dnie w czasie lata i zimy. Te zmiany są widoczne w osadach jako ciemne i jasne paski zwane warwy. „Jeziora z warwami nie są niczym niezwykłym, ale takie, których warwy sięgają ostatniego zlodowacenia są unikalne” mówi Bronk Ramsey.

Osady są pełne resztek roślinnych, które, jak słoje drzew, pobierały 14C prosto z atmosfery i mogą być dokładnie powiązane z konkretnym rokiem, używając warw jak mineralnego kalendarza. „Ten zbiór danych jest jedynym ciągłym zapisem sięgającym dalej w przeszłość niż słoje drzew,” mówi Paula Reimer, archeolog z Queen’s University Belfast w Północnej Irlandii, która nie była zaangażowana w opisywane badania. Osady obejmują cały okres czasu dla którego używa się datowania radiowęglowego (mniej więcej do 60 000 lat wstecz, po tym czasie 14C jest prawie niewykrywalny).

Zawartość atmosferycznego 14C

Zmiany zawartości 14C w atmosferze w czasie intensywnych prób jądrowych

właściciel praw autorskich do tej pracy, udostępnia ją jako własność publiczną

Autor: Hokanomono

Źródło: wikipedia.org

Hiroyuki Kitagawa z Nagoya University i Johannes van der Plicht z the University of Groningen znaleźli rokroczne warwy w latach dziewięćdziesiątych. Wyciągnęli oni rdzeń (kolumnę osadów), przeprowadzili testy radiowęglowe i opublikowali wyniki w 1998 roku w Science. Ale ich rdzeniowi brakowało segmentów i z powodu tylko wizualnego liczenia warwów ich wyniki nie odpowiadały innym źródłom informacji.

Takeshi Nakagawa z Newcastle University zdecydował powrócić nad jezioro w 2006 roku. Jego zespół pobrał trzy rdzenie, które zachodziły na siebie w kilku miejscach i użył dwóch różnych sposobów liczenia warwów: Przyglądano im się pod mikroskopem oraz śledzono chemiczne zmiany powiązane warstwami przy użyciu promieni rentgenowskich. Na koniec porównano otrzymane rezultaty z istniejącymi danymi, włączając słoje pni i próbki jaskiniowe, by rozwiać wszystkie wątpliwości niejednoznacznych warstw osadów.

“Autorzy wykonali doskonała robotę rekonstruując chronologię zapisaną w rdzeniach z jeziora Sugietsu” mówi A. J. Timothy Jull z National Science Foundation’s Arizona Accelerator Mass Spectrometry Laboratory. “Musimy być ostrożni przy każdym przypadku takich osadów, zawsze istniej ryzyko braków. W tym wypadku wydaje się, że zespół wykonał dobrą pracę minimalizując prawdopodobieństwo luk.”

Bronk Ramsey twierdzi, że nowe dane mogą zdradzić, że obecne datowania wielu starożytnych artefaktów (wszystkich datowanych przy użyciu 14C) są obarczone kilkusetletnim błędem. To nie są duże błędy, ale istotne przy próbie zrozumienia np. jak prehistoryczny człowiek reagował na zmiany klimatu. „Nie nastąpią zasadnicze zmiany, ale myślę, że materiał pochodzący z tego okresu czasu powinno być zbadane jeszcze raz” dodaje Bronk.

Dane z jeziora Suigetsu wraz z innymi danymi mogą służyć do porównania zwartości atmosferycznego 14C z oceanicznym. „Mając obie wartości, można sprawdzić jak atmosferyczne i oceaniczne poziomy reagują na siebie, co jest ważne do zrozumienia aktywności oceanu w czasie ostatniej Epoki Lodowcowej” mówi Bronk Ramsey.

Dane zostaną dodane do IntCal09 (uznawanej na całym świecie krzywej kalibracyjnej, której składowanymi jest wiele źródeł danych zawartości węgla, łącznie z osadami morskimi, formacjami jaskiniowymi i pierścieniami drzew. Reimer informuje, że dane zostaną włączone na początku 2013 roku.

Bibliografia:

C. Bronk Ramsey et al., “A complete terrestrial radiocarbon record for 11.2 to 52.8 kyr B.P.,” Science, 338: 370-74, 2012.

Artykuł jest tłumaczeniem, źródło:


http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/32886/title/Refining-Carbon-Dating/