Направи дарение на училище!

Напречен разрез на 375-годишен кипарис от вида Taxodium mucronatum. Учените използват данни от такива дървесни пръстени, утайки и други проби, за да калибрират процеса на въглеродното датиране. Снимка: Philippe Clement/Arterra/Universal Images Group/Getty

Радиовъглеродните датировки са ключов способ за определяне на възрастта на праисторическите находки, но сега са на път да претърпят основна актуализация. 

За първи път от седем години насам техниката трябва да бъде повторно калибрирана, с въвеждането на множество нови данни от цял свят. Резултатът може да има последици за предполагаемите епохи на много находки, като най-старите съвременни човешки вкаменелости в Сибир, които според последните рекалибрирания са с 1000 години по-млади, отколкото се смяташе досега.

Работата съчетава хиляди датировки от дървесни пръстени, езерни и океански утайки, корали и сталагмити и удължава времевата рамка на радиовъглеродно датиране от времето преди 55 000 години с около 5000 години, след последната актуализация от  калибрирането през 2013 г.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Някои археолози се шегуват с тази новост. Никълъс Сътън от Университета в Отаго (Нова Зеландия), пише в Туйтър: „Може би съм бил в изолация твърде дълго, но… наистина съм развълнуван от това!“

Въпреки че повторното калибриране води предимно до едва доловими промени, дори малките корекции могат да внесат сериозни сътресения в средите на археолозите и палеоеколозите, които се стремят да прикачат събитията към възможно най-малък прозорец от време. 

Новата крива на калибриране е от ключово значение за разбирането на праисторията, казва Том Хигъм, археологически хронолог и директор на Oxford Radiocarbon Accelerator Unit, във Великобритания.

Игра на датировки

Основата на радиовъглеродните датировки е проста: всички живи същества абсорбират въглерод от атмосферата и хранителните източници около тях, включително определено количество естествен, радиоактивен въглерод-14. Когато растението или животното умре, то спира да абсорбира въглерод, но натрупаният радиоактивен въглерод продължава да се разлага. Измерването на остатъчната сума дава оценката преди колко време то е умряло.

Но това основно изчисление предполага, че количеството въглерод-14 в околната среда е постоянно във времето и пространството, което не е така. 

През последните десетилетия изгарянето на изкопаеми горива и тестовете на ядрени бомби коренно промениха количеството въглерод-14 във въздуха и с това се получават неантропогенни колебания, каквито е имало и назад във времето. 

Например когато са се обръщали полюсите на земното магнитно поле, повече слънчева радиация е навлязла в атмосферата, произвеждайки повече въглерод-14. Океаните също абсорбират въглерод – малко повече в Южното полукълбо, където има повече океан – и го вкарват в циркулация от векове, което допълнително усложнява нещата.

В резултат на това са необходими таблици за преобразуване, които съответстват на календарните дати с радиовъглеродните дати в различни региони. Учените пускат нови криви за Северното полукълбо (IntCal20), Южното полукълбо (SHCal20) и морските проби (MarineCal20). Те ще бъдат публикувани в списание Radiocarbon през следващите няколко месеца.

От 60-те години на миналия век изследователите извършват основно калибриране с дървета, като преброяват годишните пръстени, за да получат календарни дати и ги съпоставят с измерените чрез радиовъглероден анализ дати. Най-старото дърво, с което е направено това е бор от Калифорния на около 5000 години. Сравнявайки относителните ширини на пръстените на отделни дървета, включително такива извадени от блата и от исторически сгради, дървесният запис вече стига назад до преди 13 910 години.

От 1998 г. има четири официални калибрирания на IntCal, като се добавят данни от пластови езерни и морски седименти, пещерни сталагмити и корали (които могат да бъдат както датирани с радиовъглерод, така и независимо да се оценяват с помощта на техники като радиоактивно датиране или ураново датиране). През 2018 г. някои сталагмити в пещерата Хулу в Китай предоставиха запис от данни, простиращ се 54 000 години назад.

IntCal20 се базира на 12 904 записа от данни, което е почти двойно повече от набора от данни за 2013 г. Резултатите са далеч по-удовлетворителни според Паула Реймер, която ръководи работната група IntCal и радиовъглеродния център за хронология в Queen’s University в Белфаст, (Великобритания). 

По време на краткото обръщане на магнитното поле преди около 40 000 години, например, пикът на въглерод-14 от кривата през 2013 г. се оказва твърде нисък и по-стар с около 500 години – една неприятност, фиксирана от новата крива.

Хигъм казва, че повторното калибриране е решаващо за разбирането на хронологията на хоминините, живели преди 40 000 години. „Наистина съм развълнуван от калибрирането на най-новите ни данни, използвайки тази крива“, казва той.

Повторно калибриране и преоценка

IntCal20 ревизира възрастта на челюстната кост на Homo sapiens, открита в Румъния, наречена Oase 1, което потенциално я прави стотици години по-стара, отколкото се смяташе досега. Генетичните анализи на Oase 1 разкриват, че тя е имала неандерталски прародител само от четири до шест поколения назад, казва Хигъм, така че колкото по-стара се окаже датата на Oase 1, толкова по-отдавна неандерталци са живели в Европа. 

Междувременно най-старият изкопаем H. sapiens, открит в Евразия – Уст-Ишим, открит в Сибир – е почти с 1000 години по-млад според новите конверсии на кривата. „Това променя най-ранната дата, която можем да поставим за появата на съвременните хора в централен Сибир“, казва Хигам. Той обаче предупреждава, че в такива измервания има повече възможности за грешки, отколкото само в калибрирането с радиовъглерод: „Замърсяването е най-силно влияещо при датирането на толкова стари кости като тези.“

Други учени ще използват повторното калибриране за оценка на екологичните събития. Например, изследователите спорят от десетилетия за времето на Минойското изригване на вулкана на гръцкия остров Санторини. Досега радиовъглеродните резултати обикновено даваха най-вероятната дата през ранните 1600 г. пр.н.е., което е с около 100 години по-рано от даденото в повечето археологически оценки.

 IntCal20 подобрява точността на датировките, но прави дебата по-сложен: като цяло измества календарните дати при радиовъглеродния анализ с около 5-15 години по-напред, но тъй като калибровъчната крива се извива силно, също така осигурява шест потенциални времеви прозореца за изригването, най-вероятно през ранните 1600 г. пр. н. е., но може би и във крайните 1500-те години пр.н.е.

Така че двете групи все още не са постигнали пълен консенсус и все още се сблъскват с усложнения. „Някои от тях продължават да спорят“, казва Реймер. „Няма твърд отговор.“

Въпреки това, всеки, който изучава всичко, свързано с човешката история от последните 50 000 години, ще бъде въодушевен от новото калибриране, според Хигъм: „Това е особено вълнуващо време, в което да се работи върху миналото.“

Източник: nature.com

Превод: Радослав Тодоров

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!