rumah · Pengukuran · Apa itu penanggalan radiokarbon

Apa itu penanggalan radiokarbon

Segala sesuatu yang datang kepada kita dari paganisme diselimuti kabut tebal; itu termasuk dalam interval beban yang tidak dapat kita ukur. Kita tahu bahwa agama ini lebih tua dari agama Kristen, tetapi dua tahun, dua ratus tahun, atau satu milenium penuh - di sini kita hanya bisa menebaknya. Rasmus Nierup, 1806.

Banyak dari kita yang terintimidasi oleh sains. Penanggalan radiokarbon, sebagai salah satu hasil perkembangan fisika nuklir, merupakan salah satu contoh fenomena tersebut. Metode ini punya penting untuk disiplin ilmu yang berbeda dan independen seperti hidrologi, geologi, ilmu atmosfer dan arkeologi. Namun, kami menyerahkan pemahaman prinsip-prinsip penanggalan radiokarbon kepada para ahli ilmiah dan menerima kesimpulan mereka secara membabi buta karena menghormati keakuratan peralatan mereka dan mengagumi kecerdasan mereka.

Faktanya, prinsip penanggalan radiokarbon sangat sederhana dan mudah diakses. Selain itu, gagasan penanggalan radiokarbon sebagai “ ilmu eksakta” Itu salah, dan sebenarnya hanya sedikit ilmuwan yang menganut pendapat ini. Masalahnya adalah perwakilan dari banyak disiplin ilmu yang menggunakan penanggalan radiokarbon untuk tujuan kronologis tidak memahami sifat dan tujuannya. Mari kita lihat ini.

Prinsip Penanggalan Radiokarbon
William Frank Libby dan anggota timnya mengembangkan prinsip penanggalan radiokarbon pada tahun 1950an. Pada tahun 1960, pekerjaan mereka selesai, dan pada bulan Desember tahun itu, Libby dinominasikan untuk Hadiah Nobel Kimia. Salah satu ilmuwan yang terlibat dalam pencalonannya menyatakan:

“Jarang terjadi satu penemuan di bidang kimia yang memberikan dampak sebesar itu daerah yang berbeda pengetahuan manusia. Jarang sekali ada satu penemuan pun yang menarik perhatian luas.”

Libby menemukan bahwa isotop karbon radioaktif yang tidak stabil (C14) meluruh dengan kecepatan yang dapat diprediksi menjadi isotop karbon yang stabil (C12 dan C13). Ketiga isotop tersebut terdapat secara alami di atmosfer dengan proporsi sebagai berikut; C12 - 98,89%, C13 - 1,11% dan C14 - 0,00000000010%.

Isotop karbon stabil C12 dan C13 terbentuk bersama dengan semua atom lain yang menyusun planet kita, pada waktu yang sangat, sangat lama sekali. Isotop C14 terbentuk dalam jumlah mikroskopis sebagai akibat dari pemboman harian atmosfer matahari oleh sinar kosmik. Ketika sinar kosmik bertabrakan dengan atom-atom tertentu, mereka menghancurkannya, akibatnya neutron atom-atom tersebut menjadi bebas di atmosfer bumi.

Isotop C14 terbentuk ketika salah satu neutron bebas ini menyatu dengan inti atom nitrogen. Jadi, radiokarbon adalah "isotop Frankenstein", suatu paduan berbagai unsur kimia. Kemudian atom C14 yang terbentuk dengan kecepatan tetap, mengalami oksidasi dan menembus biosfer melalui proses fotosintesis dan rantai makanan alami.

Dalam organisme semua makhluk hidup, rasio isotop C12 dan C14 sama dengan rasio atmosfer isotop-isotop ini di wilayah geografisnya dan dipertahankan oleh laju metabolismenya. Namun, setelah kematian, organisme berhenti mengumpulkan karbon, dan perilaku isotop C14 mulai saat ini menjadi menarik. Libby menemukan bahwa waktu paruh C14 adalah 5568 tahun; Setelah 5568 tahun berikutnya, setengah dari sisa atom isotop meluruh.

Jadi, karena rasio awal isotop C12 terhadap C14 merupakan konstanta geologi, umur suatu sampel dapat ditentukan dengan mengukur jumlah sisa isotop C14. Misalnya, jika sejumlah awal C14 terdapat dalam sampel, maka tanggal kematian organisme ditentukan oleh dua waktu paruh (5568 + 5568), yang sesuai dengan usia 10.146 tahun.

Inilah prinsip dasar penanggalan radiokarbon sebagai alat arkeologi. Radiokarbon diserap ke dalam biosfer; ia berhenti terakumulasi ketika organisme mati dan membusuk pada tingkat tertentu yang dapat diukur.

Dengan kata lain rasio C 14 / C 12 berangsur-angsur menurun. Jadi, kita mendapatkan “jam” yang mulai berdetak sejak kematian makhluk hidup. Ternyata jam ini hanya bekerja pada mayat yang dulunya merupakan makhluk hidup. Misalnya, mereka tidak dapat digunakan untuk menentukan umur batuan vulkanik.

Laju peluruhan C 14 sedemikian rupa sehingga setengah dari zat ini berubah kembali menjadi N 14 dalam waktu 5730 ± 40 tahun. Inilah yang disebut “waktu paruh”. Setelah dua waktu paruh, yaitu 11.460 tahun, hanya seperempat dari jumlah aslinya yang tersisa. Jadi, jika rasio C14/C12 dalam suatu sampel adalah seperempat rasio organisme hidup modern, maka sampel tersebut secara teori berusia 11.460 tahun. Secara teoritis tidak mungkin menentukan usia suatu benda yang lebih tua dari 50.000 tahun menggunakan metode radiokarbon. Oleh karena itu, penanggalan radiokarbon tidak dapat menunjukkan usia jutaan tahun. Jika sampel mengandung C14, ini sudah menunjukkan umurnya lebih sedikit juta tahun.

Namun, semuanya tidak sesederhana itu. Pertama, tanaman menyerap karbon dioksida yang mengandung C14 lebih buruk. Akibatnya, mereka mengumpulkan lebih sedikit dari yang diharapkan dan karena itu tampak lebih tua dari usia sebenarnya saat diuji. Lebih-lebih lagi, berbagai tanaman C14 diserap secara berbeda, dan hal ini juga harus diberi kelonggaran. 2

Kedua, rasio C 14 / C 12 di atmosfer tidak selalu konstan - misalnya, rasio tersebut menurun seiring dengan dimulainya era industri, ketika, akibat pembakaran bahan bakar organik dalam jumlah besar, sejumlah besar karbon dioksida habis di atmosfer. C 14 dirilis. Oleh karena itu, organisme yang mati selama periode ini tampak lebih tua berdasarkan penanggalan radiokarbon. Lalu terjadi peningkatan C14O2 yang terkait dengan uji coba nuklir di darat pada tahun 1950an, 3 akibatnya, organisme yang mati pada periode ini mulai tampak lebih muda dari usia sebenarnya.

Pengukuran kandungan C14 pada benda-benda yang umurnya telah ditentukan secara akurat oleh para sejarawan (misalnya, biji-bijian di kuburan yang menunjukkan tanggal penguburan) memungkinkan untuk memperkirakan tingkat C14 di atmosfer pada saat itu dan, dengan demikian, sebagian “benar kemajuan” dari “jam” radiokarbon. Oleh karena itu, penanggalan radiokarbon, yang dilakukan dengan mempertimbangkan data historis, dapat memberikan hasil yang sangat bermanfaat. Namun, bahkan dengan “latar belakang sejarah” ini, para arkeolog tidak menganggap penanggalan radiokarbon sebagai sesuatu yang mutlak, karena seringnya terjadi anomali. Mereka lebih mengandalkan metode penanggalan yang dikaitkan dengan catatan sejarah.

Di luar data historis, “mengatur” “jam” dari 14 tidak dimungkinkan

Di laboratorium
Mengingat semua fakta yang tak terbantahkan ini, sungguh aneh melihat pernyataan berikut di jurnal Radiocarbon (yang menerbitkan hasil studi radiokarbon di seluruh dunia):

“Enam laboratorium terkemuka melakukan 18 analisis usia pada kayu dari Shelford di Cheshire. Perkiraannya berkisar antara 26.200 hingga 60.000 tahun (sebelum saat ini), dengan kisaran 34.600 tahun.”

Fakta lainnya: Meskipun teori penanggalan radiokarbon terdengar meyakinkan, ketika prinsip-prinsipnya diterapkan pada sampel laboratorium, faktor manusia ikut berperan. Hal ini menyebabkan kesalahan, terkadang kesalahan yang sangat signifikan. Selain itu, sampel laboratorium terkontaminasi oleh radiasi latar, sehingga mengubah tingkat residu C14 yang diukur.

Seperti yang ditunjukkan Renfrew pada tahun 1973 dan Taylor pada tahun 1986, penanggalan radiokarbon bergantung pada sejumlah asumsi tidak berdasar yang dibuat oleh Libby selama pengembangan teorinya. Misalnya, di tahun terakhir Ada banyak diskusi tentang perkiraan waktu paruh C14 sebesar 5.568 tahun. Saat ini, sebagian besar ilmuwan sepakat bahwa Libby salah dan waktu paruh C14 sebenarnya sekitar 5.730 tahun. Selisihnya menjadi 162 tahun sangat penting ketika menentukan tanggal sampel dari ribuan tahun yang lalu.

Namun seiring dengan Hadiah Nobel Kimia, Libby menjadi yakin sepenuhnya pada hadiahnya sistem baru. Penanggalan radiokarbonnya dari sampel arkeologi Mesir Kuno sudah diberi tanggal karena orang Mesir kuno berhati-hati dengan kronologinya. Sayangnya, penanggalan radiokarbon memberi usia yang terlalu rendah, dalam beberapa kasus kurang dari 800 tahun dibandingkan menurut kronik sejarah. Namun Libby sampai pada kesimpulan yang mengejutkan:

“Distribusi data menunjukkan bahwa tanggal sejarah Mesir kuno sebelum awal milenium kedua SM terlalu tinggi dan mungkin 500 tahun lebih tua dari tanggal sebenarnya pada awal milenium ketiga SM.”

Ini adalah kasus klasik kesombongan ilmiah dan keyakinan buta, hampir religius terhadap keunggulan metode ilmiah dibandingkan metode arkeologi. Libby salah; penanggalan radiokarbon telah mengecewakannya. Masalah ini kini telah teratasi, namun reputasi penanggalan karbon yang diproklamirkan sendiri masih melebihi keandalannya.

Penelitian saya menunjukkan bahwa ada dua hal yang terkait dengan penanggalan radiokarbon. masalah serius, yang bahkan hingga saat ini dapat menimbulkan kesalahpahaman yang besar. Hal ini adalah (1) kontaminasi sampel dan (2) perubahan tingkat C14 di atmosfer selama kurun waktu geologis.

Standar penanggalan radiokarbon.

Nilai standar yang diterapkan saat menghitung usia radiokarbon suatu sampel secara langsung mempengaruhi nilai yang dihasilkan. Berdasarkan hasil analisis rinci literatur yang diterbitkan, ditemukan bahwa beberapa standar digunakan dalam penanggalan radiokarbon. Yang paling terkenal adalah standar Anderson (12,5 dpm/g), standar Libby (15,3 dpm/g) dan standar modern (13,56 dpm/g).

Berkencan dengan perahu firaun.

Kayu perahu Firaun Sesostris III diberi penanggalan radiokarbon berdasarkan tiga standar. Saat menentukan umur kayu pada tahun 1949, berdasarkan standar (12,5 dpm/g), diperoleh umur radiokarbon 3700 +/- 50 BP tahun. Libby kemudian memberi tanggal pada kayu berdasarkan standar (15,3 dpm/g). Era radiokarbon tidak berubah. Pada tahun 1955, Libby menentukan tanggal ulang kayu kapal berdasarkan standar (15,3 dpm/g) dan memperoleh usia radiokarbon 3621 +/-180 BP tahun. Saat menentukan umur kayu perahu pada tahun 1970, standar yang digunakan adalah (13,56 dpm/g). Usia radiokarbon hampir tidak berubah dan mencapai 3640 BP tahun. Data faktual yang kami berikan tentang penanggalan perahu firaun dapat diperiksa menggunakan tautan terkait ke publikasi ilmiah.

Masalah harga.

Diperoleh umur radiokarbon yang hampir sama dengan kayu perahu firaun: 3621-3700 BP tahun berdasarkan penerapan tiga standar yang nilainya berbeda secara signifikan secara fisik tidak mungkin. Penggunaan standar (15,3 dpm/g) secara otomatis meningkatkan umur sampel bertanggal sebesar 998 tahun, dibandingkan dengan standar (13,56 dpm/g), dan sebesar 1668 tahun, dibandingkan dengan standar (12,5 dpm/g). Hanya ada dua jalan keluar dari situasi ini. Pengakuan bahwa:

Saat menentukan umur kayu perahu Firaun Sesostris III, manipulasi dilakukan dengan standar (kayu, bertentangan dengan deklarasi, diberi tanggal berdasarkan standar yang sama);

Perahu ajaib Firaun Sesostris III.

Kesimpulan.

Inti dari fenomena yang dipertimbangkan, yang disebut manipulasi, diungkapkan dalam satu kata - pemalsuan.

Setelah kematian, kandungan C 12 tetap konstan, namun kandungan C 14 menurun

Kontaminasi sampel
Mary Levine menjelaskan:

“Kontaminasi adalah adanya suatu sampel bahan organik asal asing yang tidak terbentuk bersama bahan sampel tersebut.”

Banyak foto dari periode awal penanggalan radiokarbon menunjukkan para ilmuwan merokok sambil mengumpulkan atau memproses sampel. Mereka tidak terlalu pintar! Seperti yang dikatakan Renfrew, “teteskan sedikit abu pada sampel Anda saat sampel tersebut bersiap untuk dianalisis dan Anda akan mendapatkan usia radiokarbon dari tembakau yang menjadi bahan pembuatan rokok Anda.”

Meskipun ketidakmampuan metodologis seperti itu dianggap tidak dapat diterima saat ini, sampel arkeologi masih mengalami kontaminasi. Spesies yang diketahui kontaminan dan cara memberantasnya dibahas dalam artikel Taylor (1987). Ia membagi kontaminan menjadi empat kategori utama: 1) dapat dihilangkan secara fisik, 2) larut dalam asam, 3) larut dalam alkali, 4) larut dalam pelarut. Semua kontaminan ini, jika tidak dihilangkan, sangat mempengaruhi penentuan umur sampel di laboratorium.

H. E. Gove, salah satu penemu metode spektrometri massa akselerator (AMS), radiokarbon menentukan penanggalan Kain Kafan Turin. Dia menyimpulkan bahwa serat kain yang digunakan untuk membuat kain kafan itu berasal dari tahun 1325.

Meskipun Gove dan rekan-rekannya cukup yakin akan keaslian tekad mereka, banyak orang, karena alasan yang jelas, menganggap usia Kain Kafan Turin jauh lebih terhormat. Gove dan rekan-rekannya memberikan tanggapan yang tepat terhadap semua kritik tersebut, dan jika saya harus menentukan pilihan, saya berani mengatakan bahwa penanggalan ilmiah Kain Kafan Turin kemungkinan besar akurat. Namun bagaimanapun juga, badai kritik yang datang terhadap proyek khusus ini menunjukkan betapa mahalnya kesalahan penanggalan karbon, dan betapa curiganya beberapa ilmuwan terhadap metode ini.

Ada argumen bahwa sampel tersebut mungkin telah terkontaminasi oleh karbon organik yang lebih muda; metode pembersihan mungkin melewatkan jejak kontaminan modern. Robert Hedges dari Universitas Oxford mencatat hal itu

“kesalahan sistematis yang kecil tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan.”

Saya bertanya-tanya apakah dia akan menyebut perbedaan tanggal yang diperoleh oleh laboratorium berbeda pada sampel kayu Shelford sebagai “kesalahan sistematis kecil”? Bukankah sepertinya kita sekali lagi ditipu oleh retorika ilmiah dan percaya bahwa metode yang ada itu sempurna?

Leoncio Garza-Valdez tentunya menganut pendapat ini sehubungan dengan penanggalan Kain Kafan Turin. Semua jaringan purba ditutupi dengan lapisan bioplastik sebagai akibat dari aktivitas bakteri, yang menurut Garza-Valdez, membingungkan penganalisis radiokarbon. Faktanya, Kain Kafan Turin mungkin berusia 2000 tahun, karena penanggalan radiokarbonnya tidak dapat dianggap pasti. Diperlukan penelitian lebih lanjut. Menarik untuk dicatat bahwa Gove (walaupun dia tidak setuju dengan Garza-Valdez) setuju bahwa kritik semacam itu memerlukan penelitian baru.

Siklus radiokarbon (14C) di atmosfer, hidrosfer, dan biosfer bumi

Level C14 di atmosfer bumi
Menurut "prinsip simultanitas" Libby, tingkat C14 di wilayah geografis tertentu adalah konstan di seluruh wilayah. sejarah geologi. Premis ini sangat penting untuk keandalan penanggalan radiokarbon pada awal perkembangannya. Memang benar, untuk mengukur kadar sisa C14 secara andal, Anda perlu mengetahui berapa banyak isotop ini yang ada di dalam tubuh pada saat kematian. Namun premis ini, menurut Renfrew, salah:

“Namun, sekarang diketahui bahwa rasio proporsional radiokarbon terhadap C12 biasa tidak tetap konstan sepanjang waktu dan sebelum 1000 SM penyimpangannya begitu besar sehingga penanggalan radiokarbon bisa sangat berbeda dari kenyataan.”

Studi dendrologi (studi tentang lingkaran pohon) secara meyakinkan menunjukkan bahwa tingkat C14 di atmosfer bumi telah mengalami fluktuasi yang signifikan selama 8.000 tahun terakhir. Artinya Libby memilih konstanta yang salah dan penelitiannya didasarkan pada asumsi yang salah.

Pinus Colorado, yang tumbuh di wilayah barat daya Amerika Serikat, mungkin berumur beberapa ribu tahun. Beberapa pohon yang masih hidup hingga saat ini lahir 4.000 tahun yang lalu. Selain itu, dengan menggunakan kayu gelondongan yang dikumpulkan dari tempat di mana pohon-pohon ini tumbuh, catatan lingkaran pohon dapat diperpanjang hingga 4.000 tahun yang lalu. Pohon berumur panjang lainnya yang berguna untuk penelitian dendrologi termasuk pohon ek dan kayu merah California.

Seperti yang Anda ketahui, setiap tahun cincin pertumbuhan baru tumbuh pada potongan batang pohon yang hidup. Dengan menghitung cincin pertumbuhan, Anda dapat mengetahui umur pohon. Masuk akal untuk berasumsi bahwa tingkat C14 di lingkaran pohon berusia 6000 tahun akan serupa dengan tingkat C14 di atmosfer modern. Tapi itu tidak benar.

Misalnya, analisis lingkaran pohon menunjukkan bahwa tingkat C14 di atmosfer bumi 6.000 tahun lalu jauh lebih tinggi dibandingkan sekarang. Oleh karena itu, berdasarkan analisis dendrologi, sampel radiokarbon yang berasal dari usia ini ditemukan jauh lebih muda dari usia sebenarnya. Berkat karya Hans Suisse, grafik koreksi level C14 disusun untuk mengkompensasi fluktuasi atmosfer selama periode waktu yang berbeda. Namun, hal ini secara signifikan mengurangi keandalan penanggalan radiokarbon dari sampel yang berusia lebih dari 8.000 tahun. Kita tidak mempunyai data mengenai kandungan radiokarbon di atmosfer sebelum tanggal tersebut.

Spektrometer massa akselerator Universitas Arizona (Tucson, Arizona, AS) diproduksi oleh National Electrostatics Corporation: a - diagram, b - panel kontrol dan sumber ion C¯, c - tangki akselerator, d - detektor isotop karbon. Foto oleh J.S. Burra

Hasil yang "buruk"?

Ketika “usia” yang ditetapkan berbeda dari yang diharapkan, peneliti segera menemukan alasan untuk menyatakan hasil penanggalan tersebut tidak valid. Meluasnya prevalensi bukti posterior ini menunjukkan bahwa penanggalan radiometrik mempunyai masalah serius. Woodmorappe memberikan ratusan contoh trik yang digunakan para peneliti ketika mencoba menjelaskan nilai-nilai usia yang “tidak pantas”.

Jadi, para ilmuwan telah merevisi umur sisa-sisa fosil Australopithecus ramidus. 9 Sebagian besar sampel basal yang paling dekat dengan lapisan tempat ditemukannya fosil ini telah terbukti berumur sekitar 23 juta tahun dengan metode argon-argon. Para penulis memutuskan bahwa angka ini "terlalu tinggi" berdasarkan pemahaman mereka tentang posisi fosil dalam skema evolusi global. Mereka mengamati basal yang terletak jauh dari fosil dan, dengan memilih 17 dari 26 sampel, diperoleh usia maksimum yang dapat diterima yaitu 4,4 juta tahun. Sembilan sampel yang tersisa sekali lagi menunjukkan usia yang jauh lebih tua, namun para peneliti memutuskan bahwa masalah tersebut disebabkan oleh kontaminasi batuan dan menolak data tersebut. Dengan demikian, metode penanggalan radiometrik sangat dipengaruhi oleh pandangan dunia “era panjang” yang dominan di kalangan ilmiah.

Kisah serupa dikaitkan dengan penentuan usia tengkorak primata (tengkorak ini dikenal sebagai spesimen KNM-ER 1470). 10, 11 Mula-mula diperoleh hasil 212-230 juta tahun, yaitu, berdasarkan fosil, ternyata tidak benar (“tidak ada orang pada waktu itu”), setelah itu dilakukan upaya untuk menentukan umur batuan vulkanik di wilayah ini. Beberapa tahun kemudian, setelah publikasi beberapa hasil penelitian yang berbeda, mereka “menyetujui” angka 2,9 juta tahun (walaupun penelitian ini juga mencakup pemisahan hasil yang “baik” dari yang “buruk” - seperti dalam kasus Australopithecus ramidus).

Berdasarkan gagasan yang terbentuk sebelumnya tentang evolusi manusia, para peneliti tidak dapat menerima gagasan bahwa tengkorak 1470 "sangat tua." Setelah mempelajari fosil babi di Afrika, para antropolog langsung percaya bahwa itu adalah tengkorak 1470 sebenarnya jauh lebih muda. Setelah komunitas ilmiah memantapkan pendapatnya, penelitian lebih lanjut terhadap batuan semakin mengurangi usia radiometrik tengkorak ini - menjadi 1,9 juta tahun - dan sekali lagi ditemukan data yang “dikonfirmasi” lain nomor. Ini adalah "permainan kencan radiometrik"...

Kami tidak menyatakan bahwa para evolusionis bersekongkol untuk menyesuaikan semua data dengan hasil yang paling nyaman bagi mereka. Tentu saja, hal ini biasanya tidak terjadi. Masalahnya berbeda: semua data observasi harus sesuai dengan paradigma dominan dalam sains. Paradigma ini – atau lebih tepatnya kepercayaan pada jutaan tahun evolusi dari molekul ke manusia – tertanam kuat dalam kesadaran sehingga tidak ada seorang pun yang membiarkan dirinya mempertanyakannya; sebaliknya, mereka berbicara tentang “fakta” ​​evolusi. Di bawah paradigma inilah harus benar-benar cocok untuk semua pengamatan. Akibatnya, para peneliti yang di mata masyarakat tampak sebagai “ilmuwan yang obyektif dan tidak memihak” secara tidak sadar memilih pengamatan yang konsisten dengan keyakinan akan evolusi.

Kita tidak boleh lupa bahwa masa lalu tidak dapat diakses oleh keadaan normal penelitian eksperimental(rangkaian percobaan yang dilakukan pada masa sekarang). Para ilmuwan tidak dapat bereksperimen dengan peristiwa-peristiwa yang pernah terjadi. Bukan umur batuan yang diukur - konsentrasi isotop diukur, dan mereka dapat diukur dengan akurasi tinggi. Namun “usia” ditentukan dengan mempertimbangkan asumsi-asumsi tentang masa lalu, yang tidak dapat dibuktikan.

Kita harus selalu mengingat firman Tuhan kepada Ayub: “Di manakah kamu ketika Aku meletakkan dasar bumi?”(Ayub 38:4).

Mereka yang berurusan dengan sejarah tidak tertulis mengumpulkan informasi di masa kini dan mencoba merekonstruksi masa lalu. Pada saat yang sama, tingkat persyaratan bukti jauh lebih rendah dibandingkan dengan ilmu empiris seperti fisika, kimia, biologi molekuler, fisiologi, dll.

William ( Williams), seorang spesialis dalam transformasi unsur radioaktif di lingkungan, mengidentifikasi 17 kelemahan dalam metode penanggalan isotop (berdasarkan hasil penanggalan ini, tiga karya yang sangat terhormat diterbitkan, yang memungkinkan untuk menentukan usia bumi pada kira-kira 4,6 miliar tahun). 12 John Woodmorappe adalah kritikus tajam terhadap metode kencan ini 8 dan mengungkap ratusan mitos terkait. Dia berpendapat dengan meyakinkan bahwa beberapa hasil "baik" yang tersisa setelah data "buruk" disaring dapat dengan mudah dijelaskan oleh suatu kebetulan yang menguntungkan.

“Umur berapa yang kamu sukai?”

Kuesioner yang ditawarkan oleh laboratorium radioisotop biasanya menanyakan, “Menurut Anda, berapa umur sampel ini?” Tapi pertanyaan apa ini? Hal ini tidak diperlukan jika teknik berkencan benar-benar dapat diandalkan dan objektif. Hal ini mungkin terjadi karena laboratorium menyadari prevalensi hasil yang tidak wajar dan oleh karena itu mencoba mencari tahu seberapa “baik” data yang mereka peroleh.

Pengujian metode penanggalan radiometrik

Jika metode penanggalan radiometrik benar-benar dapat menentukan umur batuan secara objektif, maka metode tersebut juga dapat digunakan dalam situasi di mana kita mengetahui umur pastinya; Di samping itu, berbagai metode akan memberikan hasil yang konsisten.

Metode penanggalan harus menunjukkan hasil yang dapat diandalkan untuk objek yang umurnya diketahui

Ada sejumlah contoh di mana metode penanggalan radiometrik salah menentukan umur batuan (umur ini telah diketahui secara pasti sebelumnya). Salah satu contohnya adalah "penanggalan" potasium-argon dari lima aliran lava andesitik dari Gunung Ngauruhoe di Selandia Baru. Meskipun lava diketahui mengalir satu kali pada tahun 1949, tiga kali pada tahun 1954, dan sekali lagi pada tahun 1975, "usia tetap" berkisar antara 0,27 hingga 3,5 juta tahun.

Metode retrospektif yang sama memunculkan penjelasan berikut: ketika batuan mengeras, terdapat “ekstra” argon yang tertinggal di dalamnya akibat magma (batuan cair). Literatur ilmiah sekuler memberikan banyak contoh bagaimana kelebihan argon menyebabkan “jutaan tahun ekstra” ketika menentukan usia batuan yang diketahui usianya. 14 Tampaknya sumber kelebihan argon adalah bagian atas Mantel bumi, terletak tepat di bawahnya kerak bumi. Hal ini cukup konsisten dengan teori “Bumi muda” - argon memiliki waktu yang terlalu sedikit, ia tidak punya waktu untuk dilepaskan. Tetapi jika kelebihan argon menyebabkan kesalahan mencolok dalam penanggalan batuan terkenal usia, mengapa kita harus mempercayai metode yang sama ketika mengencani batu yang usianya tidak dikenal?!

Metode lain - khususnya penggunaan isokron - melibatkan berbagai hipotesis tentang kondisi awal; Namun para ilmuwan semakin yakin bahwa metode yang “dapat diandalkan” pun juga memberikan hasil yang “buruk”. Sekali lagi, pemilihan data didasarkan pada asumsi peneliti tentang umur suatu ras tertentu.

Dr.Steve Austin (Steve Austin), seorang ahli geologi, mengambil sampel basal dari lapisan bawah Grand Canyon dan dari aliran lava di tepi ngarai. 17 Menurut logika evolusi, basal di tepi ngarai seharusnya berusia satu miliar tahun lebih muda daripada basal di kedalaman. Standar analisis laboratorium isotop yang menggunakan penanggalan isokron rubidium-strontium menunjukkan bahwa aliran lava yang relatif baru pada 270 juta tahun lebih tua basal dari kedalaman Grand Canyon - yang tentu saja mustahil!

Masalah metodologis

Awalnya, ide Libby didasarkan pada hipotesis berikut:

  1. 14C terbentuk di lapisan atas atmosfer di bawah pengaruh sinar kosmik, kemudian bercampur di atmosfer, menjadi bagian dari karbon dioksida. Selain itu, persentase 14C di atmosfer adalah konstan dan tidak bergantung pada waktu atau tempat, meskipun atmosfer itu sendiri heterogen dan peluruhan isotopnya berbeda.
  2. Laju peluruhan radioaktif adalah nilai konstan, diukur dengan waktu paruh 5568 tahun (diasumsikan bahwa selama waktu ini setengah dari isotop 14C berubah menjadi 14N).
  3. Organisme hewan dan tumbuhan membangun tubuhnya dari karbon dioksida yang diekstraksi dari atmosfer, dan sel-sel hidup mengandung persentase isotop 14C yang sama dengan yang ditemukan di atmosfer.
  4. Setelah kematian suatu organisme, sel-selnya meninggalkan siklus metabolisme karbon, tetapi atom dari isotop 14C terus berubah menjadi atom dari isotop 12C yang stabil sesuai dengan hukum peluruhan radioaktif eksponensial, yang memungkinkan kita menghitung waktu yang telah berlalu. sejak kematian organisme tersebut. Saat ini disebut “zaman radiokarbon” (atau disingkat “zaman RU”).

Teori ini, ketika materi terakumulasi, mulai memiliki contoh tandingan: analisis organisme yang baru saja mati terkadang memberikan usia yang sangat kuno, atau, sebaliknya, sampel mengandung isotop dalam jumlah besar sehingga perhitungan memberikan usia RU negatif. Beberapa benda yang jelas kuno memiliki usia RU yang masih muda (artefak tersebut dinyatakan palsu). Hasilnya, ternyata usia RU tidak selalu sesuai dengan usia sebenarnya jika usia sebenarnya dapat diverifikasi. Fakta-fakta tersebut menimbulkan keraguan yang masuk akal dalam kasus-kasus di mana metode sinar-X digunakan untuk menentukan umur objek organik yang usianya tidak diketahui, dan penanggalan sinar-X tidak dapat diverifikasi. Kasus-kasus penentuan usia yang salah dijelaskan oleh kekurangan-kekurangan teori Libby yang terkenal berikut ini (faktor-faktor ini dan faktor-faktor lainnya dianalisis dalam buku karya M. M. Postnikov "Studi Kritis Kronologi Dunia Kuno, dalam 3 Jilid",— M.: Kraft+Lean, 2000, dalam volume 1, hal. 311-318, ditulis pada tahun 1978):

  1. Variabilitas persentase 14C di atmosfer. Kandungan 14C bergantung pada faktor kosmik (intensitas radiasi matahari) dan faktor terestrial (masuknya karbon “lama” ke atmosfer akibat pembakaran dan pembusukan bahan organik purba, munculnya sumber radioaktivitas baru, dan fluktuasi medan magnet bumi). Perubahan parameter ini sebesar 20% menyebabkan kesalahan usia RU hampir 2 ribu tahun.
  2. Distribusi 14C yang seragam di atmosfer belum terbukti. Laju pencampuran atmosfer tidak mengesampingkan kemungkinan adanya perbedaan signifikan dalam kandungan 14C di berbagai wilayah geografis.
  3. Laju peluruhan radioaktif isotop mungkin tidak dapat ditentukan secara akurat. Jadi, sejak zaman Libby, waktu paruh 14C menurut buku referensi resmi telah “berubah” seratus tahun, yaitu beberapa persen (ini sesuai dengan perubahan usia RU satu setengah tahun. ratusan tahun). Disarankan bahwa nilai waktu paruh bergantung secara signifikan (dalam beberapa persen) pada percobaan yang menentukannya.
  4. Isotop karbon tidak sepenuhnya setara , membran sel dapat menggunakannya secara selektif: ada yang menyerap 14C, ada pula yang sebaliknya menghindarinya. Karena persentase 14C dapat diabaikan (satu atom 14C berbanding 10 miliar atom 12C), bahkan sedikit selektivitas isotop sel memerlukan perubahan besar dalam usia RU (fluktuasi 10% menyebabkan kesalahan sekitar 600 tahun) .
  5. Setelah kematian suatu organisme, jaringannya tidak serta merta meninggalkan metabolisme karbon , berpartisipasi dalam proses pembusukan dan difusi.
  6. Kandungan 14C suatu item mungkin tidak seragam. Sejak masa Libby, fisikawan radiokarbon menjadi sangat teliti dalam menentukan kandungan isotop suatu sampel; Mereka bahkan mengklaim bahwa mereka mampu menghitung atom individu dari suatu isotop. Tentu saja, perhitungan seperti itu hanya mungkin dilakukan untuk sampel kecil, tetapi dalam kasus ini muncul pertanyaan - seberapa akurat sampel kecil ini mewakili keseluruhan objek? Seberapa seragam kandungan isotop di dalamnya? Bagaimanapun, kesalahan beberapa persen menyebabkan perubahan selama satu abad di era RU.

Ringkasan
Penanggalan radiokarbon sedang berkembang metode ilmiah. Namun, pada setiap tahap perkembangannya, para ilmuwan tanpa syarat mendukung keandalannya secara keseluruhan dan terdiam hanya setelah mengungkapkan kesalahan serius dalam perkiraan atau dalam metode analisis itu sendiri. Kesalahan ini seharusnya tidak mengejutkan mengingat sejumlah variabel yang harus diperhitungkan oleh para ilmuwan: fluktuasi atmosfer, radiasi latar belakang, pertumbuhan bakteri, polusi, dan kesalahan manusia.

Sebagai bagian dari survei arkeologi yang representatif, penanggalan radiokarbon tetap menjadi hal yang paling penting; itu hanya perlu ditempatkan dalam perspektif budaya dan sejarah. Apakah seorang ilmuwan mempunyai hak untuk mengabaikan bukti arkeologis yang bertentangan hanya karena penanggalan karbonnya menunjukkan usia yang berbeda? Apa ini berbahaya. Faktanya, banyak ahli Mesir Kuno yang mendukung pendapat Libby bahwa kronologi Kerajaan Lama tidak benar karena telah "dibuktikan secara ilmiah". Libby sebenarnya salah.

Penanggalan radiokarbon berguna sebagai pelengkap data lain, dan inilah kekuatannya. Namun hingga saatnya tiba ketika semua variabel terkendali dan semua kesalahan dihilangkan, penanggalan radiokarbon belum akan menentukan keputusan akhir mengenai situs arkeologi.
sumber
Bab dari buku karya K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, ed. D. Batten “BUKU JAWABAN: DIPERPANJANG DAN DIPERBARUI”
Graham Hancock: Jejak Kaki Para Dewa. M., 2006.Hal. 692-707.

Para peneliti mengukur kandungan karbon-14 pohon-pohon yang tumbuh di selatan Yordania, menentukan umurnya dan membandingkan tanggal yang dihasilkan dengan skala metode standar. Hasilnya, mereka menemukan kesenjangan rata-rata 19 tahun. Namun, ketidakakuratan yang relatif kecil dapat berdampak signifikan pada penelitian arkeologi alkitabiah awal dan rekonstruksi paleoenvironmental. Hasilnya disajikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Penanggalan radiokarbon adalah salah satu metode utama untuk menentukan umur tumbuhan dan benda arkeologi yang mengandung bahan organik. Para ilmuwan telah menggunakannya sejak lama, sehingga skala standar kini telah dikembangkan untuk Belahan Bumi Utara dan Selatan, yang disebut kurva kalibrasi. Mereka mewakili ketergantungan usia kalender dan radiokarbon. Kurva ini cukup dekat dengan garis lurus, namun mencerminkan variasi rasio isotop pada waktu yang berbeda.

“Kami telah mulai menguji asumsi yang mendasari seluruh bidang penanggalan radiokarbon,” kata penulis utama Stuart Manning dari Cornell University di AS. - Dari pengukuran atmosfer selama 50 tahun terakhir, kita mengetahui bahwa kandungan isotop karbon bervariasi sepanjang tahun, dan kita juga memahami bahwa di berbagai belahan bumi utara, tumbuhan sering tumbuh aktif di waktu yang berbeda. “Kami ingin mengetahui seberapa besar [akurasi penanggalan radiokarbon] bervariasi tergantung pada wilayah [geografis] yang dipelajari, dan apakah hal ini dapat mempengaruhi penanggalan arkeologi.”

Bahan penelitiannya adalah pohon-pohon yang tumbuh di selatan Yordania, yang umurnya telah diketahui para ilmuwan. Para penulis mengukur usia lingkaran pohon mereka menggunakan penanggalan radiokarbon dan menemukan pergeseran 19 tahun dibandingkan dengan kurva kalibrasi standar Belahan Bumi Utara. Akibatnya, kata para ilmuwan, banyak karya tentang sejarah kawasan ini, yang juga mencakup wilayah modern Israel mungkin didasarkan pada asumsi yang salah. Misalnya, masuk akal untuk memeriksa ulang penanggalan peristiwa-peristiwa awal dalam Alkitab, karena kurva kalibrasi yang digunakan dalam banyak penelitian tidak sesuai untuk bidang ini.

Para penulis menerapkan hasilnya pada beberapa tabel kronologis yang diterbitkan sebelumnya dan menemukan bahwa perubahan kecil dalam penanggalan dapat menyebabkan perubahan tanggal kalender, yang harus diperhitungkan ketika menyelesaikan isu-isu kontroversial dalam sejarah, arkeologi, dan iklim masa lalu. “Pekerjaan kami harus menjadi awal dari pemeriksaan ulang dan pemikiran ulang mengenai garis waktu arkeologi dan sejarah awal Levant selatan selama periode awal Alkitab,” Manning menyimpulkan.

Apakah Anda menyukai materinya? di “Sumber saya” di Yandex.News dan bacalah kami lebih sering.

Fondasi fisik

Karbon, yang merupakan salah satu komponen utama organisme biologis, terdapat di atmosfer bumi dalam bentuk 12 C dan 13 C yang stabil serta radioaktif 14 C. Isotop 14 C terus-menerus terbentuk di bawah pengaruh (terutama, tetapi juga radiasi). dari sumber terestrial juga). Perbandingan isotop karbon radioaktif dan stabil di atmosfer dan di biosfer pada waktu yang sama di tempat yang sama adalah sama, karena semua organisme hidup terus-menerus berpartisipasi dalam metabolisme karbon dan menerima karbon dari lingkungan, dan isotop, karena sifat kimianya yang tidak dapat dibedakan, berpartisipasi dalam proses biokimia dengan cara yang hampir sama. Dalam organisme hidup aktivitas tertentu 14 C sama dengan sekitar 0,3 peluruhan per detik per gram karbon, yang setara dengan kandungan isotop 14 C sekitar 10 −10%.

Dengan matinya tubuh, metabolisme karbon terhenti. Setelah itu, isotop stabil dipertahankan, dan radioaktif (14 C) dialami selama 5568 ± 30 tahun, akibatnya kandungannya dalam sisa-sisa secara bertahap menurun. Mengetahui rasio awal kandungan isotop dalam tubuh dan mengukur rasionya saat ini dalam bahan biologis, adalah mungkin untuk menentukan berapa banyak karbon-14 yang telah membusuk dan, dengan demikian, menentukan waktu yang telah berlalu sejak kematian suatu organisme.

Aplikasi

Untuk menentukan umur, karbon diisolasi dari suatu fragmen sampel yang diteliti (dengan membakar fragmen tersebut), radioaktivitas diukur untuk karbon yang dilepaskan, berdasarkan ini, ditentukan rasio isotop, yang menunjukkan umur sampel. Sampel karbon untuk pengukuran aktivitas biasanya dimasukkan ke dalam gas yang mengisi penghitung proporsional, atau ke dalam cairan. DI DALAM Akhir-akhir ini Untuk kandungan 14 C yang sangat rendah dan/atau massa sampel yang sangat kecil (beberapa mg), spektrometri massa akselerator digunakan, yang memungkinkan penentuan kandungan 14 C secara langsung. Batas umur sampel, yang dapat ditentukan dengan metode radiokarbon - sekitar 60.000 tahun, yaitu sekitar 10 waktu paruh 14 C. Selama waktu ini, kandungan 14 C berkurang sekitar 1000 kali lipat (sekitar 1 peluruhan per jam per gram karbon ).

Pengukuran umur suatu benda dengan metode radiokarbon hanya dapat dilakukan bila perbandingan isotop dalam sampel tidak terganggu selama keberadaannya, yaitu sampel tidak terkontaminasi dengan bahan yang mengandung karbon yang berasal kemudian, zat radioaktif dan belum terkena sumber radiasi yang kuat. Menentukan usia sampel yang terkontaminasi dapat menyebabkan kesalahan besar. Misalnya, sebuah kasus dijelaskan ketika pengujian penentuan rumput yang dipetik pada hari analisis menunjukkan usia sekitar jutaan tahun, karena fakta bahwa rumput tersebut dipetik di halaman dekat jalan dengan lalu lintas padat yang terus-menerus, dan sangat terkontaminasi dengan zat-zat gas buangan. Selama beberapa dekade sejak pengembangan metode ini, pengalaman luas telah dikumpulkan dalam mengidentifikasi kontaminan dan membersihkan sampel dari kontaminan tersebut. Kesalahan metode ini saat ini diyakini berkisar antara tujuh puluh hingga tiga ratus tahun.

Salah satu kasus penggunaan metode radiokarbon yang paling terkenal adalah studi tentang fragmen (tempat suci Kristen yang konon berisi jejak tubuh orang yang disalib), yang dilakukan dalam setahun, secara bersamaan di beberapa laboratorium. Penanggalan radiokarbon memungkinkan penanggalan kafan tersebut pada periode berabad-abad.

Kalibrasi

Asumsi awal Libby yang mendasari ide metode ini adalah bahwa rasio isotop karbon di atmosfer tidak berubah dalam ruang dan waktu, dan kandungan isotop dalam organisme hidup sama persis. kondisi saat ini suasana. Sekarang sudah diketahui dengan pasti bahwa semua asumsi ini hanya dapat diterima secara kasar. Kandungan isotop 14 C bergantung pada lingkungan radiasi, yang bervariasi dari waktu ke waktu karena fluktuasi tingkat sinar dan aktivitas kosmik, dan di ruang angkasa, karena distribusi zat radioaktif yang tidak merata di permukaan bumi dan peristiwa yang berhubungan dengan radioaktif. bahan (misalnya, saat ini Pembentukan isotop 14 C masih berkontribusi terhadap bahan radioaktif yang terbentuk dan tersebar selama pengujian atmosfer pada pertengahan abad ini). Dalam beberapa dekade terakhir, akibat pembakaran bahan bakar fosil, yang praktis tidak ada 14 C, kandungan isotop ini di atmosfer telah menurun. Oleh karena itu, menerima rasio isotop tertentu sebagai konstan dapat menghasilkan kesalahan yang signifikan (dalam kurun waktu ribuan tahun). Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa beberapa proses dalam organisme hidup menyebabkan akumulasi isotop radioaktif karbon yang berlebihan, sehingga mengganggu rasio alami isotop. Pemahaman tentang proses yang terkait dengan metabolisme karbon di alam dan pengaruh proses ini terhadap rasio isotop pada objek biologis tidak dapat dicapai dengan segera.

Akibatnya, penanggalan radiokarbon yang dibuat 30-40 tahun lalu seringkali menjadi sangat tidak akurat. Secara khusus, pengujian metode yang dilakukan pada waktu itu terhadap pohon hidup yang berumur beberapa ribu tahun menunjukkan penyimpangan yang signifikan untuk sampel kayu yang berumur lebih dari 1000 tahun.

Saat ini untuk aplikasi yang benar Metode ini dikalibrasi secara cermat, dengan mempertimbangkan perubahan rasio isotop untuk era dan wilayah geografis yang berbeda, serta mempertimbangkan kekhasan akumulasi isotop radioaktif pada makhluk hidup dan tumbuhan. Untuk mengkalibrasi metode ini, penentuan rasio isotop digunakan untuk objek yang penanggalan absolutnya diketahui. Salah satu sumber data kalibrasi adalah. Perbandingan juga dilakukan antara penentuan umur sampel menggunakan metode radiokarbon dengan hasil metode penanggalan isotop lainnya. Kurva standar yang digunakan untuk mengubah umur radiokarbon terukur suatu sampel menjadi umur absolut diberikan di sini: .

Dapat dinyatakan bahwa di dalamnya bentuk modern selama interval sejarah (dari puluhan tahun hingga 60-70 ribu tahun yang lalu), metode radiokarbon dapat dianggap sebagai metode independen yang cukup andal dan terkalibrasi secara kualitatif untuk menentukan penanggalan objek asal biologis.

Kritik terhadap metode ini

Terlepas dari kenyataan bahwa penanggalan radiokarbon telah lama dimasukkan dalam praktik ilmiah dan digunakan secara luas, terdapat juga kritik terhadap metode ini, yang mempertanyakan kasus-kasus individual penerapannya dan landasan teoretis dari metode ini secara keseluruhan. Biasanya, metode radiokarbon dikritik oleh para pendukungnya dan pihak lain. Keberatan utama terhadap penanggalan radiokarbon diberikan dalam artikel tersebut .

Penanggalan radiokarbon telah mengubah pemahaman kita selama 50.000 tahun terakhir. Profesor Willard Libby pertama kali mendemonstrasikannya pada tahun 1949, dan ia kemudian dianugerahi Hadiah Nobel.

Metode kencan

Inti dari penanggalan radiokarbon adalah membandingkan tiga isotop karbon yang berbeda. Isotop suatu unsur tertentu memiliki nomor yang sama proton dalam inti, tapi nomor yang berbeda neutron. Artinya meskipun secara kimiawi sangat mirip, keduanya mempunyai massa yang berbeda.

Massa total isotop ditunjukkan dengan indeks numerik. Meskipun isotop ringan 12 C dan 13 C bersifat stabil, isotop terberat 14 C (radiokarbon) bersifat radioaktif. Intinya sangat besar sehingga tidak stabil.

Seiring waktu, 14 C - dasar penanggalan radiokarbon - terurai menjadi nitrogen 14 N. Kebanyakan Karbon-14 tercipta di lapisan atas atmosfer, tempat neutron yang dihasilkan oleh sinar kosmik bereaksi dengan atom 14N.

Kemudian dioksidasi menjadi 14 CO 2, memasuki atmosfer dan bercampur dengan 12 CO 2 dan 13 CO 2. Karbon dioksida digunakan oleh tanaman selama fotosintesis dan dari sana melewati rantai makanan. Oleh karena itu, setiap tumbuhan dan hewan dalam rantai ini (termasuk manusia) akan memiliki jumlah 14 C yang sama dibandingkan dengan 12 C di atmosfer (rasio 14 C: 12 C).

Keterbatasan metode

Ketika makhluk hidup mati, jaringan tidak lagi tergantikan dan peluruhan radioaktif 14 C menjadi jelas. Setelah 55 ribu tahun, 14 C meluruh sedemikian rupa sehingga residunya tidak dapat diukur lagi.

Apa itu penanggalan radiokarbon? dapat digunakan sebagai "jam" karena tidak bergantung pada kondisi fisik (misalnya suhu) dan kimia (misalnya kandungan air). Dalam 5730 tahun, setengah dari 14 C yang terkandung dalam sampel meluruh.

Oleh karena itu, jika perbandingan 14 C : 12 C pada saat meninggal dan perbandingan saat ini diketahui, maka dapat dihitung berapa lama waktu yang telah berlalu. Sayangnya, mengidentifikasi mereka tidaklah mudah.

Penanggalan radiokarbon: ketidakpastian

Jumlah 14 C di atmosfer, dan juga pada tumbuhan dan hewan, tidak selalu konstan. Misalnya, besarnya bervariasi tergantung pada berapa banyak sinar kosmik yang mencapai Bumi. Hal ini bergantung pada aktivitas matahari dan medan magnet planet kita.

Untungnya, variasi sampel ini dapat diukur dengan metode lain. Lingkaran pohon dan perubahan kandungan radiokarbonnya dapat dihitung. Dari data ini sebuah "kurva kalibrasi" dapat dibangun.

Saat ini, pekerjaan sedang dilakukan untuk memperluas dan memperbaikinya. Pada tahun 2008, hanya penanggalan radiokarbon hingga 26.000 tahun yang dapat dikalibrasi. Saat ini kurva tersebut telah diperpanjang hingga 50.000 tahun.

Apa yang bisa diukur?

Tidak semua bahan dapat diberi tanggal menggunakan metode ini. Kebanyakan, jika tidak semua, senyawa organik mengizinkan penanggalan radiokarbon. Beberapa zat anorganik, seperti komponen aragonit pada cangkang, juga dapat diberi tanggal karena karbon-14 digunakan dalam pembentukan mineral tersebut.

Bahan-bahan yang telah berumur sejak awal metode ini meliputi kayu, ranting, biji-bijian, tulang, cangkang, kulit, gambut, lumpur, tanah, rambut, tembikar, serbuk sari, lukisan dinding, karang, sisa darah, tekstil, kertas, perkamen, resin dan air.

Penanggalan radiokarbon tidak mungkin dilakukan kecuali mengandung karbon-14. Pengecualiannya adalah produk besi, yang pembuatannya menggunakan batu bara.

Hitungan ganda

Karena kerumitan ini, penanggalan radiokarbon disajikan dalam dua cara. Pengukuran yang tidak dikalibrasi dilaporkan dalam beberapa tahun sebelum tahun 1950 (BP). Tanggal yang dikalibrasi juga disajikan sebagai BC. BC, dan sesudahnya, serta menggunakan unit calBP (dikalibrasi hingga saat ini, hingga tahun 1950). Ini adalah "perkiraan terbaik" dari usia sebenarnya sampel, namun hal ini diperlukan untuk dapat kembali ke data lama dan mengkalibrasinya karena penelitian baru terus memperbarui kurva kalibrasi.

Kuantitas dan kualitas

Kesulitan kedua adalah kelimpahan 14 C yang sangat rendah. Hanya 0,0000000001% karbon di atmosfer modern yang bersuhu 14 C, yang menyebabkan kesulitan luar biasa dalam pengukuran dan membuatnya sangat sensitif terhadap polusi.

Pada tahun-tahun awal, penanggalan radiokarbon dari produk peluruhan memerlukan sampel yang sangat besar (misalnya, setengah tulang paha manusia). Banyak laboratorium sekarang menggunakan spektrometer massa akselerator (AMS), yang dapat mendeteksi dan mengukur keberadaan berbagai isotop, serta menghitung jumlah atom karbon-14 individu.

Metode ini memerlukan kurang dari 1 g jaringan tulang, namun hanya sedikit negara yang mampu membeli lebih dari satu atau dua AMS, yang harganya lebih dari $500 ribu. Misalnya, Australia hanya memiliki 2 instrumen yang mampu melakukan penanggalan radiokarbon, dan instrumen tersebut tidak dapat dicapai oleh sebagian besar negara berkembang.

Kebersihan adalah kunci ketelitian

Selain itu, sampel harus dibersihkan secara menyeluruh dari kontaminan karbon dari perekat dan tanah. Hal ini sangat penting terutama untuk material yang sangat tua. Jika 1% unsur dalam sampel berumur 50.000 tahun berasal dari kontaminan modern, maka unsur tersebut akan berumur 40.000 tahun.

Oleh karena itu, para peneliti terus mengembangkan metode baru pembersihan yang efektif bahan. Hal ini dapat memberikan dampak yang signifikan terhadap hasil penanggalan radiokarbon. Keakuratan metode ini meningkat secara signifikan seiring dengan berkembangnya metode pembersihan baru karbon aktif ABOx-SC. Hal ini memungkinkan, misalnya, untuk menunda tanggal kedatangan orang pertama di Australia lebih dari 10 ribu tahun.

Penanggalan radiokarbon: kritik

Metode yang membuktikan bahwa lebih dari 10 ribu tahun yang disebutkan dalam Alkitab telah berlalu sejak asal mula bumi telah berulang kali dikritik oleh para penganut paham kreasionis. Misalnya, mereka berargumen bahwa setelah 50.000 tahun tidak akan ada lagi karbon-14 yang tersisa dalam sampel, namun batu bara, minyak, dan gas alam, yang diyakini berusia jutaan tahun, mengandung isotop ini dalam jumlah yang dapat diukur, yang dikonfirmasi oleh penanggalan karbon. . pada saat yang sama terdapat lebih banyak radiasi latar, yang tidak dapat dihilangkan di laboratorium. Artinya, sampel yang tidak mengandung satu atom karbon radioaktif pun akan menunjukkan tanggal 50 ribu tahun. Namun fakta ini tidak menimbulkan keraguan terhadap penanggalan benda-benda tersebut, dan tentunya tidak menunjukkan bahwa minyak, batu bara, dan gas alam lebih muda dari usia tersebut.

Kaum kreasionis juga mencatat beberapa keanehan dalam penanggalan radiokarbon. Misalnya, penanggalan moluska air tawar menentukan usia mereka lebih dari 2000 tahun, yang menurut mereka mendiskreditkan metode ini. Faktanya, moluska diketahui memperoleh sebagian besar karbonnya dari batu kapur dan humus, yang memiliki kandungan 14 C yang sangat rendah, karena mineral ini sudah sangat tua dan tidak memiliki akses terhadap karbon dari udara. Penanggalan radiokarbon, yang keakuratannya dalam hal ini dapat dipertanyakan, ternyata sesuai dengan kenyataan. Kayu, misalnya, tidak mengalami masalah ini karena tanaman menerima karbon langsung dari udara, yang mengandung 14 C dalam dosis penuh.

Argumen lain yang menentang metode ini adalah fakta bahwa pohon mampu membentuk lebih dari satu cincin dalam satu tahun. Ini benar, tetapi lebih sering terjadi bahwa mereka tidak membentuk cincin pertumbuhan sama sekali. Pinus bristlecone, yang menjadi dasar sebagian besar pengukuran, memiliki cincin 5% lebih sedikit dibandingkan umur sebenarnya.

Menetapkan tanggal

Penanggalan radiokarbon bukan hanya sebuah metode, tetapi juga penemuan menarik tentang masa lalu dan masa kini. Metode ini memungkinkan para arkeolog menyusun temuan dalam urutan kronologis tanpa memerlukan catatan tertulis atau koin.

Pada abad ke-19 dan awal abad ke-20, para arkeolog yang sangat sabar dan cermat menghubungkan tembikar dan peralatan batu dari wilayah geografis yang berbeda dengan mencari kesamaan dalam bentuk dan pola. Kemudian, dengan menggunakan gagasan bahwa gaya objek berevolusi dan menjadi lebih kompleks seiring berjalannya waktu, mereka dapat mengurutkannya.

Oleh karena itu, makam berkubah besar (dikenal sebagai tholos) di Yunani dianggap sebagai pendahulu dari bangunan serupa di pulau Maeshowe, Skotlandia. Hal ini mendukung gagasan bahwa peradaban klasik Yunani dan Roma adalah pusat dari semua inovasi.

Namun, penanggalan radiokarbon mengungkapkan bahwa makam-makam di Skotlandia berusia ribuan tahun lebih tua daripada makam-makam Yunani. Orang barbar utara mampu mendesain struktur yang kompleks, mirip dengan yang klasik.

Proyek penting lainnya adalah penanggalan Kain Kafan Turin pada periode abad pertengahan, penanggalan Gulungan Laut Mati pada zaman Kristus, dan periodisasi lukisan yang agak kontroversial pada 38.000 calBP (sekitar 32.000 BP), ribuan tahun sebelumnya. dari yang diharapkan.

Penanggalan radiokarbon juga telah digunakan untuk menentukan waktu kepunahan mamut dan berkontribusi terhadap perdebatan mengenai apakah orang modern dan Neanderthal atau tidak.

Isotop 14 C digunakan tidak hanya untuk menentukan usia. Penanggalan radiokarbon memungkinkan kita mempelajari sirkulasi laut dan melacak pergerakan obat ke seluruh tubuh, namun ini adalah topik untuk artikel lain.

YouTube ensiklopedis

    1 / 5

    Penanggalan radiokarbon, Bagian 1

    Penanggalan radiokarbon, bagian 2

    Penanggalan radioisotop: apakah dasar-dasar teknik ini dapat diandalkan?

    Kain Kafan Turin - penanggalan radiokarbon

    Mekanisme Antikythera: Fakta dan Fiksi

    Subtitle

    Dalam video ini saya ingin fokus, pertama, pada bagaimana karbon-14 muncul dan bagaimana karbon-14 menembus ke dalam semua makhluk hidup. Dan kemudian, baik di video ini atau di video berikutnya, kita akan membahas tentang cara menggunakannya untuk berkencan, yaitu, bagaimana cara menggunakannya untuk mengetahui bahwa tulang ini berusia 12.000 tahun, atau bahwa orang ini meninggal 18.000 tahun yang lalu - apa pun. Mari kita menggambar Bumi. Ini adalah permukaan bumi. Lebih tepatnya, hanya sebagian kecil saja. Lalu muncullah atmosfer bumi. Saya akan mengecatnya dengan warna kuning. Di sinilah kita memiliki atmosfer. Mari kita tandatangani. Dan 78% - unsur paling melimpah di atmosfer kita adalah nitrogen. Ini 78% nitrogen. Saya akan menuliskannya: "nitrogen". Simbolnya adalah N. Ia memiliki 7 proton dan 7 neutron. Jadi massa atomnya kira-kira 14. Dan isotop nitrogen yang paling umum... Kami membahas konsep isotop dalam video kimia. Dalam sebuah isotop, proton menentukan unsur apa yang dikandungnya. Namun jumlah ini dapat berubah tergantung jumlah neutron yang tersedia. Varian suatu unsur yang berbeda dengan cara ini disebut isotop. Saya menganggap ini sebagai versi dari satu elemen. Bagaimanapun, kita mempunyai atmosfer, serta apa yang disebut sebagai radiasi kosmik yang memancar dari matahari kita, tapi ini sebenarnya bukan radiasi. Ini adalah partikel kosmik. Anda dapat menganggapnya sebagai proton tunggal, yang sama dengan inti hidrogen. Mereka juga bisa berupa partikel alfa, yang sama dengan inti helium. Terkadang ada juga elektron. Mereka tiba, kemudian bertabrakan dengan komponen atmosfer kita dan bahkan membentuk neutron. Jadi, neutron dihasilkan. Mari kita nyatakan sebuah neutron dengan huruf kecil n, maka 1 adalah nomor massanya. Kami tidak menulis apa pun karena tidak ada proton di sini. Berbeda dengan nitrogen yang berjumlah 7 proton. Jadi sebenarnya ini bukan sebuah elemen. Partikel subatom. Jadi, neutron terbentuk. Dan sesekali... Jujur saja, ini sepertinya bukan reaksi biasa. Namun terkadang salah satu neutron ini bertabrakan dengan atom nitrogen-14 dengan cara tertentu. Ia melumpuhkan salah satu proton nitrogen dan, pada kenyataannya, menggantikan dirinya sendiri. Saya akan menjelaskannya sekarang. Ini melumpuhkan salah satu proton. Sekarang, alih-alih tujuh proton, kita mendapatkan 6. Tetapi angka 14 ini tidak akan berubah menjadi 13, karena telah terjadi penggantian. Jadi akan ada 14 yang tersisa di sini. Tapi sekarang, karena hanya ada 6 proton, menurut definisi, ini bukan lagi nitrogen. Sekarang karbon. Dan proton yang tersingkir akan dipancarkan. Saya akan mengecatnya dengan warna berbeda. Ini merupakan nilai tambah. Sebuah proton dipancarkan ke luar angkasa... Anda bisa menyebutnya hidrogen 1. Entah bagaimana ia bisa menarik elektron. Jika ia tidak memperoleh elektron, ia hanya akan menjadi ion hidrogen, ion positif, bagaimanapun juga, atau inti hidrogen. Proses ini bukanlah fenomena biasa, tetapi terjadi dari waktu ke waktu - inilah bagaimana karbon-14 terbentuk. Jadi inilah karbon-14. Pada dasarnya, Anda dapat menganggapnya sebagai nitrogen-14, di mana salah satu protonnya digantikan oleh neutron. Hal yang menarik adalah bahwa ia terus-menerus terbentuk di atmosfer kita, bukan dalam jumlah besar, tetapi dalam jumlah yang nyata. Saya akan menuliskan ini. Formasi konstan. Bagus. Sekarang... Saya ingin Anda menjelaskannya. Mari kita lihat tabel periodik. Berdasarkan definisinya, karbon mempunyai 6 proton, tetapi isotop karbon yang paling umum adalah karbon-12. Karbon-12 adalah yang paling umum. Sebagian besar karbon dalam tubuh kita adalah karbon-12. Namun yang menarik adalah ia menghasilkan sejumlah kecil karbon-14, dan kemudian karbon-14 tersebut dapat bergabung dengan oksigen membentuk karbon dioksida. Karbon dioksida kemudian diserap ke atmosfer dan laut. Itu bisa diambil alih oleh tanaman. Ketika orang berbicara tentang penyerapan karbon, sebenarnya yang mereka bicarakan adalah penggunaan energi. sinar matahari untuk menangkap gas karbon dan mengubahnya menjadi jaringan organik. Jadi karbon-14 terus diproduksi. Itu ada di lautan, ada di udara. Bercampur dengan seluruh suasana. Mari kita menulis: lautan, udara. Dan kemudian masuk ke dalam tanaman. Faktanya, tumbuhan tersusun dari karbon tetap, yang ditangkap dalam bentuk gas dan dipindahkan, bisa dikatakan, dalam bentuk padat, ke dalam jaringan hidup. Misalnya, kayu terbuat dari apa. Karbon tertanam di dalam tanaman dan kemudian berakhir di tubuh orang yang memakan tanaman tersebut. Bisa jadi itu adalah kita. Mengapa ini menarik? Saya telah menjelaskan mekanismenya, meskipun karbon-12 adalah isotop yang paling umum, sebagian tubuh kita mengakumulasi karbon-14 selama hidup kita. Yang menarik adalah Anda hanya bisa mendapatkan karbon-14 ini saat Anda masih hidup dan saat Anda sedang makan. Karena begitu Anda mati dan terkubur di bawah tanah, karbon-14 tidak dapat lagi menjadi bagian dari jaringan Anda karena Anda tidak lagi memakan apapun yang mengandung karbon-14. Dan begitu Anda meninggal, Anda tidak lagi menerima pengisian kembali karbon-14. Dan karbon-14 yang Anda miliki pada saat kematian akan membusuk melalui peluruhan β - kita telah mempelajarinya - kembali menjadi nitrogen-14. Artinya, prosesnya berjalan mundur. Jadi ia meluruh menjadi nitrogen-14, dan peluruhan β melepaskan sebuah elektron dan anti-neutrino. Saya tidak akan menjelaskan secara detail sekarang. Pada dasarnya, itulah yang terjadi di sini. Salah satu neutron berubah menjadi proton, dan selama reaksi ia melepaskannya. Mengapa ini menarik? Seperti yang saya katakan, selama Anda hidup, karbon-14 akan terus masuk. Karbon-14 terus membusuk. Namun ketika Anda sudah tiada dan tidak lagi mengonsumsi tanaman, atau menghirup atmosfer, jika Anda adalah tanaman, Anda akan menangkap karbon dari udara - yang merupakan inti dari tanaman... Saat tanaman mati, ia tidak lagi mengonsumsi karbon dioksida dari atmosfer atau memasukkannya ke dalam kain. Karbon-14 pada kain ini “dibekukan”. Kemudian hancur dengan kecepatan tertentu. Hal ini kemudian dapat digunakan untuk menentukan berapa lama makhluk tersebut mati. Laju terjadinya hal ini, laju peluruhan karbon-14 hingga separuhnya hilang atau terurai menjadi separuhnya, adalah sekitar 5.730 tahun. Ini disebut waktu paruh. Kami membicarakan hal ini di video lain. Ini disebut waktu paruh. Saya ingin Anda memahami hal ini. Tidak diketahui separuh mana yang hilang. Ini adalah konsep probabilistik. Anda hanya dapat berasumsi bahwa semua karbon-14 di sebelah kiri akan membusuk, dan semua karbon-14 di sebelah kanan tidak akan membusuk dalam waktu 5.730 tahun tersebut. Artinya, setiap atom karbon-14 memiliki peluang 50 persen untuk meluruh menjadi nitrogen-14 dalam waktu 5.730 tahun. Artinya, dalam 5.730 tahun, sekitar setengahnya akan membusuk. Mengapa ini penting? Jika Anda mengetahui bahwa semua makhluk hidup memiliki sejumlah karbon-14 di jaringannya sebagai bagian dari zat penyusunnya, dan kemudian Anda menemukan beberapa tulang... Katakanlah Anda menemukan tulang selama penggalian arkeologi. Anda akan mengatakan bahwa tulang ini memiliki setengah karbon-14 dari makhluk hidup di sekitar Anda. Sangat masuk akal untuk berasumsi bahwa tulang ini pasti berusia 5.730 tahun. Lebih baik lagi jika Anda menggali lebih dalam lagi dan menemukan tulang lainnya. Mungkin beberapa meter lebih dalam. Dan Anda akan menemukan bahwa ia mengandung 1/4 karbon-14 yang ditemukan pada makhluk hidup. Lalu berapa umurnya? Jika hanya 1/4 karbon-14, ia telah melalui 2 waktu paruh. Setelah satu waktu paruh, ia akan mempunyai 1/2 karbon tersisa. Kemudian, setelah waktu paruh kedua, separuhnya juga akan berubah menjadi nitrogen-14. Jadi ada 2 waktu paruh yang terjadi di sini, sehingga 2 kali 5,730 tahun. Apa kesimpulan mengenai umur benda tersebut? Plus atau minus 11.460 tahun. Terjemahan oleh komunitas Amara.org

Fondasi fisik

Pada tahun 2015, para ilmuwan dari Imperial College London menghitung bahwa penggunaan hidrokarbon secara terus-menerus akan meniadakan penanggalan radiokarbon.