Radyokarbon tarihleme nedir

Paganizmden bize gelen her şey yoğun bir sisle örtülmüştür; ölçemediğimiz yük aralığına aittir. Bunun Hıristiyanlıktan daha eski olduğunu biliyoruz, ancak iki yıl, iki yüz yıl veya tam bir bin yıl - burada yalnızca tahmin edebiliriz. Rasmus Nierup, 1806.

Birçoğumuz bilimden korkuyoruz. Nükleer fiziğin gelişiminin sonuçlarından biri olan radyokarbon tarihlemesi böyle bir olgunun örneğidir. Bu yöntemin hidroloji, jeoloji, atmosfer bilimi ve arkeoloji gibi farklı ve bağımsız bilimsel disiplinler için önemli sonuçları vardır. Bununla birlikte, radyokarbon tarihleme ilkelerinin anlaşılmasını bilimsel uzmanlara bırakıyoruz ve ekipmanlarının doğruluğuna saygı duyduğumuz ve zekalarına duyduğumuz hayranlığımızdan dolayı onların sonuçlarını körü körüne kabul ediyoruz.

Aslında radyokarbon tarihlemenin ilkeleri şaşırtıcı derecede basit ve kolayca erişilebilir. Üstelik karbon tarihlemesinin "kesin bilim" olduğu düşüncesi yanıltıcıdır ve gerçekte çok az bilim insanı bu görüşe sahiptir. Sorun, radyokarbon tarihlemeyi kronolojik amaçlarla kullanan birçok disiplinin temsilcilerinin bunun doğasını ve amacını anlamamasıdır. Hadi buna bakalım.

Radyokarbon Tarihlemenin İlkeleri
William Frank Libby ve ekibinin üyeleri, 1950'lerde radyokarbon tarihlemenin ilkelerini geliştirdiler. 1960 yılında çalışmaları tamamlandı ve o yılın Aralık ayında Libby, Nobel Kimya Ödülü'ne aday gösterildi. Adaylığına katılan bilim adamlarından biri şunları kaydetti:

“Kimya alanındaki bir keşfin insan bilgisinin farklı alanları üzerinde bu kadar büyük bir etki yaratması nadir görülen bir durumdur. Tek bir keşfin bu kadar yaygın ilgi çekmesi çok nadirdir.”

Libby, kararsız radyoaktif karbon izotopunun (C14) öngörülebilir bir oranda kararlı karbon izotoplarına (C12 ve C13) bozunduğunu keşfetti. Her üç izotop da atmosferde doğal olarak aşağıdaki oranlarda bulunur; C12 - %98,89, C13 - %1,11 ve C14 - %0,00000000010.

Kararlı karbon izotopları C12 ve C13, gezegenimizi oluşturan diğer tüm atomlarla birlikte, yani çok çok uzun zaman önce oluşmuştu. C14 izotopu, güneş atmosferinin kozmik ışınlar tarafından günlük olarak bombardıman edilmesi sonucu mikroskobik miktarlarda oluşur. Kozmik ışınlar belirli atomlarla çarpıştığında onları yok eder, bunun sonucunda bu atomların nötronları dünya atmosferinde serbest kalır.

C14 izotopu, bu serbest nötronlardan birinin nitrojen atomunun çekirdeğiyle kaynaşması sonucu oluşur. Dolayısıyla radyokarbon, farklı kimyasal elementlerin bir alaşımı olan bir "Frankenstein izotopudur". Daha sonra sabit bir hızda oluşan C14 atomları oksidasyona uğrar ve fotosentez süreci ve doğal besin zinciri yoluyla biyosfere nüfuz eder.

Tüm canlıların organizmalarında C12 ve C14 izotoplarının oranı, bu izotopların bulundukları coğrafi bölgedeki atmosferik oranına eşit olup, metabolizma hızları ile korunur. Ancak ölümden sonra organizmalar karbon biriktirmeyi bırakır ve C14 izotopunun bu noktadan sonraki davranışı ilginç hale gelir. Libby, C14'ün yarı ömrünün 5568 yıl olduğunu buldu; 5568 yıl sonra izotopta kalan atomların yarısı bozunur.

Dolayısıyla, C12'nin C14 izotoplarına başlangıç oranı jeolojik bir sabit olduğundan, bir numunenin yaşı, artık C14 izotopunun miktarı ölçülerek belirlenebilir. Örneğin, numunede başlangıçta bir miktar C14 mevcutsa organizmanın ölüm tarihi, 10.146 yıllık bir yaşa karşılık gelen iki yarı ömür (5568 + 5568) ile belirlenir.

Bu, arkeolojik bir araç olarak radyokarbon tarihlemenin temel ilkesidir. Radyokarbon biyosfer tarafından emilir; organizmanın ölümüyle birlikte birikmeyi bırakır ve ölçülebilen belli bir oranda bozunur.

Yani C 14/C 12 oranı giderek azalıyor. Böylece bir canlının ölüm anından itibaren işlemeye başlayan bir “saat” elde etmiş oluyoruz. Görünüşe göre bu saat yalnızca bir zamanlar canlı olan cesetler üzerinde çalışıyor. Örneğin volkanik kayaların yaşını belirlemek için kullanılamazlar.

C 14'ün bozunma hızı, bu maddenin yarısının 5730 ± 40 yıl içinde N 14'e dönüşeceği şekildedir. Buna “yarı ömür” denir. İki yarılanma ömründen, yani 11.460 yıldan sonra, orijinal miktarın yalnızca dörtte biri kalacaktır. Yani bir numunedeki C14/C12 oranı modern canlı organizmaların dörtte biri ise numune teorik olarak 11.460 yaşındadır. Radyokarbon yöntemini kullanarak 50.000 yıldan daha eski nesnelerin yaşını belirlemek teorik olarak imkansızdır. Bu nedenle radyokarbon tarihlemesi milyonlarca yıllık yaşları gösteremez. Numune C14 içeriyorsa, bu zaten onun yaşının göstergesidir az milyon yıl.

Ancak her şey o kadar basit değil. Birincisi, bitkiler C14 içeren karbondioksiti daha kötü emer. Sonuç olarak, beklenenden daha az miktarda madde biriktiriyorlar ve bu nedenle test edildiklerinde gerçekte olduklarından daha yaşlı görünüyorlar. Üstelik farklı bitkiler C14'ü farklı şekillerde asimile eder ve buna da dikkat edilmelidir. 2

İkincisi, atmosferdeki C14 / C12 oranı her zaman sabit değildi - örneğin, büyük miktarlarda organik yakıtın yanması nedeniyle, bir karbondioksit kütlesinin tükendiği endüstriyel çağın başlamasıyla birlikte azaldı. C 14 serbest bırakıldı. Buna göre, bu dönemde ölen organizmalar radyokarbon tarihlemesinde daha yaşlı görünmektedir. Daha sonra 1950'lerde karada konuşlu nükleer testlerle bağlantılı olarak C14O2'de bir artış oldu. 3 Bunun sonucunda da bu dönemde ölen organizmalar gerçekte olduklarından daha genç görünmeye başladı.

Tarihçiler tarafından yaşı kesin olarak belirlenen nesnelerdeki C14 içeriğinin ölçümleri (örneğin, mezarlardaki gömülme tarihini gösteren tahıl), o dönemde atmosferdeki C14 düzeyinin tahmin edilmesini ve dolayısıyla kısmen "doğru" olmasını mümkün kılar. radyokarbon “saatinin” ilerleyişi. Buna göre tarihsel veriler dikkate alınarak yapılan radyokarbon tarihlemesi oldukça verimli sonuçlar verebilmektedir. Ancak arkeologlar bu "tarihi ortamda" bile sık görülen anormallikler nedeniyle radyokarbon tarihlerinin kesin olduğunu düşünmüyorlar. Tarihsel kayıtlarla ilişkili tarihleme yöntemlerine daha çok güveniyorlar.

Geçmiş veriler dışında “saatin” 14'ten “ayarlanması” mümkün değildir

Laboratuvarda
Tüm bu inkar edilemez gerçekler göz önüne alındığında, dünya çapındaki radyokarbon araştırmalarının sonuçlarını yayınlayan Radiokarbon dergisinde şu ifadeyi görmek son derece tuhaftır:

"Altı saygın laboratuvar, Cheshire'daki Shelford'daki ahşap üzerinde 18 yaş analizi gerçekleştirdi. Tahminler 26.200 ile 60.000 yıl arasında (günümüzden önce) ve 34.600 yıl arasında değişiyor."

İşte bir gerçek daha: Radyokarbon tarihleme teorisi inandırıcı gelse de, prensipleri laboratuvar örneklerine uygulandığında insan faktörleri devreye giriyor. Bu, bazen çok önemli hatalara yol açar. Ayrıca laboratuvar numuneleri, ölçülen C14 kalıntı seviyesini değiştiren arka plan radyasyonuyla kirlenir.

Renfrew'un 1973'te ve Taylor'ın 1986'da işaret ettiği gibi, radyokarbon tarihlemesi, teorisinin gelişimi sırasında Libby tarafından yapılan bir dizi kanıtlanmamış varsayıma dayanmaktadır. Örneğin, son yıllarda C14'ün sözde 5.568 yıllık yarı ömrü hakkında çok fazla tartışma yapıldı. Bugün çoğu bilim adamı Libby'nin yanıldığı ve C14'ün yarı ömrünün aslında yaklaşık 5.730 yıl olduğu konusunda hemfikir. 162 yıllık tutarsızlık, binlerce yıl öncesinden örnekleri tarihlendirirken anlamlı hale geliyor.

Ancak Nobel Kimya Ödülü'nün yanı sıra Libby, yeni sistemine tamamen güvenmeye başladı. Eski Mısır'dan gelen arkeolojik örneklerin radyokarbon tarihlemesi, eski Mısırlıların kronolojilerine dikkat etmeleri nedeniyle zaten tarihlendirilmişti. Ne yazık ki, radyokarbon analizi çok düşük bir yaş verdi; bazı durumlarda tarihsel kayıtlara göre 800 yıl daha genç. Ancak Libby şaşırtıcı bir sonuca vardı:

"Verilerin dağılımı, MÖ 2. binyılın başlangıcından önceki eski Mısır tarihi tarihlerinin çok yüksek olduğunu ve MÖ 3. binyılın başlangıcındaki gerçek tarihlerden 500 yıl daha eski olabileceğini gösteriyor."

Bu, klasik bir bilimsel kibir örneğidir ve bilimsel yöntemlerin arkeolojik yöntemlere üstünlüğüne dair kör, neredeyse dini bir inançtır. Libby yanılıyordu; radyokarbon tarihlemesi onu başarısızlığa uğratmıştı. Bu sorun artık çözüldü, ancak karbon tarihlemenin kendi kendine ilan ettiği itibar hala güvenilirliğini aşıyor.

Araştırmam, radyokarbon tarihleme konusunda günümüzde hala büyük yanlış anlamalara yol açabilecek iki ciddi sorun olduğunu gösteriyor. Bunlar (1) numunelerin kirlenmesi ve (2) jeolojik dönemler boyunca atmosferik C14 seviyelerindeki değişikliklerdir.

Radyokarbon tarihleme standartları.

Bir numunenin radyokarbon yaşı hesaplanırken benimsenen standardın değeri, ortaya çıkan değeri doğrudan etkiler. Yayınlanan literatürün ayrıntılı bir analizinin sonuçlarına göre, radyokarbon tarihlemesinde çeşitli standartların kullanıldığı tespit edilmiştir. Bunlardan en ünlüleri Anderson standardı (12,5 dpm/g), Libby standardı (15,3 dpm/g) ve modern standarttır (13,56 dpm/g).

Firavunun teknesiyle çıkmak.

Firavun III. Sesostris'in teknesinin ahşabına üç standart esas alınarak radyokarbon tarihlemesi yapıldı. 1949'da ahşabın tarihlemesi yapılırken standarda (12,5 dpm/g) göre 3700 +/- 50 BP yılı radyokarbon yaşı elde edildi. Libby daha sonra standarda (15,3 dpm/g) göre ahşabı tarihlendirdi. Radyokarbon yaşı değişmedi. 1955'te Libby, teknenin ahşabının tarihini standarda (15,3 dpm/g) göre yeniden belirledi ve 3621 +/-180 BP yıllık bir radyokarbon yaşı elde etti. 1970 yılında teknenin ahşaplarının tarihlendirilmesinde standart (13,56 dpm/g) kullanıldı. Radyokarbon yaşı neredeyse değişmeden kaldı ve 3640 BP yılını buldu. Firavun teknesinin tarihlendirilmesine ilişkin sunduğumuz gerçek veriler, bilimsel yayınlara ilişkin ilgili bağlantılar kullanılarak kontrol edilebilir.

Fiyat sorunu.

Firavun teknesinin ahşabının neredeyse aynı radyokarbon yaşını elde etmek: Değerleri önemli ölçüde farklı olan üç standardın kullanımına dayalı olarak 3621-3700 BP yılı fiziksel olarak imkansızdır. Standardın (15,3 dpm/g) kullanılması, tarihlenen numunenin yaşını otomatik olarak artırır. 998 standartla karşılaştırıldığında (13,56 dpm/g) ve 1668 standartla karşılaştırıldığında (12,5 dpm/g). Bu durumdan kurtulmanın yalnızca iki yolu var. Şunun tanınması:

Firavun Sesostris III'ün teknesinin ahşabı tarihlenirken standartlarla manipülasyonlar yapıldı (ahşap, beyanların aksine aynı standarda göre tarihlendi);

Firavun Sesostris III'ün sihirli teknesi.

Çözüm.

Manipülasyon adı verilen dikkate alınan olgunun özü tek kelimeyle ifade edilir - tahrifat.

Ölümden sonra C 12 içeriği sabit kalır ve C 14 içeriği azalır

Numune kontaminasyonu
Mary Levine şöyle açıklıyor:

“Kontaminasyon, numune materyali ile oluşmamış yabancı kökenli organik materyal numunesinde bulunmasıdır.”

Radyokarbon tarihlendirmesinin ilk dönemlerine ait pek çok fotoğraf, bilim adamlarının örnekleri toplarken veya işlerken sigara içtiklerini gösteriyor. Onlar pek akıllı değil! Renfrew'un işaret ettiği gibi, "analiz için hazırlanırken numunelerinizin üzerine bir tutam kül damlattığınızda, sigaranızın yapıldığı tütünün radyokarbon yaşını öğreneceksiniz."

Her ne kadar bu tür metodolojik yetersizlik günümüzde kabul edilemez olarak görülse de, arkeolojik örnekler hâlâ kirlenme tehlikesiyle karşı karşıyadır. Bilinen kirlilik türleri ve bunları kontrol altına alma yöntemleri Taylor (1987) tarafından yazılan makalede tartışılmaktadır. Kirleticileri dört ana kategoriye ayırır: 1) fiziksel olarak çıkarılabilir, 2) asitte çözünür, 3) alkalide çözünür, 4) solventte çözünür. Tüm bu kirletici maddeler, eğer ortadan kaldırılmazsa, numunenin yaşının laboratuarda belirlenmesini büyük ölçüde etkiler.

Hızlandırıcı kütle spektrometresi (AMS) yönteminin mucitlerinden biri olan H. E. Gove, Torino Kefeni'nin radyokarbon tarihlemesini yaptı. Kefeni yapmak için kullanılan kumaş liflerinin tarihinin 1325 yılına dayandığı sonucuna vardı.

Her ne kadar Gove ve meslektaşları kararlılıklarının gerçekliğinden oldukça emin olsalar da, pek çok kişi, bariz sebeplerden ötürü, Torino Kefeni'nin yaşının çok daha saygın olduğunu düşünüyor. Gove ve arkadaşları tüm eleştirilere uygun bir yanıt verdiler ve eğer bir seçim yapmak zorunda kalsaydım, Torino Kefeni'nin bilimsel tarihlemesinin büyük olasılıkla doğru olduğunu söyleme cesaretini gösterirdim. Ancak her iki durumda da, bu özel projeye yağan eleştiri fırtınası, karbon tarihleme hatasının ne kadar maliyetli olabileceğini ve bazı bilim adamlarının yönteme ne kadar şüpheyle yaklaştıklarını gösteriyor.

Numunelerin daha genç organik karbon tarafından kirlenmiş olabileceği ileri sürüldü; temizleme yöntemleri modern kirleticilerin izlerini gözden kaçırmış olabilir. Oxford Üniversitesi'nden Robert Hedges şunu belirtiyor:

"Küçük bir sistematik hata tamamen göz ardı edilemez."

Shelford ahşap numunesi üzerinde farklı laboratuvarlar tarafından elde edilen tarihlerdeki farklılığı "küçük bir sistematik hata" olarak adlandırır mıydı acaba? Mevcut yöntemlerin mükemmel olduğuna inandırılarak bir kez daha bilimsel retorik tarafından kandırılıyormuşuz gibi görünmüyor muyuz?

Leoncio Garza-Valdez, Torino Kefeni'nin tarihlendirilmesiyle ilgili olarak kesinlikle bu görüşe sahiptir. Tüm eski dokular, Garza-Valdez'e göre radyokarbon analizörünün kafasını karıştıran bakteriyel aktivitenin bir sonucu olarak biyoplastik bir filmle kaplanmıştır. Aslında Torino Kefeni 2000 yaşında olabilir, çünkü radyokarbon tarihlemesi kesin olarak kabul edilemez. Daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Gove'un (Garza-Valdez ile aynı fikirde olmasa da) bu tür eleştirilerin yeni araştırmalar gerektirdiğini kabul etmesi ilginçtir.

Dünyanın atmosferinde, hidrosferinde ve biyosferinde radyokarbon döngüsü (14C)

Dünya atmosferindeki C14 seviyesi
Libby'nin "eşzamanlılık ilkesi"ne göre, herhangi bir coğrafi bölgedeki C14 seviyesi jeolojik tarih boyunca sabittir. Bu öncül, radyokarbon tarihlemenin ilk gelişimindeki güvenilirliği açısından hayati önem taşıyordu. Aslında, kalan C14 seviyelerini güvenilir bir şekilde ölçmek için, ölüm anında bu izotopun ne kadarının vücutta mevcut olduğunu bilmeniz gerekir. Ancak Renfrew'a göre bu önerme yanlıştır:

"Ancak, radyokarbonun sıradan C12'ye orantısal oranının zaman içinde sabit kalmadığı ve M.Ö. 1000'den önce sapmaların o kadar büyük olduğu ve radyokarbon tarihlerinin gerçeklikten önemli ölçüde farklı olabileceği artık biliniyor."

Dendrolojik çalışmalar (ağaç halkalarının incelenmesi), Dünya atmosferindeki C14 seviyesinin son 8.000 yılda önemli dalgalanmalara maruz kaldığını ikna edici bir şekilde göstermektedir. Bu, Libby'nin yanlış bir sabit seçtiği ve araştırmasının hatalı varsayımlara dayandığı anlamına geliyor.

Amerika Birleşik Devletleri'nin güneybatı bölgelerinde yetişen Colorado çamı birkaç bin yaşında olabilir. Bugün hala hayatta olan bazı ağaçlar 4000 yıl önce doğmuştur. Ayrıca bu ağaçların yetiştiği yerlerden toplanan kütükler kullanılarak ağaç halkası kayıtlarının 4.000 yıl daha geriye götürülmesi mümkün. Dendrolojik araştırmalar için yararlı olan diğer uzun ömürlü ağaçlar arasında meşe ve Kaliforniya sekoyası bulunur.

Bildiğiniz gibi, canlı bir ağaç gövdesinin kesilmesinde her yıl yeni bir büyüme halkası büyüyor. Büyüme halkalarını sayarak ağacın yaşını öğrenebilirsiniz. 6000 yıllık bir ağaç halkasındaki C14 seviyesinin modern atmosferdeki C14 seviyesine benzer olacağını varsaymak mantıklı olacaktır. Ama bu doğru değil.

Örneğin ağaç halkalarının analizi, 6000 yıl önce dünya atmosferindeki C14 seviyesinin şu ana göre önemli ölçüde daha yüksek olduğunu gösterdi. Buna göre, dendrolojik analizlere göre bu çağa tarihlenen radyokarbon örneklerinin gerçekte olduklarından belirgin şekilde daha genç olduğu tespit edildi. Hans Suisse'in çalışması sayesinde, atmosferdeki farklı zaman dilimlerindeki dalgalanmaları telafi etmek için C14 seviyesi düzeltme çizelgeleri derlendi. Ancak bu, 8.000 yıldan daha eski örneklerin radyokarbon tarihlemesinin güvenilirliğini önemli ölçüde azalttı. Bu tarihten önce atmosferin radyokarbon içeriği hakkında elimizde veri yok.

National Electrostatics Corporation tarafından üretilen Arizona Üniversitesi'nin (Tucson, Arizona, ABD) hızlandırıcı kütle spektrometresi: a - diyagram, b - kontrol paneli ve C¯ iyon kaynağı, c - hızlandırıcı tankı, d - karbon izotop dedektörü. Fotoğraf: J.S. Burra

"Kötü" sonuçlar mı?

Belirlenen "yaş" beklenenden farklı olduğunda araştırmacılar, tarihlendirme sonucunun geçersiz olduğunu ilan etmek için hemen bir neden buluyor. Bu arka kanıtların yaygın yaygınlığı, radyometrik tarihlemenin ciddi sorunları olduğunu göstermektedir. Woodmorappe, araştırmacıların "uygun olmayan" yaş değerlerini açıklamaya çalışırken başvurdukları hilelere dair yüzlerce örnek veriyor.

Bilim insanları fosil kalıntılarının yaşını revize etti Australopithecus ramidus. 9 Bu fosillerin bulunduğu katmanlara en yakın bazalt örneklerinin çoğunun yaklaşık 23 milyon yaşında olduğu argon-argon yöntemiyle gösterilmiştir. Yazarlar, fosillerin küresel evrim şemasındaki yeri konusundaki anlayışlarına dayanarak bu rakamın "çok yüksek" olduğuna karar verdiler. Fosillerden uzakta bulunan bazaltlara baktılar ve 26 örnekten 17'sini seçerek kabul edilebilir maksimum 4,4 milyon yıllık bir yaş buldular. Geriye kalan dokuz örnek yine çok daha yaşlı bir yaş gösterdi ancak deneyi yapanlar sorunun kayanın kirlenmesinden kaynaklandığına karar vererek bu verileri reddetti. Dolayısıyla radyometrik tarihleme yöntemleri, bilim çevrelerinde hakim olan “uzun dönemler” dünya görüşünden önemli ölçüde etkilenmektedir.

Benzer bir hikaye, primat kafatasının (bu kafatası KNM-ER 1470 örneği olarak bilinir) yaşının belirlenmesiyle ilişkilidir. 10, 11 İlk başta 212-230 milyon yıllık bir sonuç elde edildi. fosillere dayanarak Yanlış olduğu anlaşıldı (“o zamanlar hiç insan yoktu”) ve ardından bu bölgedeki volkanik kayaların yaşını belirlemek için girişimlerde bulunuldu. Birkaç yıl sonra, birkaç farklı araştırma sonucunun yayınlanmasından sonra, 2,9 milyon yıl rakamı üzerinde “anlaştılar” (gerçi bu çalışmalar aynı zamanda “iyi” sonuçların “kötü” sonuçlardan ayrılmasını da içeriyordu; Australopithecus ramidus).

Araştırmacılar, insanın evrimi hakkındaki önyargılara dayanarak kafatasının evrimi konusunda bir türlü anlaşamadılar. 1470 "çok yaşlı." Afrika'daki domuz fosillerini inceleyen antropologlar, kafatasının 1470 aslında çok daha genç. Bilim camiası bu kanıya vardıktan sonra, kayalar üzerinde yapılan ileri araştırmalar bu kafatasının radyometrik yaşını 1,9 milyon yıla düşürdü ve yine "doğrulanan" veriler bulundu. bir diğer sayı. Bu “radyometrik flört oyunu”...

Evrimcilerin tüm verileri kendilerine en uygun sonuca sığdırmak için komplo kurduklarını iddia etmiyoruz. Elbette bu normalde böyle değildir. Sorun farklı: Tüm gözlemsel veriler bilimdeki hakim paradigmaya karşılık gelmelidir. Bu paradigma - ya da daha doğrusu molekülden insana milyonlarca yıllık evrime olan inanç - bilince o kadar sıkı bir şekilde yerleşmiş ki, hiç kimse bunu sorgulamaya izin vermiyor; tam tersine evrim "gerçeği"nden bahsediyorlar. Bu paradigma altında mutlak kesinlikle tüm gözlemlere uyuyor. Sonuç olarak kamuoyuna "objektif ve tarafsız bilim adamı" gibi görünen araştırmacılar, bilinçsizce evrim inancıyla tutarlı gözlemleri seçiyorlar.

Geçmişin normal deneysel araştırmalara (şu anda yürütülen bir dizi deney) erişilemez olduğunu unutmamalıyız. Bilim adamları bir zamanlar olmuş olaylarla deney yapamazlar. Ölçülen kayaların yaşı değildir; izotop konsantrasyonları ölçülür ve bunlar yüksek doğrulukla ölçülebilir. Ancak “yaş”, geçmişle ilgili kanıtlanamayan varsayımlar dikkate alınarak belirlenir.

Tanrı'nın Eyüp'e söylediği sözleri her zaman hatırlamalıyız: “Ben dünyanın temellerini attığımda neredeydin?”(Eyüp 38:4).

Yazılı olmayan tarihle uğraşanlar, şimdiki zamanda bilgi toplayarak geçmişi yeniden inşa etmeye çalışırlar. Aynı zamanda kanıt gereksinimlerinin düzeyi fizik, kimya, moleküler biyoloji, fizyoloji vb. gibi ampirik bilimlerdekinden çok daha düşüktür.

William ( WilliamsÇevredeki radyoaktif elementlerin dönüşümü konusunda uzman olan izotop tarihleme yöntemlerinde 17 kusur tespit etti (bu tarihlemenin sonuçlarına dayanarak, Dünya'nın yaşını yaklaşık olarak belirlemeyi mümkün kılan çok saygın üç eser yayınlandı) 4,6 milyar yıl). 12 John Woodmorappe bu flört yöntemlerini sert bir şekilde eleştirmektedir 8 ve bununla ilgili yüzlerce efsaneyi ortaya çıkarıyor. "Kötü" veriler filtrelendikten sonra geriye kalan birkaç "iyi" sonucun, şanslı bir tesadüfle kolayca açıklanabileceğini ikna edici bir şekilde savunuyor.

“Hangi yaşı tercih edersiniz?”

Radyoizotop laboratuvarları tarafından sunulan anketler genellikle şu soruyu sorar: "Bu örneğin yaşının ne olması gerektiğini düşünüyorsunuz?" Peki bu soru nedir? Flört teknikleri kesinlikle güvenilir ve objektif olsaydı buna gerek kalmazdı. Bunun nedeni muhtemelen laboratuvarların anormal sonuçların yaygınlığının farkında olmaları ve bu nedenle elde ettikleri verilerin ne kadar "iyi" olduğunu anlamaya çalışmalarıdır.

Radyometrik tarihleme yöntemlerinin test edilmesi

Eğer radyometrik tarihleme yöntemleri kayaların yaşını gerçekten nesnel olarak belirleyebilseydi, kesin yaşı bildiğimiz durumlarda da işe yarardı; ayrıca farklı yöntemler tutarlı sonuçlar üretecektir.

Tarihlendirme yöntemleri, bilinen yaştaki nesneler için güvenilir sonuçlar göstermelidir

Radyometrik tarihleme yöntemlerinin kayaların yaşını yanlış belirlediği (bu yaş önceden kesin olarak biliniyordu) çok sayıda örnek vardır. Böyle bir örnek, Yeni Zelanda'daki Ngauruhoe Dağı'ndan gelen beş andezitik lav akışının potasyum-argon "tarihlenmesidir". Lavın 1949'da bir kez, 1954'te üç kez ve 1975'te bir kez daha aktığı bilinmesine rağmen, "belirlenen yaşlar" 0,27 ila 3,5 milyon yıl arasında değişiyordu.

Aynı geriye dönük yöntem şu açıklamaya yol açtı: Kaya sertleştiğinde magma (erimiş kaya) nedeniyle içinde "fazladan" argon kalmıştı. Laik bilimsel literatür, aşırı argonun, bilinen tarihsel yaştaki kayaların yaşlandırılmasında nasıl "ekstra milyonlarca yıl"a yol açtığına dair birçok örnek sunmaktadır. 14 Argonun fazlasının kaynağı, yer kabuğunun hemen altında yer alan yer mantosunun üst kısmı gibi görünüyor. Bu, "genç Dünya" teorisiyle oldukça tutarlıdır - argonun çok az zamanı vardı, sadece serbest bırakılacak zamanı yoktu. Ancak argon fazlalığı kayaların tarihlendirilmesinde bu kadar bariz hatalara yol açıyorsa ünlü yaşı, yaşı belli olan kayaları tarihlendirirken neden aynı yönteme güvenelim ki? Bilinmeyen?!

Diğer yöntemler - özellikle izokronların kullanımı - başlangıç koşulları hakkında çeşitli hipotezler içerir; Ancak bilim adamları, bu tür "güvenilir" yöntemlerin bile "kötü" sonuçlara yol açtığına giderek daha fazla ikna oluyor. Burada yine veri seçimi araştırmacının belirli bir türün yaşı hakkındaki varsayımına dayanmaktadır.

Dr.Steve Austin (Steve Austin) Bir jeolog olan Büyük Kanyon'un alt katmanlarından ve kanyonun kenarındaki lav akıntılarından bazalt örnekleri aldı. 17 Evrimsel mantığa göre kanyonun kenarındaki bazalt, derinliklerdeki bazalttan bir milyar yıl daha genç olmalıdır. Rubidyum-stronsiyum izokron tarihlendirmesini kullanan standart laboratuvar izotop analizi, lav akışının 270 milyon yıl önce nispeten yeni olduğunu gösterdi. daha eski Büyük Kanyon'un derinliklerinden bazalt çıkarmak - ki bu elbette kesinlikle imkansızdır!

Metodolojik sorunlar

Başlangıçta Libby'nin fikri aşağıdaki hipotezlere dayanıyordu:

14C, kozmik ışınların etkisi altında atmosferin üst katmanlarında oluşur, daha sonra atmosfere karışarak karbondioksitin bir parçası haline gelir. Üstelik atmosferdeki 14C yüzdesi sabittir ve atmosferin heterojenliğine ve izotopların bozunmasına rağmen zamana veya mekana bağlı değildir.
Radyoaktif bozunma hızı, 5568 yıllık yarı ömürle ölçülen bir sabittir (bu süre zarfında 14C izotoplarının yarısının 14N'ye dönüştüğü varsayılmaktadır).
Hayvan ve bitki organizmaları vücutlarını atmosferden alınan karbondioksitten oluştururlar ve canlı hücreler atmosferde bulunan 14C izotopunun aynı yüzdesini içerir.
Bir organizmanın ölümü üzerine hücreleri karbon metabolizması döngüsünü terk eder, ancak 14C izotopunun atomları radyoaktif bozunmanın üstel yasasına göre kararlı 12C izotopunun atomlarına dönüşmeye devam eder, bu da geçen süreyi hesaplamamıza olanak tanır organizmanın ölümünden beri. Bu zamana “radyokarbon çağı” (ya da kısaca “RU çağı”) denir.

Materyal biriktikçe bu teorinin karşı örnekleri olmaya başladı: Yakın zamanda ölen organizmaların analizi bazen çok eski bir yaş verir veya tam tersine, bir örnek o kadar büyük miktarda izotop içerir ki hesaplamalar negatif bir RU yaşı verir. Açıkça eski olan bazı nesnelerin genç bir RU yaşına sahip olduğu açıktı (bu tür eserlerin geç sahte olduğu ilan edildi). Sonuç olarak, gerçek yaşın doğrulanabildiği durumlarda RU yaşının her zaman gerçek yaşla örtüşmediği ortaya çıktı. Bu tür gerçekler, yaşı bilinmeyen organik nesnelerin tarihlendirilmesinde X-ışını yönteminin kullanıldığı ve X-ışını tarihlemesinin doğrulanamadığı durumlarda makul şüphelere yol açmaktadır. Yaşın hatalı belirlenmesi vakaları, Libby'nin teorisinin aşağıdaki iyi bilinen eksiklikleriyle açıklanmaktadır (bunlar ve diğer faktörler, M. M. Postnikov'un kitabında analiz edilmiştir) "Antik Dünyanın Kronolojisinin Eleştirel Bir İncelemesi, 3 Ciltte",— M.: Kraft+Lean, 2000, cilt 1, s. 311-318, 1978'de yazılmıştır):

Atmosferdeki 14C yüzdesindeki değişkenlik. 14C içeriği kozmik faktöre (güneş radyasyonunun yoğunluğu) ve karasal faktöre (eski organik maddenin yanması ve bozulması nedeniyle atmosfere “eski” karbonun girmesi, yeni radyoaktivite kaynaklarının ortaya çıkması ve Dünyanın manyetik alanındaki dalgalanmalar). Bu parametrede% 20'lik bir değişiklik, neredeyse 2 bin yıllık RU çağında bir hataya yol açmaktadır.
14C'nin atmosferde düzgün dağılımı kanıtlanmamıştır. Atmosferdeki karışımın hızı, farklı coğrafi bölgelerde 14C içeriğinde önemli farklılıklar olasılığını dışlamaz.
İzotopların radyoaktif bozunma hızı doğru bir şekilde belirlenemeyebilir. Yani, Libby'nin zamanından bu yana, resmi referans kitaplarına göre 14C'nin yarı ömrü yüz yıl, yani yüzde birkaç oranında "değişti" (bu, RU-yaşındaki bir buçuk değişime karşılık geliyor) yüz yıl). Yarı ömür değerinin, belirlendiği deneylere önemli ölçüde (yüzde birkaç içinde) bağlı olduğu ileri sürülmektedir.
Karbon izotopları tamamen eşdeğer değildir Hücre zarları bunları seçici olarak kullanabilir: bazıları 14C'yi emer, bazıları ise tam tersine ondan kaçınır. 14C yüzdesi ihmal edilebilir olduğundan (14C'nin bir atomu ile 12C'nin 10 milyar atomu arasında), bir hücrenin hafif bir izotopik seçiciliği bile RU yaşında büyük bir değişikliğe neden olur (%10'luk bir dalgalanma yaklaşık 600 yıllık bir hataya yol açar). .
Bir organizmanın ölümünden sonra dokularının mutlaka karbon metabolizmasını bırakması gerekmez. çürüme ve yayılma süreçlerine katılmak.
Bir ürünün 14C içeriği aynı olmayabilir. Libby'nin zamanından bu yana, radyokarbon fizikçileri bir numunenin izotop içeriğini belirleme konusunda çok hassas hale geldiler; Hatta izotopun tek tek atomlarını bile sayabildiklerini iddia ediyorlar. Elbette böyle bir hesaplama yalnızca küçük bir örnek için mümkündür, ancak bu durumda şu soru ortaya çıkıyor: Bu küçük örnek tüm nesneyi ne kadar doğru temsil ediyor? İçindeki izotop içeriği ne kadar düzgün? Sonuçta, yüzde birkaç hata, RU çağında yüzyıllık değişikliklere yol açıyor.

Özet
Radyokarbon tarihleme gelişen bir bilimsel yöntemdir. Bununla birlikte, gelişiminin her aşamasında, bilim adamları genel güvenilirliğini koşulsuz olarak desteklediler ve ancak tahminlerdeki veya analiz yöntemindeki ciddi hataları ortaya çıkardıktan sonra sessiz kaldılar. Bir bilim insanının hesaba katması gereken değişkenlerin sayısı göz önüne alındığında hatalar şaşırtıcı olmamalıdır: atmosferik dalgalanmalar, arka plan radyasyonu, bakteri üremesi, kirlilik ve insan hatası.

Temsili bir arkeolojik araştırmanın parçası olarak radyokarbon tarihlemesi hâlâ büyük önem taşıyor; sadece kültürel ve tarihi perspektife yerleştirilmesi gerekiyor. Bir bilim adamının sırf karbon tarihlemesi farklı bir yaşı gösterdiği için çelişkili arkeolojik kanıtları göz ardı etme hakkı var mı? Bu tehlikeli mi. Aslında pek çok Mısırbilimci, Libby'nin Eski Krallık kronolojisinin "bilimsel olarak kanıtlandığı" için yanlış olduğu yönündeki önerisini destekledi. Libby aslında yanılıyordu.

Radyokarbon tarihlemesi diğer verilere tamamlayıcı olarak faydalıdır ve bu da onun güçlü yanıdır. Ancak tüm değişkenlerin kontrol altına alındığı ve tüm hataların ortadan kaldırıldığı gün gelene kadar, radyokarbon tarihlemenin arkeolojik alanlarda son sözü söylemesi mümkün olmayacak.
kaynaklar
K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, ed. kitabından bölüm. D. Batten “CEVAP KİTABI: GENİŞLETİLMİŞ VE GÜNCELLENMİŞ”
Graham Hancock: Tanrıların Ayak Sesleri. M., 2006. S. 692-707.

Araştırmacılar, Ürdün'ün güneyinde yetişen ağaçların karbon-14 içeriğini ölçtüler, yaşlarını belirlediler ve elde edilen tarihleri standart yöntem ölçeğiyle karşılaştırdılar. Sonuç olarak ortalama 19 yıllık farklılıklar buldular. Nispeten küçük bir yanlışlık yine de erken dönem İncil arkeolojik araştırmaları ve paleoekolojik yeniden yapılandırmalar üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Sonuçlar Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri dergisinde sunulmaktadır.

Radyokarbon tarihlemesi, organik madde içeren bitkilerin ve arkeolojik nesnelerin tarihlendirilmesinde kullanılan ana yöntemlerden biridir. Bilim adamları bunu uzun süredir kullanıyor, bu nedenle artık Kuzey ve Güney Yarımküreler için kalibrasyon eğrileri adı verilen standart ölçekler geliştirildi. Takvim ve radyokarbon yaşlarının bağımlılığını temsil ederler. Bu eğriler düz bir çizgiye oldukça yakındır ancak farklı zamanlarda izotop oranlarındaki değişiklikleri yansıtır.

ABD'deki Cornell Üniversitesi'nden baş yazar Stuart Manning, "Tüm radyokarbon tarihleme alanının dayandığı varsayımları test etmeye başladık" diyor. "Son 50 yıldaki atmosferik ölçümlerden karbon izotoplarının yıl boyunca değiştiğini biliyoruz ve ayrıca bitkilerin Kuzey Yarımküre'nin farklı yerlerinde farklı zamanlarda aktif olarak büyüdüğünü de anlıyoruz. "[Radyokarbon tarihlemesinin doğruluğunun] incelenen [coğrafi] alana bağlı olarak ne kadar değiştiğini ve bunun arkeolojik tarihlemeyi etkileyip etkilemeyeceğini öğrenmek istedik."

Araştırmanın materyali, Ürdün'ün güneyinde yetişen ve yaşı bilim adamları tarafından bilinen ağaçlardı. Yazarlar, radyokarbon tarihleme yöntemini kullanarak ağaç halkalarının yaşını ölçtüler ve standart Kuzey Yarımküre kalibrasyon eğrisine göre 19 yıllık bir kayma buldular. Sonuç olarak akademisyenler, günümüz İsrail'inin de dahil olduğu bölgenin tarihine ilişkin birçok çalışmanın yanlış varsayımlara dayanabileceğini söylüyor. Örneğin, birçok çalışmada kullanılan kalibrasyon eğrileri bu alan için uygun olmadığından, İncil'deki ilk olayların tarihlemesini tekrar kontrol etmek mantıklıdır.

Yazarlar, sonuçları daha önce yayınlanmış birkaç kronolojik tabloya uyguladılar ve tarihlendirmedeki küçük bir değişikliğin bile takvim tarihlerinde değişikliğe yol açabileceğini, bunun da geçmişin tarihi, arkeolojisi ve iklimi gibi tartışmalı konularını çözerken dikkate alınması gerektiğini buldular. Manning, şu sonuca varıyor: "Çalışmamız, arkeolojinin zaman çizelgesini ve güney Levant'ın erken dönem İncil dönemi boyunca erken tarihini yeniden incelemenin ve yeniden düşünmenin başlangıcı olmalı."

Malzemeyi beğendin mi? Yandex.News'in “Kaynaklarım” bölümünde bizi daha sık okuyun.

Fiziksel temeller

Biyolojik organizmaların ana bileşenlerinden biri olan karbon, dünya atmosferinde kararlı 12 C ve 13 C ve radyoaktif 14 C formunda bulunur. 14 C izotopu, etki altında sürekli olarak oluşur (esas olarak radyasyonun yanı sıra) karasal kaynaklardan da). Atmosferde ve biyosferde aynı anda ve aynı yerde radyoaktif ve kararlı karbon izotoplarının oranı aynıdır, çünkü tüm canlı organizmalar sürekli olarak karbon metabolizmasına katılır ve çevreden karbon ve kimyasal yapıları nedeniyle izotoplar alırlar. ayırt edilemezlik, biyokimyasal süreçlere neredeyse aynı şekilde katılırlar. Canlı bir organizmada, 14C'nin spesifik aktivitesi, gram karbon başına saniyede yaklaşık 0,3 bozunumdur; bu, yaklaşık %10-10'luk 14C'lik izotopik içeriğe karşılık gelir.

Vücudun ölümüyle birlikte karbon metabolizması durur. Bundan sonra kararlı izotoplar korunur ve 5568 ± 30 yıldan itibaren radyoaktif (14 C) yaşanır, bunun sonucunda kalıntılardaki içeriği giderek azalır. Vücuttaki izotop içeriğinin başlangıçtaki oranını bilmek ve biyolojik materyaldeki mevcut oranını ölçmek, karbon-14'ün ne kadar bozunduğunu belirlemek ve böylece organizmanın ölümünden bu yana geçen süreyi belirlemek mümkündür.

Başvuru

Yaşı belirlemek için, incelenen numunenin bir parçasından karbon izole edilir (parçayı yakarak), salınan karbon için radyoaktivite ölçülür, buna dayanarak numunenin yaşını gösteren izotop oranı belirlenir. Aktivite ölçümü için bir karbon numunesi genellikle orantılı bir sayacı dolduran bir gaza veya bir sıvıya verilir. Son zamanlarda, çok düşük 14 C içerikleri ve/veya çok küçük numune kütleleri (birkaç mg) için, 14 C içeriğinin doğrudan belirlenmesini mümkün kılan hızlandırıcı kütle spektrometrisi kullanılmıştır. Radyokarbon yöntemiyle belirlenebilecek süre yaklaşık 60.000 yıldır, yani 14 C'nin yaklaşık 10 yarı ömrü. Bu süre zarfında 14 C'nin içeriği yaklaşık 1000 kat azalır (her gram karbon için saatte yaklaşık 1 bozunma).

Bir nesnenin yaşının radyokarbon yöntemi kullanılarak ölçülmesi, yalnızca numunedeki izotopların oranı, varlığı sırasında bozulmamışsa, yani numune daha sonra ortaya çıkan karbon içeren malzemelerle, radyoaktif maddelerle ve radyoaktif maddelerle kirlenmemişse mümkündür. güçlü radyasyon kaynaklarına maruz kalmamıştır. Bu tür kontamine numunelerin yaşının belirlenmesi büyük hatalara yol açabilir. Örneğin, analiz gününde toplanan çimlerin test tespiti, çimlerin sürekli yoğun trafiğin olduğu bir yolun yakınındaki bir çimden toplanmış olması nedeniyle yaklaşık milyonlarca yıllık bir yaş verdiğinde bir durum anlatılmaktadır. Egzoz gazlarıyla yoğun şekilde kirlenmiş. Yöntemin geliştirilmesinden bu yana geçen on yıllar boyunca, kirletici maddelerin tanımlanması ve bunlardan örneklerin temizlenmesi konusunda kapsamlı deneyimler birikmiştir. Yöntemin hatasının şu anda yetmiş ila üç yüz yıl arasında değiştiğine inanılıyor.

Radyokarbon yöntemini kullanmanın en ünlü vakalarından biri, bir yıl içinde aynı anda birkaç laboratuvarda gerçekleştirilen parçaların (sözde çarmıha gerilmiş bir kişinin vücudunun izlerini içeren bir Hıristiyan tapınağı) incelenmesidir. Radyokarbon tarihlemesi, kefeni yüzyıllarca süren bir döneme tarihlemeyi mümkün kıldı.

Kalibrasyon

Libby'nin yöntem fikrinin dayandığı ilk varsayımları, atmosferdeki karbon izotoplarının oranının zaman ve mekanda değişmediği ve canlı organizmalardaki izotop içeriğinin atmosferin mevcut durumuna tam olarak karşılık geldiği yönündeydi. Artık tüm bu varsayımların yalnızca yaklaşık olarak kabul edilebileceği kesin olarak tespit edilmiştir. 14C izotopunun içeriği, kozmik ışınlar ve aktivite seviyesindeki dalgalanmalar nedeniyle zamanla değişen radyasyon ortamına ve radyoaktif maddelerin Dünya yüzeyindeki eşit olmayan dağılımı ve radyoaktif ile ilişkili olaylar nedeniyle uzayda bağlıdır. malzemeler (örneğin şu anda 14C izotopunun oluşumu, yüzyılın ortasındaki atmosferik testler sırasında oluşan ve dağılan radyoaktif malzemelere hala katkıda bulunmaktadır). Son yıllarda, pratikte 14 C'nin bulunmadığı fosil yakıtların yanması nedeniyle, bu izotopun atmosferik içeriği azalmaktadır. Bu nedenle, belirli bir izotop oranının sabit olarak kabul edilmesi önemli hatalara (bin yıl düzeyinde) neden olabilir. Ayrıca araştırmalar, canlı organizmalardaki bazı süreçlerin radyoaktif karbon izotopunun aşırı birikmesine yol açtığını ve bunun da izotopların doğal oranını bozduğunu göstermiştir. Doğadaki karbon metabolizması ile ilişkili süreçlerin anlaşılması ve bu süreçlerin biyolojik nesnelerdeki izotop oranı üzerindeki etkisi hemen anlaşılamamıştır.

Sonuç olarak, 30-40 yıl önce yapılan radyokarbon tarihlerinin çoğunlukla hatalı olduğu ortaya çıktı. Özellikle, yöntemin o dönemde birkaç bin yıllık canlı ağaçlar üzerinde gerçekleştirilen testi, 1000 yaşın üzerindeki ağaç numunelerinde önemli sapmalar gösterdi.

Şu anda, yöntemin doğru uygulanması için, farklı dönemler ve coğrafi bölgeler için izotop oranlarındaki değişikliklerin yanı sıra canlılarda radyoaktif izotop birikiminin özellikleri dikkate alınarak dikkatli bir kalibrasyon yapılmaktadır. ve bitkiler. Yöntemi kalibre etmek için, mutlak tarihlemesi bilinen nesneler için izotop oranlarının belirlenmesi kullanılır. Kalibrasyon verilerinin bir kaynağı . Ayrıca radyokarbon yöntemi kullanılarak numunelerin yaşının belirlenmesi, diğer izotop tarihleme yöntemlerinin sonuçlarıyla da karşılaştırıldı. Bir numunenin ölçülen radyokarbon yaşını mutlak yaşa dönüştürmek için kullanılan standart eğri burada verilmektedir: .

Tarihsel aralıktaki (onlarca yıldan 60-70 bin yıla kadar) modern haliyle, radyokarbon yönteminin, biyolojik kökenli nesnelerin tarihlenmesinde oldukça güvenilir ve niteliksel olarak kalibre edilmiş bağımsız bir yöntem olarak kabul edilebileceği söylenebilir.

Yöntemin eleştirisi

Radyokarbon tarihlemesinin uzun zamandır bilimsel uygulamaya dahil edilmesine ve oldukça yaygın bir şekilde kullanılmasına rağmen, bu yönteme yönelik eleştiriler de mevcut olup, hem uygulamanın bireysel durumlarını hem de bir bütün olarak yöntemin teorik temellerini sorgulamaktadır. Kural olarak, radyokarbon yöntemi savunucuları ve diğerleri tarafından eleştirilmektedir. Makalede radyokarbon tarihlemesine yönelik ana itirazlar verilmektedir. .

Radyokarbon tarihlemesi son 50.000 yıl hakkındaki anlayışımızı değiştirdi. Profesör Willard Libby bunu ilk kez 1949'da gösterdi ve bunun için daha sonra Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Flört yöntemi

Radyokarbon tarihlemesinin özü, üç farklı karbon izotopunu karşılaştırmaktır. Belirli bir elementin izotoplarının çekirdeğinde aynı sayıda proton bulunur, ancak farklı sayıda nötron bulunur. Bu, kimyasal olarak çok benzer olmalarına rağmen farklı kütlelere sahip oldukları anlamına gelir.

İzotopun toplam kütlesi sayısal bir indeksle gösterilir. Daha hafif izotoplar 12 C ve 13 C stabil iken, en ağır izotop 14 C (radyokarbon) radyoaktiftir. Çekirdeği o kadar büyük ki kararsız.

Zamanla, radyokarbon tarihlemesinin temeli olan 14 C, nitrojen 14 N'ye bozunur. Karbon-14'ün çoğu, kozmik ışınlar tarafından üretilen nötronların 14 N atomuyla reaksiyona girdiği üst atmosferde oluşur.

Daha sonra 14 CO2'ye oksitlenir, atmosfere girer ve 12 CO2 ve 13 CO2 ile karışır. Karbondioksit bitkiler tarafından fotosentez sırasında kullanılır ve buradan besin zincirine geçer. Dolayısıyla bu zincirdeki her bitki ve hayvan (insanlar dahil), atmosferdeki 12C ile karşılaştırıldığında eşit miktarda 14C'ye sahip olacaktır (14C:12C oranı).

Yöntemin sınırlamaları

Canlılar öldüğünde artık doku yenilenmez ve 14 C'nin radyoaktif bozunması belirginleşir. 55 bin yıl sonra 14 C o kadar bozunur ki artık kalıntıları ölçülemez.

Radyokarbon tarihleme nedir? fiziksel (örneğin sıcaklık) ve kimyasal (örneğin su içeriği) koşullardan bağımsız olduğundan "saat" olarak kullanılabilir. 5730 yılında numunenin içerdiği 14C'nin yarısı bozunur.

Dolayısıyla ölüm anındaki 14 C: 12 C oranı ve bugünkü oran bilinirse ne kadar zaman geçtiğini hesaplamak mümkün olur. Ne yazık ki bunları tespit etmek o kadar kolay değil.

Radyokarbon tarihleme: belirsizlik

Atmosferdeki ve dolayısıyla bitki ve hayvanlardaki 14 C miktarı her zaman sabit değildi. Örneğin, Dünya'ya kaç kozmik ışının ulaştığına bağlı olarak değişir. Bu, güneş aktivitesine ve gezegenimizin manyetik alanına bağlıdır.

Neyse ki başka yöntemlerle tarihlenen örneklerde bu farklılıkları ölçmek mümkün. Ağaç halkalarını ve radyokarbon içeriklerindeki değişiklikleri hesaplamak mümkündür. Bu verilerden bir "kalibrasyon eğrisi" oluşturulabilir.

Şu anda genişletme ve iyileştirme çalışmaları devam ediyor. 2008'de yalnızca 26.000 yıla kadar olan radyokarbon tarihleri kalibre edilebildi. Bugün eğri 50.000 yıla uzatıldı.

Ne ölçülebilir?

Bu yöntem kullanılarak tüm materyallerin tarihlenmesi mümkün değildir. Hepsi olmasa da çoğu organik bileşik radyokarbon tarihlemesine olanak sağlar. Kabukların aragonit bileşeni gibi bazı inorganik maddelerin de tarihlenmesi mümkündür çünkü minerali oluşturmak için karbon-14 kullanılmıştır.

Yöntemin başlangıcından bu yana tarihlenen malzemeler arasında tahta, ince dallar, tohumlar, kemikler, deniz kabukları, deri, turba, silt, toprak, saç, çömlek, polen, duvar resimleri, mercan, kan kalıntıları, tekstil ürünleri, kağıt, parşömen, reçineler ve reçineler yer alıyor. su.

Karbon-14 içermediği sürece radyokarbon tarihlemesi imkansızdır. Bunun istisnası, imalatında kömürün kullanıldığı demir ürünleridir.

Çift sayım

Bu komplikasyon nedeniyle radyokarbon tarihleri iki şekilde sunulmaktadır. Kalibre edilmemiş ölçümler, 1950'den önceki yıl sayısı (BP) olarak rapor edilir. Kalibre edilmiş tarihler de BC olarak sunulur. BC ve sonrasında ve ayrıca calBP ünitesini kullanarak (bugüne kadar, 1950'ye kadar kalibre edilmiştir). Bu, numunenin gerçek yaşının "en iyi tahminidir", ancak yeni araştırmalar kalibrasyon eğrisini sürekli güncellediğinden eski verilere geri dönüp bunu kalibre edebilmek gerekir.

Miktar ve kalite

İkinci zorluk ise 14 C'nin son derece düşük bolluğudur. Modern atmosferdeki karbonun yalnızca %0,0000000001'i 14 C'dir, bu da ölçümlerde inanılmaz zorluklara neden olur ve onu kirliliğe karşı son derece hassas hale getirir.

İlk yıllarda, bozunma ürünlerinin radyokarbon tarihlemesi için çok büyük örnekler gerekiyordu (örneğin, bir insanın uyluk kemiğinin yarısı). Artık pek çok laboratuvar, çeşitli izotopların varlığını tespit edip ölçebilen ve aynı zamanda bireysel karbon-14 atomlarının sayısını sayabilen bir hızlandırıcı kütle spektrometresi (AMS) kullanıyor.

Bu yöntem 1 gramdan daha az kemik dokusu gerektirir, ancak çok az ülke bir veya iki AMS'den fazlasını karşılayabilir ve bu da 500 bin dolardan fazlaya mal olur. Örneğin Avustralya'da radyokarbon tarihleme yapabilen bu türden yalnızca 2 cihaz var ve bunlar gelişmekte olan dünyanın çoğu için erişilemez durumda.

Temizlik hassasiyetin anahtarıdır

Ayrıca numunelerin yapıştırıcı ve topraktaki karbon kirleticilerinden iyice temizlenmesi gerekir. Bu özellikle çok eski malzemeler için önemlidir. 50.000 yıllık bir örnekteki bir elementin %1'i modern bir kirleticiden geliyorsa, bunun 40.000 yıllık olduğu tarihlendirilecektir.

Bu nedenle araştırmacılar, materyalleri etkili bir şekilde saflaştırmak için sürekli olarak yeni yöntemler geliştiriyorlar. Radyokarbon tarihlemesinin verdiği sonuç üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilirler. Aktif karbon ABOx-SC ile yeni bir temizleme yönteminin geliştirilmesiyle yöntemin doğruluğu önemli ölçüde arttı. Bu, örneğin ilk insanların Avustralya'ya geliş tarihinin 10 bin yıldan fazla ertelenmesini mümkün kıldı.

Radyokarbon tarihleme: eleştiri

Dünyanın oluşumunun üzerinden İncil'de bahsedilen 10 bin yıldan çok daha fazla sürenin geçtiğini kanıtlayan yöntem, yaratılışçılar tarafından defalarca eleştirildi. Örneğin, 50.000 yıl sonra numunelerde karbon-14 kalmaması gerektiğini, ancak milyonlarca yıllık olduğuna inanılan kömür, petrol ve doğal gazın bu izotoptan ölçülebilir miktarlarda içerdiğini ve bunun karbon tarihlemesi ile doğrulandığını ileri sürüyorlar. . aynı zamanda laboratuvarda ortadan kaldırılamayan daha fazla arka plan radyasyonu vardır. Yani tek bir radyoaktif karbon atomu içermeyen bir örnek 50 bin yıllık bir tarihi gösterecektir. Ancak bu gerçek, nesnelerin tarihlenmesi konusunda şüphe uyandırmadığı gibi, kesinlikle petrol, kömür ve doğalgazın bu yaştan daha genç olduğunu da göstermez.

Yaratılışçılar ayrıca radyokarbon tarihlendirmesindeki bazı tuhaflıklara da dikkat çekiyor. Örneğin, tatlı su yumuşakçalarının tarihlendirilmesi, yaşlarının 2000 yıldan daha büyük olduğunu belirledi ve bu da onların görüşüne göre bu yöntemi geçersiz kılıyor. Hatta yumuşakçaların karbonlarının çoğunu, 14 C içeriği çok düşük olan kireçtaşı ve humustan elde ettikleri, bu minerallerin çok eski olması ve havadan karbona erişimlerinin olmaması nedeniyle tespit edilmiştir. Bu durumda doğruluğu sorgulanabilen radyokarbon tarihlemesi, aksi takdirde gerçeklikle tutarlıdır. Örneğin ahşabın böyle bir sorunu yoktur, çünkü bitkiler karbonu doğrudan tam dozda 14 C içeren havadan alırlar.

Yönteme karşı çıkan bir diğer argüman ise ağaçların bir yıl içinde birden fazla halka oluşturabilmesidir. Bu doğrudur, ancak çoğu zaman büyüme halkaları oluşturmazlar. Çoğu ölçümün temelini oluşturan kıl kozalağı çamının halkaları gerçek yaşına göre %5 daha azdır.

Tarihin ayarlanması

Radyokarbon tarihlemesi sadece bir yöntem değil, aynı zamanda geçmişimiz ve günümüzle ilgili heyecan verici keşiflerdir. Bu yöntem, arkeologların yazılı kayıtlara veya madeni paralara ihtiyaç duymadan buluntuları kronolojik sıraya göre düzenlemesine olanak tanıdı.

19. yüzyılda ve 20. yüzyılın başlarında inanılmaz derecede sabırlı ve dikkatli arkeologlar, şekil ve desen benzerliklerini arayarak farklı coğrafi bölgelerdeki çanak çömlek ve taş aletleri birbirine bağladılar. Daha sonra nesne stillerinin zamanla geliştiği ve daha karmaşık hale geldiği fikrini kullanarak bunları sıraya koyabildiler.

Bu nedenle, Yunanistan'daki büyük kubbeli mezarların (tholos olarak bilinir), İskoçya'nın Maeshowe adasındaki benzer yapıların öncülleri olduğu düşünülüyordu. Bu, Yunan ve Roma'nın klasik uygarlıklarının tüm yeniliklerin merkezinde olduğu fikrini destekledi.

Ancak radyokarbon tarihlemesi İskoç mezarlarının Yunan mezarlarından binlerce yıl daha eski olduğunu ortaya çıkardı. Kuzeyli barbarlar klasik yapılara benzer karmaşık yapılar tasarlama yeteneğine sahipti.

Diğer dikkate değer projeler arasında Torino Kefeni'nin orta çağ dönemine tarihlendirilmesi, Ölü Deniz Parşömenlerinin İsa zamanına tarihlendirilmesi ve resimlerin binlerce yıl öncesine ait 38.000 calBP (yaklaşık 32.000 BP) olarak biraz tartışmalı dönemlere ayrılması yer alıyordu. beklenenden.

Radyokarbon tarihlemesi aynı zamanda mamutların yok oluşunun zamanlamasının belirlenmesinde de kullanılmış ve modern insanlarla Neandertallerin karşılaşıp karşılaşmayacağı konusundaki tartışmalara katkıda bulunmuştur.

14C izotopu yalnızca yaşı belirlemek için kullanılmaz. Radyokarbon tarihlemesi, okyanus dolaşımını incelememize ve ilaçların vücuttaki hareketini izlememize olanak tanıyor, ancak bu başka bir makalenin konusu.

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

Radyokarbon tarihleme, bölüm 1

Radyokarbon tarihleme, bölüm 2

Radyoizotop tarihleme: tekniğin temelleri güvenilir mi?

Torino Kefeni - radyokarbon tarihleme

Antikythera Mekanizması: Gerçek ve Kurgu

Altyazılar

Bu videoda öncelikle karbon-14'ün nasıl ortaya çıktığına ve tüm canlılara nasıl nüfuz ettiğine odaklanmak istiyorum. Ve sonra, ya bu videoda ya da gelecek videolarda, tarihlendirme için nasıl kullanıldığı hakkında konuşacağız, yani bu kemiğin 12.000 yaşında olduğunu ya da bu kişinin 18.000 yıl önce öldüğünü keşfetmek için nasıl kullanılabileceğinden bahsedeceğiz. herhangi bir şey. Haydi Dünya'yı çizelim. Bu Dünya'nın yüzeyidir. Daha doğrusu sadece küçük bir kısmı. Daha sonra Dünya'nın atmosferi gelir. Sarıya boyayacağım. İşte bu atmosfere sahibiz. Hadi imzalayalım. Ve %78'i, atmosferimizdeki en yaygın element nitrojendir. %78'i nitrojendir. Bunu yazacağım: "nitrojen". Sembolü N'dir. 7 protonu ve 7 nötronu vardır. Yani atom kütlesi yaklaşık 14'tür. Ve nitrojenin en yaygın izotopu... Bir kimya videosunda izotop kavramını tartışıyoruz. Bir izotopta protonlar onun hangi element olduğunu belirler. Ancak bu sayı mevcut nötron sayısına bağlı olarak değişebilir. Belirli bir elementin bu şekilde farklılık gösteren varyantlarına izotoplar denir. Bunları tek bir unsurun versiyonları olarak düşünüyorum. Her durumda, bir atmosfere ve güneşimizden yayılan sözde kozmik radyasyona sahibiz, ancak bu aslında radyasyon değildir. Bunlar kozmik parçacıklardır. Bunları hidrojen çekirdekleriyle aynı olan tek protonlar olarak düşünebilirsiniz. Helyum çekirdeğiyle aynı şey olan alfa parçacıkları da olabilirler. Bazen elektronlar da vardır. Geliyorlar, sonra atmosferimizin bileşenleriyle çarpışıyorlar ve aslında nötronlar oluşturuyorlar. Böylece nötronlar üretilir. Bir nötronu küçük n harfiyle gösterelim, o zaman 1 onun kütle numarasıdır. Burada proton olmadığı için hiçbir şey yazmıyoruz. 7 protonun olduğu nitrojenin aksine. Yani, kesin olarak konuşursak, bir unsur değildir. Atomaltı bir parçacık. Böylece nötronlar oluşur. Ve arada sırada... Kabul edelim ki bu pek de tipik bir tepki gibi görünmüyor. Ancak ara sıra bu nötronlardan biri belirli bir şekilde nitrojen-14 atomuyla çarpışır. Nitrojen protonlarından birini devre dışı bırakır ve aslında onun yerini alır. Şimdi açıklayacağım. Protonlardan birini devre dışı bırakır. Şimdi yedi proton yerine 6 tane alıyoruz. Ancak bu 14 sayısı 13'e değişmeyecek çünkü bir yer değiştirme meydana geldi. Yani burada 14 tane kalacak ama şimdi sadece 6 proton kaldığı için tanım gereği bu artık nitrojen değil. Artık karbon var. Ve nakavt edilen proton yayılacak. Bunu farklı bir renge boyayacağım. Bu bir artı. Uzaya yayılan bir proton... Hidrojen 1 diyebilirsiniz. Bir şekilde bir elektronu çekebiliyor. Eğer elektron kazanmazsa, basitçe bir hidrojen iyonu, pozitif bir iyon veya bir hidrojen çekirdeği olacaktır. Bu süreç tipik bir olay değildir, ancak zaman zaman meydana gelir; karbon-14 bu şekilde oluşur. İşte karbon-14. Temel olarak bunu, protonlardan birinin bir nötronun yerini aldığı nitrojen-14 olarak düşünebilirsiniz. İlginç olan, atmosferimizde çok büyük miktarlarda değil, gözle görülür miktarlarda sürekli oluşmasıdır. Bunu yazacağım. Sürekli oluşum. İyi. Şimdi... Açık olmanı istiyorum. Periyodik tabloya bakalım. Tanım gereği karbonun 6 protonu vardır, ancak karbonun tipik, en yaygın izotopu karbon-12'dir. Karbon-12 en yaygın olanıdır. Vücudumuzdaki karbonun çoğu karbon-12'dir. Ancak ilginç olan, az miktarda karbon-14 üretmesi ve daha sonra karbon-14'ün oksijenle birleşerek karbondioksit oluşturabilmesidir. Karbondioksit daha sonra atmosfere ve okyanusa emilir. Bitkiler tarafından alınabilir. İnsanlar karbon tutumundan bahsettiklerinde aslında güneş ışığından gelen enerjiyi kullanarak karbon gazını yakalayıp onu organik dokuya dönüştürmekten bahsediyorlar. Yani sürekli olarak karbon-14 yaratılıyor. Okyanuslardadır, havadadır. Tüm atmosfere karışıyor. Yazalım: okyanuslar, hava. Daha sonra bitkilere giriyor. Bitkiler aslında gaz halinde yakalanıp, deyim yerindeyse katı formda, canlı dokuya aktarılan bu sabit karbondan oluşur. Örneğin ahşabın yapıldığı şey budur. Karbon bitkilerde bulunur ve daha sonra bitkileri yiyenlere ulaşır. Biz olabiliriz. Bu neden ilginç? Mekanizmayı daha önce açıklamıştım, karbon-12 en yaygın izotop olsa da yaşamımız boyunca vücudumuzun bir kısmında karbon-14 birikir. İlginç olan şu ki, bu karbon-14'ü yalnızca hayattayken ve yemek yerken alabilirsiniz. Çünkü öldüğünüzde ve yeraltına gömüldüğünüzde, karbon-14 artık dokularınızın bir parçası olamaz çünkü artık karbon-14 içeren hiçbir şey yemiyorsunuz. Ve öldüğünüzde artık karbon-14 takviyesi alamazsınız. Ve ölüm anında sahip olduğunuz karbon-14, β-bozunması yoluyla bozunacak - bunu daha önce incelemiştik - tekrar nitrojen-14'e dönüşecek. Yani süreç geriye doğru gidiyor. Böylece nitrojen-14'e bozunur ve β bozunması bir elektron ve bir anti-nötrino açığa çıkarır. Şimdi ayrıntılara girmeyeceğim. Esasında burada olan budur. Nötronlardan biri protona dönüşür ve reaksiyon sırasında bunu yayar. Bu neden ilginç? Dediğim gibi, yaşadığınız sürece karbon-14 geliyor. Karbon-14 sürekli bozunuyor. Ama bir kez gittiğinizde ve artık bitki tüketmediğinizde ya da atmosferi solumadığınızda, eğer kendiniz bir bitkiyseniz, havadan karbon alıyorsanız - bitkiler de zaten budur... Bir bitki öldüğünde Artık atmosferdeki karbondioksiti tüketmiyor veya onu kumaşa dahil etmiyor. Bu kumaştaki karbon-14 “donmuş”. Daha sonra belli bir hızla parçalanır. Daha sonra yaratığın ne kadar zaman önce öldüğünü belirlemek için kullanılabilir. Bunun gerçekleşme hızı, yani karbon-14'ün yarısı yok olana veya yarı yarıya parçalanana kadar bozunma hızı yaklaşık 5.730 yıldır. Buna yarı ömür denir. Bunu diğer videolarımızda konuşuyoruz. Buna yarı ömür denir. Bunu anlamanı istiyorum. Hangi yarısının kaybolduğu bilinmiyor. Bu olasılıksal bir kavramdır. Bu 5.730 yıl içinde yalnızca soldaki karbon-14'ün tamamının bozunacağını ve sağdaki karbon-14'ün tamamının bozunmayacağını varsayabilirsiniz. Temel olarak bu, herhangi bir karbon-14 atomunun 5.730 yıl içinde nitrojen-14'e bozunma şansının yüzde 50 olduğu anlamına geliyor. Yani 5.730 yıl sonra bunların yaklaşık yarısı çürüyecek. Neden önemlidir? Tüm canlıların dokularında, yapı maddesi olarak belli miktarda karbon-14 bulunduğunu bilseniz ve sonra bir miktar kemik bulursanız... Diyelim ki bir arkeolojik kazı sırasında bir kemik buldunuz. Çevrenizdeki canlıların karbon-14'ünün yarısı bu kemikte var diyeceksiniz. Bu kemiğin 5.730 yaşında olduğunu varsaymak son derece mantıklı olacaktır. Daha da derine inip başka bir kemik bulursan daha da iyi olur. Belki birkaç metre daha derinde olabilir. Ve bir canlıda bulunması gereken karbon-14'ün 1/4'ünü içerdiğini göreceksiniz. Peki kaç yaşında? Sadece 1/4 karbon-14 ise 2 yarılanma ömründen geçmiştir. Bir yarılanma ömründen sonra geriye 1/2 karbon kalır. Daha sonra ikinci yarılanma ömründen sonra bunun yarısı da nitrojen-14'e dönüşecektir. Yani burada 2 yarı ömür meydana gelmiş, yani 2 çarpı 5.730 yıl. Öğenin yaşıyla ilgili sonuç ne olabilir? Artı veya eksi 11.460 yıl. Amara.org topluluğunun altyazıları

Fiziksel temeller

2015 yılında Imperial College London'dan bilim adamları, hidrokarbonların sürekli kullanımının radyokarbon tarihlemesini geçersiz kılacağını hesapladılar.