Radyokarbon tarihleme yöntemi. Radyokarbon tarihleme

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 izotopları aynı numaraÇekirdekteki protonlar ama farklı numara nötronlar. Bu, kimyasal olarak çok benzer olmalarına rağmen farklı kütlelere sahip oldukları anlamına gelir.

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

Zamanla, radyokarbon tarihlemesinin temeli olan 14C, 14N nitrojene ayrışır. Karbon-14'ün çoğu üst katmanlar kozmik ışınların etkisi altında oluşan nötronların 14N atomla reaksiyona girdiği atmosfer.

Daha sonra 14CO2'ye oksitlenir, atmosfere girer ve 12CO2 ve 13CO2 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 doku artık yenilenmez ve 14C'nin radyoaktif bozunması belirgin hale gelir. 55 bin yıl sonra 14C o kadar bozunuyor ki artık kalıntıları ölçülemiyor.

Radyokarbon tarihleme nedir? Radyoaktif bozunma, fiziksel (örneğin sıcaklık) ve kimyasal (örneğin su içeriği) koşullardan bağımsız olduğundan bir "saat" olarak kullanılabilir. 5730 yılında numunede bulunan 14C'nin yarısı bozunur.

Dolayısıyla ölüm anındaki 14C:12C 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 14C miktarı her zaman sabit değildi. Örneğin, Dünya'ya kaç kozmik ışının ulaştığına bağlı olarak değişir. Güneş aktivitesine bağlıdır ve manyetik alan gezegenimizin.

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 bileşikler radyokarbon tarihlemesine izin verin. Bazı inorganik maddeler Kabukların aragonit bileşeni gibi mineralin oluşumunda karbon-14 kullanıldığı için tarihlenebilmektedir.

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

Bir metalin radyokarbon tarihlemesi, karbon-14 içermediği sürece mümkün değildir. 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 " en iyi tahmin» numunenin gerçek yaşı, ancak yeni çalışmalar sürekli olarak kalibrasyon eğrisini güncelledikçe eski verilere geri dönüp kalibre edebilmek gerekir.

Miktar ve kalite

İkinci zorluk ise 14C'nin son derece düşük yaygınlığıdır. Modern atmosferdeki karbonun yalnızca %0,0000000001'i 14C'dir, bu da onu ölçmeyi inanılmaz derecede zorlaştırır ve kirliliğe karşı son derece hassas hale getirir.

İlk yıllarda, bozunma ürünlerinin radyokarbon tarihlemesi büyük örnekler gerektiriyordu (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 örneklerde 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. . Ölçüm hatası, laboratuvarda ortadan kaldırılamayan arka plan radyasyonundan daha büyüktür. Yani tek bir radyoaktif karbon atomu içermeyen bir örnek 50 bin yıllık bir tarihi gösterecektir. Ancak bu gerçek, nesnelerin tarihlenmesi konusunda şüphe uyandırmaz ve kesinlikle petrol, kömür ve doğal gaz bu yaştan daha genç.

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. Aslında kabuklu deniz hayvanlarının karbonlarının çoğunu kireçtaşı ve humustan elde ettiği, bu minerallerin çok eski olması ve havadan karbona erişimlerinin olmaması nedeniyle 14C içeriği çok düşük olan kireçtaşı ve humustan elde edildiği tespit edilmiştir. Bu durumda doğruluğu sorgulanabilen radyokarbon tarihlemesi, aksi takdirde gerçeklikle tutarlıdır. Örneğin ahşapta bu sorun yoktur çünkü bitkiler karbonu doğrudan tam dozda 14C 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 bakımından benzerlikler 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 önemli projeler arasında Torino Kefeni'nin orta çağ dönemine atfedilmesi, Ölü Deniz Parşömenlerinin İsa zamanına tarihlendirilmesi ve Chauvet Mağarası resimlerinin beklenenden binlerce yıl önce, 38.000 calBP (yaklaşık 32.000 BP) olarak biraz tartışmalı dönemlere ayrılması yer alıyordu. .

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.

Mutlak yaşı belirlemek için radyokarbon yöntemi

Kuaterner mevduat

Radyokarbon yönteminin özü şu şekildedir: kozmik ışınlar nitrojen çekirdeklerini (N 14) nötronlarla bombalar. Bunu yaparken protonları nitrojenden uzaklaştırırlar. Sonuç olarak, nitrojenden radyoaktif karbon C14 oluşur (atom ağırlığı 14 olan ağır bir karbon izotopu oluşturulur). Bu formüle göre gider:

N14+ n® C14 + P

n - nötron

P - proton

Radyoaktif karbon C14 (radyokarbon) bozunma özelliğine sahiptir. Çürüme, radyoaktif karbon C14'ün sıradan nitrojen N14'e geçişine yol açar. C14'ün bozunması, bir parçacığın (elektron - e) çekirdekten fırlatılmasıyla meydana gelir. Bu formüle göre gider:

Radyoaktif karbon C14'ün yarı ömrü (“ömrü”) T=5568 ±30 yıldır. Atmosferdeki karbondioksitteki radyoaktif karbonun (C14) sıradan karbona (C12) oranı sabittir.

Bu C14/C12 oranı canlılarda (hayvan ve bitkilerde) de görülmektedir. Bu oluyor çünkü onlar devamlı olarak atmosferden karbonu emer. Bu durumda bitkiler karbonu doğrudan havadan emer (fotosentez), hayvanlar ise bitkileri yiyerek karbonu emer.

Bir bitki veya hayvanın ölümünden sonra ölü organik maddedeki metabolik süreç durur. Sonuç olarak, radyoaktif karbonun canlı organizmalara girişi durur (sadece organizmanın yaşamı boyunca metabolik dönemde girebilir). Bu andan itibaren (bir hayvanın veya bitkinin ölümünden sonra) radyoaktif karbonun bozunması başlar. Bunun sonucunda hem gömülü bitkilerde hem de gömülü hayvanlarda miktarı giderek azalır. Canlı bir organizmadaki radyoaktif karbon (C14) içeriğini %100 olarak alırsak, zamanla aşağıdaki gibi azalacaktır (örneğin):

C14'ün ölüm tarihi

Herhangi bir paleontolojik nesnedeki C14 miktarını bu şekilde belirledikten sonra, hayvanların ve bitkilerin ölümünden bu yana geçen yılların sayısını yargılayabiliriz.

Radyoaktif karbona dayanarak, çökeltilerin yaşı oldukça doğru bir şekilde belirlenir, 30 bin yıldan fazla değil, yani. Holosen ve kısmen Üst Pleyistosen çökelleri yaşı. Daha eski (orta ve alt Pleistosen) yatakların yaşı iyon ve diğer radyoaktif yöntemlerle belirlenir. Bunun nedeni çökeltilerin yaşı 30 binin üzerinde olduğunda organik maddede çok az radyoaktif karbon kalması ve içeriğinin tam olarak belirlenememesidir. Ancak daha fazlası karmaşık teknik 40-45 bin yıla kadar mevduatın yaşını belirlemek mümkündür.

Radyokarbon yönteminin değeri, onun yardımıyla yalnızca iyi korunmuş organik kalıntıların değil, aynı zamanda paleontolojik olarak belirlenemeyen parçalarının da yaşını belirlemenin mümkün olması gerçeğinde yatmaktadır.

Sedimanların yaşını belirlemek organik madde Bu birikintilerden alınan malzemeler belirli kimyasal işlemlere tabi tutulur. Daha sonra radyoaktif maddenin bozunma darbeleri sayılır. Bu bir Geiger sayacı kullanılarak yapılır.

Karbonatların karbonu, radyokarbon yöntemi kullanılarak tarihlemeye uygun değildir. Numunenin hidroklorik asit içerisinde çözülmesiyle elimine edilir. Bu nedenle kalkerli kabuk numuneleri genellikle bu yöntem için uygun değildir. Karbonatlarla kirlenmiş hayvan kemikleri ve ahşaplar işlenmelidir hidroklorik asit Karbonatları çıkarmak için.

Bu yöntem için en uygun araştırma nesneleri şunlardır:

1. Kömür - (numune ağırlığı 30-90 g);

2. Kuru ahşap ve diğer bitki artıkları - (60 g);

3. Kuru turba, deri, saç, toynaklar, pençeler - (150-300 g);

4. Hayvan boynuzları - (500-2200 g).

Numune alırken aşağıdaki hükümlere göre yönlendirilirler:

1) Sahadaki numune ağırlığı, analiz için gerekli olanın en az iki katı kadar alınır (yukarıya bakın).

2) Örnekler yeni temizlenmiş yüzeylerden alınır. Daha sonra alüminyum veya kalay folyo veya teneke kutularda paketlenirler.

Radyokarbon tarihlemesi kıtasal çökeltilerin yaşını incelemek için kullanılır. İyonik yöntem Modern okyanuslardaki tortu birikim oranını belirlemek için kullanılır.

Radyokarbon tarihlemesi:

Radyokarbon analizi- Malzemedeki radyoaktif izotop 14C'nin kararlı karbon izotoplarına göre içeriğini ölçerek biyolojik kalıntıların, nesnelerin ve biyolojik kökenli malzemelerin tarihlendirilmesine yönelik fiziksel bir yöntem. 1946'da Willard Libby tarafından önerildi (Nobel Kimya Ödülü, 1960).

Fiziksel temeller

Biyolojik organizmaların ana bileşenlerinden biri olan karbon, dünya atmosferinde 12C ve 13C kararlı izotopları ve radyoaktif 14C formunda bulunur. 14C izotopu, radyasyonun (esas olarak kozmik ışınlar, aynı zamanda karasal kaynaklardan gelen radyasyon) etkisi altında atmosferde sürekli olarak oluşur. 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 spesifik aktivite 14C, gram karbon başına saniyede yaklaşık 0,3 bozunmaya eşittir; bu, yaklaşık %10−10'luk bir 14C izotop içeriğine karşılık gelir.

Vücudun ölümüyle birlikte karbon metabolizması durur. Bundan sonra, kararlı izotoplar korunur ve radyoaktif (14C), 5568 ± 30 yıllık yarılanma ömrüyle (yeni güncellenmiş verilere göre - 5730 ± 40 yıl) beta bozunmasına uğrar, 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. Aktiviteyi ölçmek için kullanılan karbon numunesi genellikle orantılı bir sayacı dolduran bir gaza veya bir sıvı sintilatöre verilir. Son zamanlarda, çok düşük 14C içerikleri ve/veya çok küçük numune kütleleri (birkaç mg) için, 14C içeriğini doğrudan belirlemek amacıyla hızlandırıcı kütle spektrometresi kullanılmıştır. Yaş sınırı Radyokarbon tarihlemesi ile belirlenebilen numune yaklaşık 60.000 yıldır, yani 14C'nin yaklaşık 10 yarı ömrü. Bu süre zarfında 14C içeriği yaklaşık 1000 kat azalır (her gram karbon için saatte yaklaşık 1 bozunma).

Radyokarbon yöntemini kullanarak bir nesnenin yaşının ölçülmesi, yalnızca numunedeki izotopların oranı, varlığı sırasında bozulmamışsa, yani numune, daha sonraki veya daha önceki kökenli, radyoaktif, karbon içeren malzemelerle kirlenmemişse mümkündür. maddelere maruz kalmamış ve güçlü radyasyon kaynaklarına maruz kalmamıştır. Bu tür kontamine numunelerin yaşının belirlenmesi büyük hatalara yol açabilir. Örneğin, analiz gününde toplanan çimenler üzerinde yapılan bir test tespitinde, çimlerin sürekli yoğun trafiğin olduğu bir otoyol yakınındaki bir çimden toplanması nedeniyle milyonlarca yıllık bir yaş verildiği bir durum anlatılmaktadır. egzoz gazlarından (yanmış petrol ürünleri) gelen “fosil” karbonla yoğun şekilde kirlendiği ortaya çıktı. 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 örneklerinden biri, 1988 yılında birkaç laboratuvarda kör bir cihaz kullanılarak aynı anda gerçekleştirilen Torino Kefeni'nin (çarmıha gerilmiş İsa'nın vücudunun izlerini içeren bir Hıristiyan tapınağı) parçalarının incelenmesidir. yöntem. Radyokarbon analizi, kefenin 11.-13. yüzyıllara tarihlenmesini 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 güneş aktivitesi seviyesindeki dalgalanmalar nedeniyle zamanla ve radyoaktif maddelerin Dünya yüzeyindeki eşit olmayan dağılımı ve radyoaktif ile ilişkili olaylar nedeniyle uzayda değişen radyasyon durumuna bağlıdır. malzemeler (örneğin, 20. yüzyılın ortalarında atmosferik nükleer silah testleri sırasında oluşan ve dağılan radyoaktif malzemeler halen 14C izotopunun oluşumuna katkıda bulunmaktadır). Son yıllarda, 14C'nin neredeyse hiç 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 oranındaki 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 dendrokronolojidir. 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: .

Kendisinde olduğu söylenebilir modern biçim tarihsel aralıkta (onlarca yıldan 60-70 bin yıla kadar), radyokarbon yöntemi, biyolojik kökenli nesnelerin tarihlenmesi için oldukça güvenilir ve niteliksel olarak kalibre edilmiş bağımsız bir yöntem olarak düşünülebilir.

Yöntemin eleştirisi

Radyokarbon tarihlemesinin uzun zamandır bilimsel uygulamaya dahil edilmesine ve oldukça yaygın olarak 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 yaratılışçılığın, "Yeni Kronoloji"nin ve bilim camiası tarafından tanınmayan diğer teorilerin destekçileri tarafından eleştiriliyor. Makalede radyokarbon tarihlemesine yönelik ana itirazlar verilmektedir. Fomenko’nun “Yeni Kronolojisinde” doğal bilimsel yöntemlerin eleştirisi. Radyokarbon tarihlemesine yönelik eleştiriler genellikle yöntemin henüz güvenilir bir şekilde kalibre edilmediği 1960'lardaki durumuna dayanmaktadır.

Ayrıca bakınız

• Optik tarihleme
• Termolüminesans tarihleme

Bağlantılar

• V. Levchenko. Radyokarbon ve mutlak kronoloji: konuyla ilgili notlar.
• V.A. Dergachev. Radyokarbon kronometresi.

Radyoizotop tarihleme

Radyoizotop veya radyometrik tarihleme- Herhangi bir radyoaktif izotop içeren çeşitli nesnelerin yaşını belirlemek için bir yöntem. Numunenin ömrü boyunca bu izotopun ne kadarının bozunduğunun belirlenmesine dayanır. Belirli bir izotopun yarı ömrü bilinerek bu değerden numunenin yaşı hesaplanabilir.

Radyoizotop tarihleme jeoloji, paleontoloji, arkeoloji ve diğer bilimlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, Dünya tarihindeki çeşitli olayların neredeyse tüm mutlak tarihlemelerinin kaynağıdır. Ortaya çıkmasından önce, yalnızca göreceli tarihlendirme mümkündü; süresi bilinmeyen belirli jeolojik dönemlere, dönemlere, çağlara vb. atıfta bulunuluyordu.

Farklı radyoizotop tarihleme yöntemleri, farklı elementlerin farklı izotoplarını kullanır. Kimyasal özellikleri (ve dolayısıyla farklı jeolojik ve biyolojik materyallerdeki içerikleri ve jeokimyasal döngülerdeki davranışları) ve yarı ömürleri açısından büyük farklılıklar gösterdiğinden, farklı yöntemlerin uygulanabilirlik aralığı farklılık gösterir. Her yöntem yalnızca belirli malzemelere ve belirli bir yaş aralığına uygulanabilir. Radyoizotop tarihlemenin en ünlü yöntemleri radyokarbon, potasyum-argon (modifikasyon - argon-argon), potasyum-kalsiyum, uranyum-kurşun ve toryum-kurşun yöntemleridir. Ayrıca kayaların jeolojik yaşını belirlemek için helyum (alfa-aktif doğal izotoplardan helyum-4 birikimine dayanarak), rubidyum-stronsiyum, samaryum-neodim, renyum-osmiyum, lutesyum-hafniyum yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca doğal radyoaktif serilerdeki izotopik dengenin bozulmasına dayanan denge dışı tarihleme yöntemleri, özellikle iyonyum, iyonyum-protaktinyum, uranyum izotop yöntemleri ve kurşun-210 yöntemi kullanılmaktadır. Işınlamanın etkisi altında bir mineralin fiziksel özelliklerinde meydana gelen değişikliklerin birikmesine dayanan yöntemler de vardır: iz tarihlendirme yöntemi ve termolüminesans yöntemi.

Hikaye

Radyoizotop tarihleme fikri, Henri Becquerel'in radyoaktiviteyi keşfetmesinden 8 yıl sonra, 1904'te Ernest Rutherford tarafından önerildi. Aynı zamanda uranyum ve helyum içeriğine dayanarak mineralin yaşını belirlemeye yönelik ilk girişimi yaptı [Comm. 1]. Sadece 2 yıl sonra, 1907'de Yale Üniversitesi'nden radyokimyacı Bertram Boltwood, bir dizi uranyum cevheri örneğinin ilk uranyum-kurşun tarihlemesini yayınladı ve 410 ila 2200 milyon yıl arası yaş değerleri elde etti. Sonuç şuydu: büyük önem: Dünyanın yaşının, on yıl önce William Thomson tarafından gezegenin soğuma hızına göre tahmin edilen 20-40 milyon yıldan kat kat daha fazla olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, o zamanlar toryumun bozunması sonucu kurşunun bir kısmının oluşumu ve hatta izotopların varlığı bilinmiyordu ve bu nedenle Boltwood'un tahminleri genellikle yüzde onlarca, bazen neredeyse iki kat fazla tahmin ediliyordu.

Sonraki yıllarda, nükleer fizikte yoğun bir gelişme ve teknolojide ilerlemeler yaşandı; bu sayede 20. yüzyılın ortalarında radyoizotop tarihlendirmesinde iyi bir doğruluk elde edildi. Buna özellikle kütle spektrometresinin icadı yardımcı oldu. 1949'da Willard Libby radyokarbon tarihlemeyi geliştirdi ve bunun yararlılığını bilinen yaştaki (1400 ila 4600 yıl arasında değişen) ahşap numuneleri üzerinde gösterdi ve bunun için 1960 Nobel Kimya Ödülü'nü aldı.

Fiziksel Temeller

Herhangi bir radyoaktif izotopun miktarı, üstel yasaya (radyoaktif bozunma yasası) göre zamanla azalır:

N (t) N 0 = e - λ t (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0))))=e^(-\lambda t)) ,

N 0 (\displaystyle N_(0)) - ilk andaki atom sayısı, N (t) (\displaystyle N(t)) - t zamanından sonraki atom sayısı (\displaystyle t) , λ (\displaystyle \lambda ) - bozunum sabiti.

Bu nedenle, her izotopun kesin olarak tanımlanmış bir yarı ömrü vardır - miktarının yarıya indirildiği süre. Yarı ömür T 1 / 2 (\displaystyle T_(1/2)) bozunma sabiti ile aşağıdaki şekilde ilişkilidir:

T 1 / 2 = ln ⁡ 2 λ (\displaystyle T_(1/2)=(\frac (\ln 2)(\lambda )))

O halde N (t) N 0 (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0)))) oranını yarı ömür cinsinden ifade edebiliriz:

N (t) N 0 = 2 − t / T 1 / 2 (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0))))=2^(-t/T_(1/2)))

Belirli bir süre içinde radyoizotopun ne kadarının bozunduğuna bağlı olarak bu süreyi hesaplayabiliriz:

T = − T 1 / 2 log 2 ⁡ N (t) N 0 (\displaystyle t=-T_(1/2)\log _(2)(\frac (N(t))(N_(0))) )

Yarı ömür sıcaklığa, basınca, kimyasal ortama veya elektromanyetik alanların yoğunluğuna bağlı değildir. Bilinen tek istisna, elektron yakalama yoluyla bozunan izotoplarla ilgilidir: bozunma hızı, çekirdek bölgesindeki elektron yoğunluğuna bağlıdır. Bunlar örneğin berilyum-7, stronsiyum-85 ve zirkonyum-89'u içerir. Bu tür radyoizotoplar için bozunma hızı, atomun iyonlaşma derecesine bağlıdır; basınç ve sıcaklığa da zayıf bir bağımlılık vardır. Bu, radyoizotop tarihlendirmesi için önemli bir sorun değildir.

Zorlukların kaynakları

Radyoizotop tarihlendirmesinin ana zorluğu, incelenen nesne ile nesnenin oluşumundan sonra meydana gelmiş olabilecek çevre arasındaki madde alışverişi ve başlangıçtaki izotop ve element bileşiminin belirsizliğidir. Nesne oluştuğunda zaten belirli bir miktarda yavru izotop içeriyorsa, hesaplanan yaş fazla tahmin edilebilir ve eğer yavru izotop daha sonra nesneyi terk ederse hafife alınabilir. Radyokarbon yöntemi için, bozunma ürününün içeriği - 14N - bilinemediğinden (sıradan nitrojenden farklı değildir) ve yalnızca yaş belirlenebildiğinden, ilk anda karbon izotoplarının oranının bozulmaması önemlidir. ana izotopun bozulmamış fraksiyonunun ölçümlerine dayanılarak belirlenecektir. Bu nedenle, çevre ile olası madde alışverişi ve izotopik bileşimin olası özellikleri için incelenen nesnenin geçmişini mümkün olduğunca doğru bir şekilde incelemek gerekir.

İzokron yöntemi

İzokron yöntemi, bir ana veya yavru izotopun eklenmesi veya kaybıyla ilişkili sorunların çözülmesine yardımcı olur. Kız izotopun başlangıçtaki miktarından bağımsız olarak çalışır ve nesnenin geçmişinde çevre ile madde alışverişi olup olmadığını belirlemenizi sağlar.

Bu yöntem, aynı jeolojik nesneden alınan ve farklı özelliklere sahip olduğu bilinen farklı örneklerden elde edilen verilerin karşılaştırılmasına dayanmaktadır. aynı yaş, ancak element bileşimi bakımından farklılık gösterir (dolayısıyla ana radyonüklidin içeriği). Her elementin başlangıç ​​anında izotopik bileşimi tüm örneklerde aynı olmalıdır. Ayrıca bu örneklerin yavru izotopla birlikte aynı elementin başka bir izotopunu da içermesi gerekir. Numuneler aynı kaya parçasındaki farklı mineralleri veya aynı jeolojik yapının farklı kısımlarını temsil edebilir.

Daha sonra her örnek için aşağıdakiler yürütülür:

D 0 + Δ M E 0 = Δ M M 0 − Δ M (M 0 − Δ M E 0) + D 0 E 0 (\displaystyle (D_(0)+\Delta (M) \over E_(0))=(\ Delta (M) \over M_(0)-\Delta (M))\left((M_(0)-\Delta (M) \over E_(0))\right)+(D_(0) \over E_ (0))),

D 0 (\displaystyle D_(0)) - ilk anda yavru izotopun konsantrasyonu, E 0 (\displaystyle E_(0)) - aynı elementin radyojenik olmayan izotopunun konsantrasyonu (değişmez), M 0 (\displaystyle M_(0)) ana izotopun başlangıç ​​anındaki konsantrasyonudur, Δ M (\displaystyle \Delta (M)) t (\displaystyle t) süresi boyunca bozunan ana izotopun miktarıdır (\displaystyle t) ( ölçümler sırasında).

Sağ tarafta bir azaltma yaparak bu ilişkinin geçerliliğini doğrulamak kolaydır.

Ölçümler sırasında yavru izotopun konsantrasyonu D t = D 0 + Δ M (\displaystyle D_(t)=D_(0)+\Delta (M)) ve ana izotopun konsantrasyonu M t olacaktır. = M 0 − Δ M (\displaystyle M_ (t)=M_(0)-\Delta (M)) . Daha sonra:

D t E 0 = Δ M M 0 − Δ M (M t E 0) + D 0 E 0 (\displaystyle (D_(t) \over E_(0))=(\Delta (M) \over M_(0) -\Delta (M))\left((M_(t) \over E_(0))\right)+(D_(0) \over E_(0)))

D t E 0 (\displaystyle D_(t) \over E_(0)) ve M t E 0 (\displaystyle (M_(t) \over E_(0))) oranları ölçülebilir. Bundan sonra, bu değerlerin sırasıyla koordinatlar ve apsisler boyunca çizildiği bir grafik oluşturulur.

Örneklerin geçmişinde çevreyle madde alışverişi olmadıysa, bu grafikte karşılık gelen noktalar düz bir çizgi üzerinde yer alır, çünkü Δ M M 0 − Δ M (\displaystyle (\Delta (M) \over) M_(0)-\ Delta (M))) ve D 0 E 0 (\displaystyle (D_(0) \over E_(0))) terimi tüm örnekler için aynıdır (ve bu örnekler yalnızca başlangıçta farklılık gösterir) ana izotopun içeriği). Bu çizgiye izokron denir. İzokron eğimi ne kadar büyük olursa, incelenen nesnenin yaşı da o kadar büyük olur. Eğer cismin geçmişinde madde alışverişi olmuşsa noktalar aynı düz çizgi üzerinde yer almamaktadır ve bu durum bu durumda yaş tespitinin güvenilir olmadığını göstermektedir.

İzokron yöntemi rubidyum-stronsiyum, samaryum-neodimyum ve uranyum-kurşun gibi çeşitli radyoizotop tarihleme yöntemlerinde kullanılır.

Kapanış sıcaklığı

Kristal kafesi yavru nüklid tutmayan bir mineral yeterince güçlü bir şekilde ısıtılırsa, bu nüklid dışarıya doğru yayılacaktır. Böylece “radyoizotop saati” sıfırlanır: Radyoizotop tarihlemesi sonucunda bu andan bu yana geçen süre elde edilir. Belirli bir sıcaklığın altına soğutulduğunda belirli bir nüklidin difüzyonu durur: mineral kapalı sistem bu çekirdekle ilgili. Bunun meydana geldiği sıcaklığa kapanma sıcaklığı denir.

Kapanma sıcaklıkları, farklı mineraller ve dikkate alınan farklı elementler arasında büyük farklılıklar gösterir. Örneğin biyotit 280±40 °C'ye ısıtıldığında gözle görülür şekilde argon kaybetmeye başlar ve zirkon 950-1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kurşunu kaybeder.

Radyoizotop tarihleme yöntemleri

Farklı malzemelere, farklı yaş aralıklarına uygun ve farklı doğruluklara sahip farklı radyoizotop yöntemleri kullanılmaktadır.

Uranyum-kurşun yöntemi

Uranyum-kurşun yöntemi, radyoizotop tarihlendirmesinin en eski ve en gelişmiş yöntemlerinden biridir ve iyi uygulandığında yüz milyonlarca yıllık örnekler için en güvenilir yöntemdir. %0,1 ve hatta daha iyi bir doğruluk elde etmenizi sağlar. Hem Dünya'ya yakın yaştaki örnekleri hem de bir milyon yıldan daha genç örnekleri tarihlendirmek mümkün. Daha fazla güvenilirlik ve doğruluk, bozunma zincirleri farklı kurşun izotoplarıyla biten iki uranyum izotopunun kullanılmasıyla ve ayrıca uranyum-kurşun tarihlemesinde yaygın olarak kullanılan bir mineral olan zirkon'un bazı özellikleri nedeniyle elde edilir.

Aşağıdaki dönüşümler kullanılır:

Bazen bunlara ek olarak toryum-232'nin bozunması da kullanılır ( uranyum-toryum-kurşun yöntemi):

Tüm bu dönüşümler birçok aşamada meydana gelir, ancak ara nüklidler ana nüklidlerden çok daha hızlı bozunur.

Çoğu zaman zirkon (ZrSiO 4), uranyum-kurşun yöntemiyle tarihleme için kullanılır; bazı durumlarda - monazit, titanit, baddeleyit; daha az yaygın olarak apatit, kalsit, aragonit, opal ve farklı minerallerin karışımından oluşan kayalar dahil olmak üzere birçok başka malzeme. Zirkon büyük bir güce, kimyasal etkilere karşı dirence sahiptir, Yüksek sıcaklık kapalıdır ve magmatik kayaçlarda yaygındır. Uranyum, kristal kafesine kolayca dahil edilir ve kurşun değildir, bu nedenle zirkondaki tüm kurşunun genellikle radyojenik olduğu kabul edilebilir. Gerekirse radyojenik olmayan kurşun miktarı, uranyum izotoplarının bozunması sırasında oluşmayan kurşun-204 miktarından hesaplanabilir.

Farklı kurşun izotoplarına bozunan iki uranyum izotopunun kullanılması, bir nesnenin kurşunun bir kısmını kaybetse bile (örneğin metamorfizma nedeniyle) yaşını belirlemeyi mümkün kılar. Ayrıca bu metamorfik olayın yaşı da belirlenebilmektedir.

Kurşun-kurşun yöntemi

Kurşun-kurşun yöntemi genellikle mineral karışımından oluşan numunelerin yaşını belirlemek için kullanılır (bu gibi durumlarda uranyum-kurşun yöntemine göre avantajı, uranyumun yüksek hareketliliğinden kaynaklanmaktadır). Bu yöntem, yakın zamanda uranyum kaybı yaşayan karasal kayaların yanı sıra göktaşlarının tarihlendirilmesi için de oldukça uygundur. Kurşunun üç izotopunun ölçümüne dayanmaktadır: 206Pb (238U'nun bozunması ile oluşur), 207Pb (235U'nun bozunması ile oluşur) ve 204Pb (radyojenik olmayan).

Kurşun izotop konsantrasyonlarının oranının zaman içindeki değişimi aşağıdaki denklemlerden elde edilir:

[ 207 P b ] t = [ 207 P b ] 0 + [ 235 U ] 0 (e λ 235 t − 1) (\displaystyle (\left[^(207)\mathrm (Pb) \right]_(t) )=(\left[^(207)\mathrm (Pb) \right]_(0))+(\left[^(235)\mathrm (U) \right]_(0))(\left(( e^(\lambda _(235)t)-1)\sağ)))) [ 206 P b ] t = [ 206 P b ] 0 + [ 238 U ] 0 (e λ 238 t − 1) (\displaystyle ( \left[^(206)\mathrm (Pb) \right]_(t))=(\left[^(206)\mathrm (Pb) \right]_(0))+(\left[^(238) )\mathrm (U) \right]_(0)(\left((e^(\lambda _(238)t)-1)\right))) ,

burada indeks t (\displaystyle t) ölçüm sırasındaki izotop konsantrasyonu anlamına gelir ve indeks 0 (\displaystyle 0) - başlangıç ​​anında.

Konsantrasyonların kendilerinin değil, bunların radyojenik olmayan izotop 204Pb konsantrasyonuna olan oranlarının kullanılması uygundur.
Köşeli parantezleri atlayarak:

(207 P b 204 P b) t = (207 P b 204 P b) 0 + (235 U 204 P b) (e λ 235 t − 1) (\displaystyle (\left((\frac (^(207)) \mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t))=(\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204) \mathrm (Pb) ))\right)_(0))+(\left((\frac (^(235)\mathrm (U) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)) (\left((e^(\lambda _(235)t)-1)\right)) (206 P b 204 P b) t = (206 P b 204 P b) 0 + (238 U 204 P b ) (e λ 238 t - 1) (\displaystyle (\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t)) =(\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(0))+(\left((\frac (^( 238)\mathrm (U) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\sağ))(\left((e^(\lambda _(238)t)-1)\sağ)))

Bu denklemlerden ilkini ikinciye bölerek ve ana uranyum izotopları 238U/235U'nun modern konsantrasyon oranının tüm jeolojik nesneler için hemen hemen aynı olduğunu dikkate alarak (kabul edilen değer 137,88), [Comm. 2] şunu elde ederiz:

(207 P b 204 P b) t − (207 P b 204 P b) 0 (206 P b 204 P b) t − (206 P b 204 P b) 0 = (1 137 , 88) (e λ 235 t − 1 e λ 238 t − 1) (\displaystyle (\frac (\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_( t)-\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(0))(\left((\frac (^( 206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t)-\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204) \ mathrm (Pb) ))\right)_(0)))=(\left((\frac (1)(137.88))\right))(\left((\frac (e^(\lambda _( 235)t)-1)(e^(\lambda _(238)t)-1))\sağ)))

Daha sonra eksenler boyunca 207Pb/204Pb ve 206Pb/204Pb oranlarıyla bir grafik oluşturulur. Bu grafikte, farklı başlangıç ​​U/Pb oranlarına sahip numunelere karşılık gelen noktalar, eğimi numunenin yaşını gösteren düz bir çizgi (izokron) boyunca sıralanacaktır.

Güneş sistemindeki gezegenlerin oluşum zamanını (yani Dünya'nın yaşını) belirlemek için kurşun-kurşun yöntemi kullanıldı. Bu ilk olarak 1956 yılında göktaşı araştırmasında Claire Cameron Patterson tarafından yapıldı. farklı şekiller. Yerçekimi farklılaşmasına uğramış gezegenimsi parçaların parçaları olduklarından, farklı meteoritler farklı U/Pb değerlerine sahiptir ve bu da bir izokronun oluşturulmasına olanak sağlar. Bu izokronun aynı zamanda Dünya için kurşun izotoplarının ortalama oranını temsil eden bir noktayı da içerdiği ortaya çıktı. Modern anlam Dünyanın yaşı - 4,54 ± 0,05 milyar yıl.

Potasyum-argon yöntemi

Bu yöntem, doğal potasyumun %0,012'si olan 40K izotopunun bozunmasını kullanır. Esas olarak iki şekilde bozunur [İletişim. 3]:

• β− bozunması (olasılık %89,28(13), kısmi yarı ömür [Comm. 4] 1,398 milyar yıl):

• elektron yakalama (olasılık %10,72(13), kısmi yarı ömür 11,64 milyar yıl):

Her iki bozunma yolu da dikkate alındığında 40K'nın yarı ömrü 1,248(3) milyar yıldır. Bu, hem örneklerin Dünya'nın yaşına eşit bir yaşta hem de örneklerin yüzlerce ve bazen onbinlerce yıllık bir yaşta tarihlendirilmesini mümkün kılar.

Potasyum yerkabuğunda en çok bulunan 7. elementtir ve birçok magmatik ve tortul kayaç bu elementten büyük miktarda içerir. İçindeki 40K izotopun oranı iyi bir doğrulukla sabittir. Potasyum-argon tarihlemesinde çeşitli mikalar, katılaşmış lavlar, feldispatlar, kil mineralleri ve diğer birçok mineral ve kaya kullanılır. Katılaşmış lav aynı zamanda paleomanyetik çalışmalar için de uygundur. Bu nedenle, potasyum-argon yöntemi (daha doğrusu versiyonu - argon-argon yöntemi), jeomanyetik polarite ölçeğini kalibre etmenin ana yöntemidir.

Potasyum-40 - 40Ca'nın ana bozunma ürünü, genellikle incelenen kayalarda bol miktarda bulunan sıradan (radyojenik olmayan) kalsiyum-40'tan farklı değildir. Bu nedenle, genellikle başka bir yavru izotop olan 40Ar'ın içeriği analiz edilir. Argon inert bir gaz olduğundan, birkaç yüz dereceye kadar ısıtıldığında kayalardan kolayca buharlaşır. Buna göre potasyum-argon tarihlemesi, numunenin bu sıcaklıklara kadar son ısıtılma zamanını gösterir.

Diğer radyoizotop yöntemlerinde olduğu gibi potasyum-argon tarihlemesinde de temel sorun, çevreyle madde alışverişi ve numunenin başlangıç ​​bileşiminin belirlenmesinin zorluğudur. Numunenin başlangıçta argon içermemesi, daha sonra kaybetmemesi ve atmosferik argonla kirlenmemesi önemlidir. Bu kirlenme için, atmosferik argonda 40Ar'a ek olarak başka bir izotopun (36Ar) bulunması, ancak bunun küçük miktarı nedeniyle (tüm argonun 1/295'i) doğruluğu nedeniyle bir düzeltme yapılabilir. bu düzeltme düşüktür.

Potasyum-argon yönteminin geliştirilmiş bir versiyonu vardır - 40Ar/39Ar yöntemi ( argon-argon yöntemi). Bu yöntem kullanılarak 40K içeriği yerine yapay nötron ışınlaması sırasında 39K'dan oluşan 39Ar içeriği belirlenir. Potasyumun izotopik bileşiminin sabitliği nedeniyle 40K miktarı 39K miktarından açıkça belirlenebilir. Bu yöntemin avantajı şu gerçeğinden kaynaklanmaktadır: Kimyasal özellikler 39Ar ve 40Ar aynıdır, dolayısıyla bu izotopların içeriği aynı yöntem kullanılarak bir örnek numuneden belirlenebilir. Ancak her argon-argon tarihlemesi, aynı nötron akışıyla ışınlanmış bilinen yaştaki bir numune kullanılarak kalibrasyon yapılmasını gerektirir.

Potasyum-argon tarihlerinin uranyum-kurşun tarihleriyle karşılaştırılması, potasyum-argon tarihlerinin genellikle yaklaşık %1 daha küçük olduğunu gösterir. Bunun nedeni muhtemelen potasyum-40'ın yarı ömrü için kabul edilen değerin yanlış olmasıdır.

Rubidyum-stronsiyum yöntemi

Yöntemin prensibi, 87Rb izotopunun β− bozunmasına ve bunun kararlı 87Sr izotopuna dönüşümüne dayanmaktadır:

37 87 R b → 38 87 S r + β − + ν ¯ e + Q ; (\displaystyle \mathrm (()_(37)^(87)Rb) \rightarrow \mathrm (()_(38)^(87)Sr) +(\beta )^(-)+(\bar (\ nu ))_(e)+Q\,;)

nerede e- elektron antinötrino, Q- bozunma enerjisi. Rubidyum-87'nin yarı ömrü 49,7(3) milyar yıldır, doğal izotop bolluğu %27,83(2)'dir. Kaya minerallerinde rubidyumun bolluğu, her şeyden önce Rb+ iyon yarıçapının yakınlığıyla belirlenir ( R= 0,148 nm) K+ iyonlarına ( R= 0,133 nm). Bu, Rb iyonunun, en önemli kaya oluşturucu minerallerin tümünde K iyonunun yerini almasına olanak tanır.

Stronsiyumun bolluğu Sr2+ iyonunun yeteneği ile belirlenir ( R= 0,113 nm) Ca2+ iyonunu değiştirin ( R= 0,101 nm), kalsiyum içeren minerallerde (esas olarak plajiyoklaz ve apatitte) ve bunun yanı sıra K+ iyonu yerine potasyum feldispat kafesine dahil edilme olasılığı. Stronsiyum-87'nin mineralde birikmesi yasaya göre gerçekleşir

(87 S r 86 S r) t = (87 S r 86 S r) 0 + (87 R b 86 S r) t ⋅ (e λ t − 1) , (\displaystyle \left((\frac (^( 87)\mathrm (Sr) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr) )(^(86) \mathrm (Sr) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(87)\mathrm (Rb) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t )\cdot \left(e^(\lambda t)-1\right),)

indeks nerede T her zaman olduğu gibi, şu anlama gelir: modern ilişkiler mineraldeki izotop konsantrasyonları ve 0 - başlangıç ​​oranlarına. Bu denklemin yaşa göre çözümü T Jeokronolojinin temel denklemini Rb-Sr yöntemine göre yazmanıza olanak sağlar:

T = 1 λ ln ⁡ ((87 S r 86 S r) t − (87 S r 86 S r) 0 (87 R b 86 S r) t + 1) , (\displaystyle t=(\frac (1) (\lambda ))\ln \left((\frac (\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr)) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t) -\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(0))(\left((\frac (^(87) \mathrm (Rb) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t)))+1\right))

Yöntemde kullanılan radyojenik (87Sr) ve radyojenik olmayan (86Sr) stronsiyum izotoplarının izotop bolluğu sırasıyla %7,00(1) ve %9,86(1)'dir.

Samaryum-neodimyum yöntemi

Samaryum ve neodimyum nadir toprak elementleridir. Hidrotermal alterasyon, kimyasal ayrışma ve metamorfizma sırasında K, Rb, Sr vb. gibi alkali ve alkali toprak elementlerine göre daha az hareketlidirler. Bu nedenle samaryum-neodimyum yöntemi, kayaların yaşının rubidyum-stronsiyum yöntemine göre daha güvenilir bir şekilde tarihlendirilmesini sağlar. Jeokronolojide Sm-Nd yönteminin kullanılması önerisi ilk kez G. Lugmair (1947) tarafından yapılmıştır. 143Nd/144Nd oranının, 147Sm'nin bozulması nedeniyle 143Nd'nin göreceli bolluğundaki değişikliklerin bir göstergesi olduğunu gösterdi. ABD'li DePaolo ve Wasserburg'lu araştırmacılar, Sm-Nd yönteminin jeolojik pratikte geliştirilmesine, uygulanmasına ve elde edilen verilerin işlenmesine büyük katkı sağladı. Samaryumun 7 doğal izotopu vardır (bkz. Samaryum izotopları), ancak bunlardan yalnızca ikisi (147Sm ve 148Sm[İletişim 5]) radyoaktiftir. 147Sm bir alfa parçacığı yayarak 143Nd'ye dönüşür:

62 147 Rb → 60 143 Nd + a + Q; (\displaystyle \mathrm (()_(62)^(147)Rb) \rightarrow \mathrm (()_(60)^(143)Nd) +(\alpha )+Q\,;)

147Sm'nin yarı ömrü çok uzundur; 106,6(7) milyar yıl. Samaryum-neodimyum yöntemi, metamorfik olanlar da dahil olmak üzere bazik ve ultrabazik kayaların yaşını hesaplamak için en iyi şekilde kullanılır.

Renyum-osmiyum yöntemi

Yöntem, renyum-187'nin (yarı ömür 43,3(7) milyar yıl, doğal izotop bolluğu η = 62,60(2)) osmiyum-187'ye (η = 1,96(2)%) beta bozunmasına dayanmaktadır. Yöntem, demir-nikel meteoritlerin (bir siderofil element olarak renyum, bunların içinde yoğunlaşma eğilimindedir) ve molibden yataklarının (yerkabuğundaki molibden MoS 2, tantal ve niyobyum mineralleri gibi bir renyum yoğunlaştırıcı mineraldir) tarihlendirilmesi için kullanılır. Osmiyum iridyumla ilişkilidir ve neredeyse yalnızca ultramafik kayaçlarda bulunur. Re-Os yöntemi için izokron denklemi:

(187 Ö s 186 Ö s) t = (187 Ö s 186 Ö s) 0 + (187 R e 186 Ö s) t ⋅ (e λ 187 t - 1) . (\displaystyle \left((\frac (^(187)\mathrm (Os) )(^(186)\mathrm (Os) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(187) )\mathrm (Os) )(^(186)\mathrm (Os) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(187)\mathrm (Re) )(^(186)\ mathrm (Os))\right)_(t)\cdot \left(e^(\lambda _(187)t)-1\right).)

Lutesyum-hafniyum yöntemi

Yöntem, lutesyum-176'nın (yarı ömür 36,84(18) milyar yıl, doğal izotop bolluğu η = 2,599(13)) hafniyum-176'ya (η = 5,26(7)%) beta bozunmasına dayanmaktadır. Hafniyum ve lutesyum önemli ölçüde farklı jeokimyasal davranışlara sahiptir. Fergusonit, ksenotim vb. gibi ağır lantanit minerallerinin yanı sıra apatit, ortit ve sfen de yönteme uygundur. Hafniyum, zirkonyumun kimyasal bir analoğudur ve zirkonlarda yoğunlaşmıştır, dolayısıyla zirkonlar bu yöntem için uygun değildir. Lutesyum-hafniyum yöntemi için izokron denklemi:

(176 H f 177 H f) t = (176 H f 177 H f) 0 + (176 L sen 177 H f) t ⋅ (e λ 176 t - 1) . (\displaystyle \left((\frac (^(176)\mathrm (Hf) )(^(177)\mathrm (Hf) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(176) )\mathrm (Hf) )(^(177)\mathrm (Hf) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(176)\mathrm (Lu) )(^(177)\ mathrm (Hf))\right)_(t)\cdot \left(e^(\lambda _(176)t)-1\right).)

Radyokarbon yöntemi

Yöntem karbon-14'ün bozunmasına dayanıyor ve çoğunlukla biyolojik kökenli nesneler için kullanılıyor. Biyolojik bir nesnenin ölümünden ve atmosferik rezervuarla karbon değişiminin kesilmesinden bu yana geçen süreyi belirlemenizi sağlar. Atmosferdeki ve onunla denge alışverişinde bulunan hayvan ve bitki dokularındaki karbon-14'ün kararlı karbona (14C/12C ~ %10−10) oranı, üst atmosferdeki hızlı nötronların akışıyla belirlenir. Kozmik ışınların oluşturduğu nötronlar, atmosferik nitrojen-14 çekirdeği ile n + 7 14 N → 6 14 C + p , (\displaystyle n+\mathrm (^(14)_(7)N) \rightarrow \mathrm ( ^ (14)_(6)C) +p,) yılda ortalama 7,5 kg karbon-14 üretiyor. 14C'nin yarı ömrü 5700 ± 30 yıldır; Mevcut yöntemler, biyolojik nesnelerdeki radyokarbon konsantrasyonlarını, denge atmosferik konsantrasyonundan yaklaşık 1000 kat daha düşük bir seviyede, yani 14C'lik (yaklaşık 60 bin yıl) 10 yarı ömre kadar bir yaşta belirlemeyi mümkün kılar.

Radyokarbon tarihleme yönteminin doğruluğu hakkında

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 gelişmesinin sonuçlarından biri olan radyokarbon tarihlemesi böyle bir olgunun örneğidir. Bu yöntem vardır önemli Hidroloji, jeoloji, atmosfer bilimi ve arkeoloji gibi farklı ve bağımsız bilimsel disiplinler için. 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. Aday gösterilmesine katılan bilim adamlarından biri şunları kaydetti:

“Kimya alanındaki bir keşfin insan üzerinde bu kadar büyük bir etki yaratması ender rastlanan bir olaydır. farklı bölgeler insan bilgisi. 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 bulunur. doğal form aşağıdaki oranlarda; 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 edilmesinin bir sonucu olarak mikroskobik miktarlarda oluşur. Belirli atomlarla çarpıştıklarında kozmik ışınlar 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 moleküllerin bir alaşımı olan bir "Frankenstein izotopu"dur. kimyasal elementler. 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, arkeolojinin bir aracı olarak radyokarbon tarihlemesinin temel ilkesidir. Radyokarbon biyosfer tarafından emilir; organizmanın ölümüyle birlikte birikmeyi bırakır ve ölçülebilen belli bir oranda bozunur.

Yani C14/C12 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.

C14'ün bozunma hızı, bu maddenin yarısının 5730 ± 40 yıl içinde tekrar N14'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. Dahası, çeşitli bitkiler C14 farklı şekilde emilir ve buna da dikkat edilmelidir.2

İkincisi, atmosferdeki C14/C12 oranı her zaman sabit değildi; örneğin, büyük miktarlarda fosil yakıtların yakılmasıyla C14'te tükenen bir karbondioksit kütlesinin açığa çıktığı endüstriyel çağın başlamasıyla birlikte azaldı. Buna göre, bu dönemde ölen organizmalar radyokarbon tarihlemesinde daha yaşlı görünmektedir. Daha sonra 1950'lerde yer üstü nükleer testlerle ilişkili olarak C14O2'de bir artış oldu3 ve bu dönemde ölen organizmaların gerçekte olduklarından daha genç görünmesine neden oldu.

Yaşı tarihçiler tarafından kesin olarak belirlenen nesnelerdeki C14 içeriğinin ölçümleri (örneğin, gömülme tarihini gösteren mezarlardaki tahıllar), o dönemde atmosferdeki C14 düzeyinin tahmin edilmesini mümkün kılar ve dolayısıyla kısmen Radyokarbon “saatinin” “saatini düzeltin”. Buna göre tarihsel veriler dikkate alınarak yapılan radyokarbon tarihlemesi oldukça verimli sonuçlar verebilmektedir. Ancak arkeologlar, bu "tarihi ortamda" bile sık görülen anormallikler nedeniyle radyokarbon yöntemiyle elde edilen tarihlerin kesin olduğunu düşünmüyorlar. Tarihsel kayıtlarla ilişkili tarihleme yöntemlerine daha çok güveniyorlar.

Geçmiş veriler dışında C14 “saatinin” “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 yıllar 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 önceki örneklerin tarihlendirilmesinde 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 çözülmüştür, ancak karbon tarihlemenin kendi kendine ilan ettiği itibarı hala güvenilirliğini aşmaktadır.

Araştırmam radyokarbon tarihlemeyle ilgili iki şeyin olduğunu gösteriyor. ciddi sorunlar Bugün bile büyük yanlış anlaşılmalara yol açabilecek bir durum. 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 dayanarak, şu tespit edilmiştir: radyokarbon tarihlemeÇeşitli standartlar kullanıldı. 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. Firavunun 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 çıkmanın 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 C12 içeriği sabit kalır ancak C14 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. Pek akıllı değiller! Renfrew'un işaret ettiği gibi, "analiz için hazırlanan numunelerinize 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. Garza-Valdez'e göre, tüm eski dokular bakteriyel aktivitenin bir sonucu olarak biyoplastik bir filmle kaplanıyor ve bu, radyokarbon analizörünün kafasını karıştırıyor. Aslında Torino Kefeni 2000 yaşında olabilir, çünkü radyokarbon tarihlemesi kesin olarak kabul edilemez. Gerekli daha fazla araştırma. 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 her yerde sabittir. jeolojik tarih. Bu öncül, radyokarbon tarihlemenin ilk gelişimindeki güvenilirliği açısından hayati önem taşıyordu. Aslında, artık 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'ndeki (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

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 argon-argon yaşları yaklaşık 23 milyon yıl olarak verilmiştir. 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 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, bir primat kafatasının (bu kafatası KNM-ER 1470 örneği olarak bilinir) yaşının belirlenmesiyle ilişkilidir.10, 11 İlk sonuç 212-230 milyon yıldı; 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, daha doğrusu molekülden insana milyonlarca yıllık evrime olan inanç zihinlere o kadar sıkı 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?”(Eyub 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 ( Williams), radyoaktif elementlerin dönüştürülmesinde uzman çevre, izotop tarihlendirme yöntemlerinde 17 kusur tespit etti (bu tarihlendirmenin sonuçları, çok saygın üç eserin yayınlanmasına yol açtı ve bu da Dünya'nın yaşının yaklaşık 4,6 milyar yıl olarak belirlenmesini mümkün kıldı).12 John Woodmorappe, bu tarihleme yöntemlerini sert bir şekilde eleştiriyor8 ve bunlarla ilgili yüzlerce efsaneyi çürütüyor. "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 tarihlemesidir. 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. Seküler bilimsel literatür, bilinen tarihsel yaştaki kayaların tarihlendirilmesinde fazla argonun nasıl "ekstra milyonlarca yıla" yol açtığına dair çok sayıda örnek sunmaktadır.14 Fazla argonun kaynağı, Dünya'nın mantosunun doğrudan altında yer alan üst kısmı gibi görünmektedir. yerkabuğu. 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, Büyük Kanyon'un alt katmanlarından ve kanyonun kenarındaki lav akıntılarından bazalt örnekleri aldı.17 Evrimsel mantıkla, 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:

1. 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.
2. Radyoaktif bozunma oranı sabit değer 5568 yıllık bir yarılanma ömrü ile ölçülmüştür (bu süre zarfında 14C izotoplarının yarısının 14N'ye dönüştüğü varsayılmaktadır).
3. Hayvan ve bitki organizmaları vücutlarını atmosferden alınan karbondioksitten oluştururlar ve canlı hücreler atmosferde bulunan 14C izotopunun aynı yüzdesini içerir.
4. 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) "Kronolojinin Eleştirel Bir Çalışması Antik Dünya 3 cilt halinde", - M.: Kraft+Lean, 2000, cilt 1, s. 311-318, 1978'de yazılmıştır):

1. Atmosferdeki 14C yüzdesindeki değişkenlik. 14C içeriği kozmik faktöre (yoğunluk) bağlıdır. Güneş radyasyonu) ve karasal (eski organik maddenin yanması ve çürümesi, yeni radyoaktivite kaynaklarının ortaya çıkması ve Dünya'nın manyetik alanındaki dalgalanmalar nedeniyle atmosfere "eski" karbonun girmesi). Bu parametrede% 20'lik bir değişiklik, neredeyse 2 bin yıllık RU çağında bir hataya yol açmaktadır.
2. 14C'nin atmosferde düzgün dağılımı kanıtlanmamıştır. Atmosferdeki karışımın hızı, farklı coğrafi bölgelerde 14C içeriğinde önemli farklılıklar olasılığını dışlamaz.
3. 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 değişikliğe karşılık gelir) ve yarım yüz yıl). Yarı ömür değerinin, belirlendiği deneylere önemli ölçüde (yüzde birkaç içinde) bağlı olduğu ileri sürülmektedir.
4. 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). .
5. Bir organizmanın ölümünden sonra dokularının mutlaka karbon metabolizmasını bırakması gerekmez. çürüme ve yayılma süreçlerine katılmak.
6. 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 birkaçlık hatalar RU çağında yüzyıllık değişikliklere yol açıyor.

Özet
Radyokarbon tarihlemesi gelişen bir teknolojidir bilimsel yöntem. 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. Çıta
Graham Hancock: . M., 2006. S. 692-707.

RADYOKARBON TARİHLEMESİ
radyoaktif izotop 14C'nin içeriğini ölçerek organik materyalleri tarihleme yöntemi. Bu yöntem arkeoloji ve yer bilimlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ayrıca bakınız
İZOTOPLAR;
RADYOAKTİVİTE.
Radyokarbon kaynakları. Dünya ve atmosferi sürekli olarak yıldızlararası uzaydan gelen temel parçacık akımlarının radyoaktif bombardımanına maruz kalıyor. Üst atmosfere nüfuz eden parçacıklar, oradaki atomları bölerek proton ve nötronların yanı sıra daha büyük atomik yapıları da serbest bırakıyor. Havadaki nitrojen atomları nötronları emer ve protonları serbest bırakır. Bu atomların kütlesi daha önce olduğu gibi 14'tür, ancak daha az pozitif yüke sahiptirler; şimdi onların ücreti altıdır. Böylece orijinal nitrojen atomu, radyoaktif bir karbon izotopuna dönüştürülür:

Burada n, N, C ve p sırasıyla nötron, nitrojen, karbon ve protonu temsil eder. Kozmik ışınların etkisi altında atmosferik nitrojenden radyoaktif karbon nüklidlerin oluşumu ortalama olarak yaklaşık olarak gerçekleşir. Dünya yüzeyinin her santimetre karesi için 2,4 at./s. Güneş aktivitesindeki değişiklikler bu değerde bazı dalgalanmalara neden olabilir. Karbon-14 radyoaktif olduğundan kararsızdır ve yavaş yavaş kendisini oluşturan nitrojen-14 atomlarına dönüşür; Böyle bir dönüşüm sürecinde, bu sürecin kendisinin kaydedilmesini mümkün kılan negatif bir parçacık olan bir elektronu serbest bırakır. Kozmik ışınların etkisi altında radyokarbon atomlarının oluşumu genellikle atmosferin üst katmanlarında 8 ila 18 km arasındaki rakımlarda meydana gelir. Normal karbon gibi radyokarbon da havada oksitlenerek radyoaktif dioksit (karbon dioksit) oluşturur. Rüzgarın etkisi altında atmosfer sürekli karışır ve sonuçta kozmik ışınların etkisi altında oluşan radyoaktif karbondioksit, atmosferik karbondioksitte eşit olarak dağılır. Bununla birlikte, atmosferdeki radyokarbon 14C'nin göreceli içeriği son derece düşük kalmaktadır - yaklaşık. Sıradan karbon 12C'nin gramı başına 1,2*10-12 g.
Canlı organizmalarda radyokarbon. Tüm bitki ve hayvan dokuları karbon içerir. Bitkiler bunu atmosferden alır ve hayvanlar da bitkileri yediği için karbondioksit de dolaylı olarak vücutlarına girer. Dolayısıyla kozmik ışınlar tüm canlı organizmalar için radyoaktivite kaynağıdır. Ölüm, canlı maddeyi radyokarbonu absorbe etme yeteneğinden yoksun bırakır. Ölü organik dokularda radyokarbon atomlarının bozunması da dahil olmak üzere iç değişiklikler meydana gelir. Bu işlem sırasında 5730 yıl boyunca orijinal 14C nüklid sayısının yarısı 14N atomuna dönüştürülür. Bu zaman aralığına 14C'nin yarı ömrü denir. Başka bir yarılanma ömründen sonra, 14C nüklidlerin içeriği orijinal sayısının yalnızca 1/4'ü olur, bir sonraki yarılanma ömründen sonra - 1/8 vb. Sonuç olarak, numunedeki 14C izotopunun içeriği, radyoaktif bozunma eğrisi ile karşılaştırılabilir ve böylece organizmanın ölümünden (karbon döngüsünden hariç tutulmasından) bu yana geçen süreyi belirleyebilir. Bununla birlikte, bir numunenin mutlak yaşının bu şekilde belirlenmesi için, organizmalardaki başlangıç ​​14C içeriğinin son 50.000 yılda (radyokarbon tarihleme kaynağı) değişmediğini varsaymak gerekir. Aslında kozmik ışınların etkisi altında 14C'nin oluşumu ve organizmalar tarafından emilmesi bir miktar değişti. Sonuç olarak, bir numunenin 14C izotop içeriğinin ölçülmesi yalnızca yaklaşık bir tarih sağlar. Başlangıçtaki 14C içeriğindeki değişikliklerin etkilerini hesaba katmak için ağaç halkalarındaki 14C içeriğine ilişkin dendrokronolojik veriler kullanılabilir. Radyokarbon tarihleme yöntemi W. Libby (1950) tarafından önerildi. 1960'a gelindiğinde radyokarbon tarihlemesi geniş çapta kabul görmüş, dünya çapında radyokarbon laboratuvarları kurulmuş ve Libby Nobel Kimya Ödülü'ne layık görülmüştü.
Yöntem. Radyokarbon tarihlemesi için amaçlanan numune, kesinlikle temiz aletler kullanılarak alınmalı ve steril bir ortamda kuru olarak saklanmalıdır. naylon poşet. Seçimin yeri ve koşulları hakkında doğru bilgi gereklidir. İdeal bir odun, odun kömürü veya kumaş numunesi yaklaşık 30 g ağırlığında olmalıdır. Kabuklar için 50 g, kemikler için ise 500 g ağırlık arzu edilir (ancak en son teknikler, çok daha küçük numunelerden yaş belirlemeyi mümkün kılmaktadır). . Her numunenin, örneğin daha sonra büyüyen bitkilerin köklerinden veya eski karbonat kayalarının parçalarından gelen daha eski ve daha genç karbon içeren kirletici maddelerden tamamen temizlenmesi gerekir. Numunenin ön temizliğinin ardından laboratuvarda kimyasal işlemlere tabi tutulur. Numuneye nüfuz etmiş olabilecek yabancı karbon içeren mineralleri ve çözünebilir organik maddeleri çıkarmak için asidik veya alkalin bir çözelti kullanılır. Bundan sonra organik numuneler yakılır ve kabuklar asitte çözülür. Bu prosedürlerin her ikisi de karbondioksit gazının salınmasına neden olur. Saflaştırılmış numunedeki tüm karbonu içerir ve bazen radyokarbon tarihlemesi için uygun başka bir maddeye dönüştürülür. Radyokarbon aktivitesini ölçmek için çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan biri, 14C'nin bozunması sırasında açığa çıkan elektron sayısının belirlenmesine dayanmaktadır. Salınmalarının yoğunluğu, incelenen numunedeki 14C miktarına karşılık gelir. Numunede bulunan 14C atomlarının sayısının yalnızca çeyrek milyonda biri kadar bir gün bozunduğundan sayım süresi birkaç güne kadar çıkabilir. Başka bir yöntem, kütlesi 14 olan tüm atomları tanımlayan bir kütle spektrometresinin kullanılmasını gerektirir; özel bir filtre 14N ve 14C arasında ayrım yapmanızı sağlar. Çürümenin oluşmasını beklemeye gerek olmadığından 14C sayımı bir saatten daha kısa sürede gerçekleştirilebilir; 1 mg ağırlığında bir numunenin olması yeterlidir. Doğrudan kütle spektrometrik yöntemine AMS tarihleme adı verilir. Bu durumda, kural olarak nükleer fizik alanında araştırma yapan merkezlerde bulunan karmaşık, oldukça hassas aletler kullanılır.
(ayrıca bkz. SPEKTROSKOPİ; PARÇACIK HIZLANDIRICI).
Geleneksel yöntem çok daha az hacimli ekipman gerektirir. İlk olarak, gazın bileşimini belirleyen ve prensip olarak Geiger sayacına benzeyen bir sayaç kullanıldı. Sayaç, numuneden elde edilen karbondioksit veya başka bir gazla (metan veya asetilen) dolduruldu. Cihazın içinde meydana gelen herhangi bir radyoaktif bozunma, zayıf bir elektriksel darbe üretir. Çevresel arka plan radyasyonunun enerjisi, enerjisi genellikle arka plan spektrumunun alt sınırına yakın olan 14C bozunmasının neden olduğu radyasyonun aksine, genellikle büyük ölçüde değişir. Arka plan değerlerinin 14C verilerine çok istenmeyen oranı, sayacın dış radyasyondan izole edilmesiyle iyileştirilebilir. Bu amaçla tezgah, birkaç santimetre kalınlığında demir veya yüksek saflıkta kurşundan yapılmış ekranlarla kaplanır. Buna ek olarak, sayacın duvarları, birbirine yakın yerleştirilmiş Geiger sayaçları tarafından korunmaktadır; bu sayaçlar, tüm kozmik radyasyonu geciktirerek numuneyi içeren sayacın kendisini yaklaşık 0,0001 saniye boyunca devre dışı bırakır. Tarama yöntemi, arka plan sinyalini dakikada birkaç bozunmaya indirir (18. yüzyıla tarihlenen 3 gramlık bir ahşap örneği, RADYOKARBON TARİHLEMESİ dakikada 14C'lik 40 bozunma verir), bu da oldukça eski örneklerin tarihlendirilmesini mümkün kılar. Yaklaşık 1965'ten beri sıvı sintilasyon yöntemi tarihlemede yaygınlaştı. Numuneden üretilen karbonlu gazı, küçük bir cam kapta saklanabilecek ve incelenebilecek bir sıvıya dönüştürür. Sıvıya, 14C radyonüklitlerin bozunması sırasında salınan elektronların enerjisiyle yüklenen özel bir madde - bir sintilatör - eklenir. Sintilatör, depolanan enerjiyi ışık dalgaları patlamaları şeklinde neredeyse anında serbest bırakır. Işık, bir fotoçoğaltıcı tüp kullanılarak yakalanabilir. Bir sintilasyon sayacı bu tür iki tüp içerir. Yanlış sinyal yalnızca tek bir el cihazı tarafından gönderildiğinden tespit edilebilir ve ortadan kaldırılabilir. Modern sintilasyon sayaçları çok düşük, neredeyse sıfır arka plan radyasyonuna sahip olup, örneklerin 50.000 yaşına kadar olan tarihlemenin oldukça doğru olmasına olanak tanır. Sintilasyon yöntemi, karbonun benzene dönüştürülmesi gerektiğinden numunenin dikkatli bir şekilde hazırlanmasını gerektirir. Süreç, karbon dioksit ile erimiş lityumun lityum karbür oluşturmak üzere reaksiyona girmesiyle başlar. Karbüre azar azar su eklenir ve çözünerek asetilen açığa çıkar. Numunedeki tüm karbonu içeren bu gaz, bir katalizör tarafından berrak bir sıvı olan benzene dönüştürülür. Sonraki zincir kimyasal formüller bu süreçte karbonun bir bileşikten diğerine nasıl hareket ettiğini gösterir:

14C laboratuvar ölçümlerine dayanan tüm yaş tespitlerine radyokarbon tarihleri ​​denir. Bunlar günümüzden önceki yıl sayısı (BP) cinsinden verilir ve başlangıç ​​noktası olarak yuvarlak modern tarih (1950 veya 2000) alınır. Radyokarbon tarihleri ​​her zaman olası istatistiksel hataların bir göstergesiyle birlikte verilir (örneğin, 1760 ± 40 BP).
Başvuru. Tipik olarak, bir olayın yaşını belirlemek için, özellikle de nispeten yeni bir olaysa, çeşitli yöntemler kullanılır. Büyük, iyi korunmuş bir numunenin yaşı on yıl içinde belirlenebilir, ancak numunenin tekrarlanan analizi birkaç gün gerektirir. Genellikle sonuç, belirlenen yaşın %1'i oranında doğrulukla elde edilir. Özellikle tarihsel verilerin yokluğunda radyokarbon tarihlemenin önemi artmaktadır. Avrupa, Afrika ve Asya'da ilk izler İlkel Adam radyokarbon tarihlemeye uygun zaman sınırlarının ötesine geçmek; 50.000 yıldan daha eski olduğu ortaya çıktı. Ancak radyokarbon tarihlemesi kapsamına girmektedir. Ilk aşamalar toplumun örgütlenmesi ve ilk kalıcı yerleşimlerin yanı sıra antik kentlerin ve devletlerin ortaya çıkışı. Radyokarbon tarihlemesi, birçok eski kültür için bir zaman çizelgesi geliştirmede özellikle başarılı olmuştur. Bu sayede artık kültürlerin ve toplumların gelişim seyrini karşılaştırmak ve hangi insan gruplarının belirli aletlere ilk kez hakim olduğunu, yeni bir yerleşim türü yarattığını veya yeni bir ticaret yolunu açtığını tespit etmek mümkün. Yaşın radyokarbonla belirlenmesi evrensel hale geldi. 14C radyonüklitleri atmosferin üst katmanlarında oluştuktan sonra farklı ortamlara nüfuz eder. Alt atmosferdeki hava akımları ve türbülans, radyokarbonun küresel dağılımını sağlar. Geçmek hava akımı Okyanusun üzerinde 14C, önce suyun yüzey katmanına girer, ardından derin katmanlara nüfuz eder. Kıtalar üzerinde yağmur ve kar, 14C'yi yeryüzüne çıkarır ve burada yavaş yavaş nehirlerde, göllerde ve buzullarda birikerek binlerce yıl saklanabilir. Bu ortamlardaki radyokarbon konsantrasyonlarını incelemek, Dünya Okyanusu'ndaki su döngüsü ve sonuncusu da dahil olmak üzere geçmiş dönemlerin iklimi hakkındaki bilgilerimize katkıda bulunuyor. buzul dönemi. İlerleyen buzul tarafından kesilen ağaç kalıntılarının radyokarbon tarihlemesi, en son soğuk dönem Dünya'da yaklaşık 11.000 yıl önce sona erdi. Bitkiler, büyüme mevsimi boyunca her yıl atmosferden karbondioksiti emer ve 12C, 13C ve 14C izotopları, bitki hücrelerinde atmosferdekilerle yaklaşık olarak aynı oranda bulunur. 12C ve 13C atomları atmosferde neredeyse sabit oranlarda bulunur, ancak 14C izotopunun miktarı, oluşum yoğunluğuna bağlı olarak dalgalanır. Ağaç halkaları adı verilen yıllık büyüme katmanları bu farklılıkları yansıtır. Tek bir ağacın yıllık halkalarının sürekli dizisi meşede 500 yılı, sekoya ve kıl kozalağı çamında ise 2000 yıldan fazla süreyi kapsayabilir. Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeybatısındaki kurak dağlık bölgelerde ve İrlanda ve Almanya'daki turba bataklıklarında ölü ağaç gövdelerinin bulunduğu ufuklar keşfedildi. farklı Çağlar. Bu bulgular, atmosferdeki 14C konsantrasyonlarındaki yaklaşık 10.000 yıllık dalgalanmalara ilişkin bilgileri birleştirmemize olanak sağlıyor. Örneklerin yaşını belirlemenin doğruluğu laboratuvar araştırması organizmanın yaşamı boyunca 14C konsantrasyonunun bilgisine bağlıdır. Son 10.000 yıldır bu tür veriler toplanıyor ve genellikle 1950'deki atmosferik 14C seviyesi ile geçmişteki arasındaki farkı gösteren bir kalibrasyon eğrisi şeklinde sunuluyor. Radyokarbon ve kalibre edilmiş tarihler arasındaki tutarsızlık, MS 1950 arasındaki aralık için ±150 yılı aşmamaktadır. ve MÖ 500 Daha eski zamanlarda bu tutarsızlık artar ve 6000 yıllık radyokarbon yaşıyla 800 yıla ulaşır.
Ayrıca bakınız
ARKEOLOJİ;
KARBON.

Collier'in Ansiklopedisi. - Açık Toplum. 2000 .

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 kullanılabileceğini konuşacağız. 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. Bu yüzden 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 geriye 14 kalacak. Ama şimdi, yalnızca 6 proton olduğundan, bu tanım gereği artık nitrojen değil. Şimdi karbon. Ve nakavt edilen proton yayılacak. Bunu farklı bir renge boyayacağım. Bu bir artı. Uzaya yayılan bir proton... Hidrojen 1 diyebilirsiniz. Bir şekilde elektronu çekebiliyor. Eğer elektron kazanmazsa, basitçe bir hidrojen iyonu, pozitif bir iyon veya bir hidrojen çekirdeği olacaktır. - tipik bir olay değil ama zaman zaman oluyor - karbon-14 bu şekilde oluşuyor. 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 yemezsiniz. 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 tüketmiyorsanız ya da atmosferde nefes almıyorsanız, eğer kendiniz de bir bitkiyseniz, havadan karbon yakalıyorsanız - bitkilerin amacı da 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, 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?

Bu süreç

Fiziksel temeller

Bu süreç

Biyolojik organizmaların ana bileşenlerinden biri olan karbon, dünya atmosferinde kararlı izotoplar 12 C ve 13 C ve radyoaktif 14 C formunda bulunur. 14 C izotopu, radyasyonun etkisi altında atmosferde sürekli olarak oluşur. (temel olarak kozmik ışınlar, aynı zamanda karasal kaynaklardan gelen radyasyon 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 radyoaktif (14 C), 5568 ± 30 yıllık yarılanma ömrüyle (yeni güncellenmiş verilere göre - 5730 ± 40 yıl) beta bozunmasına uğrar, bunun sonucunda içeriği yavaş yavaş kalır. 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. Aktiviteyi ölçmek için kullanılan karbon numunesi genellikle orantılı bir sayacı dolduran bir gaza veya bir sıvı sintilatöre 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 belirlenebilmesi yaklaşık 60.000 yıl, yani 14 C'nin yaklaşık 10 yarı ömrüdür. Bu süre zarfında 14 C'nin içeriği yaklaşık 1000 kat azalır (gram karbon başına saatte yaklaşık 1 bozunma).

Radyokarbon yöntemini kullanarak bir nesnenin yaşının ölçülmesi, yalnızca numunedeki izotopların oranı, varlığı sırasında bozulmamışsa, yani numune, daha sonraki veya daha önceki kökenli, radyoaktif, karbon içeren malzemelerle kirlenmemişse mümkündür. maddelere maruz kalmamış ve güçlü radyasyon kaynaklarına maruz kalmamıştır. Bu tür kontamine numunelerin yaşının belirlenmesi büyük hatalara yol açabilir. Örneğin, analiz gününde toplanan çimenler üzerinde yapılan bir test tespitinde, çimlerin sürekli yoğun trafiğin olduğu bir otoyol yakınındaki bir çimden toplanması nedeniyle milyonlarca yıllık bir yaş verildiği bir durum anlatılmaktadır. egzoz gazlarından (yanmış petrol ürünleri) gelen “fosil” karbonla yoğun şekilde kirlendiği ortaya çıktı. 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 yönteminin kullanıldığı en ünlü vakalardan biri, Torino Kefeni'nin (çarmıha gerilmiş İsa'nın bedeninin izlerini içerdiği iddia edilen bir Hıristiyan tapınağı) parçalarının bir yıl içinde, aynı anda birkaç laboratuvarda bir cihaz kullanılarak gerçekleştirilen çalışmasıdır. kör yöntem. Radyokarbon analizi, kefenin 13. yüzyıl dönemine tarihlenmesini 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 güneş aktivitesi seviyesindeki dalgalanmalar nedeniyle zamanla ve radyoaktif maddelerin Dünya yüzeyindeki eşit olmayan dağılımı ve bunlarla ilişkili olaylar nedeniyle uzayda değişen radyasyon durumuna bağlıdır. radyoaktif malzemeler (örneğin, yüzyılın ortalarında atmosferik nükleer silah testleri sırasında oluşan ve dağılan radyoaktif malzemeler, halen 14C izotopunun oluşumuna 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 oranındaki 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 dendrokronolojidir. 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 tarihlenmesi için 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 olarak 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 yaratılışçılığın, "Yeni Kronoloji"nin ve bilim camiası tarafından tanınmayan diğer teorilerin destekçileri tarafından eleştiriliyor. Makalede radyokarbon tarihlemesine yönelik ana itirazlar verilmektedir. Fomenko’nun “Yeni Kronolojisinde” doğal bilimsel yöntemlerin eleştirisi. Radyokarbon tarihlemesine yönelik eleştiriler genellikle yöntemin henüz güvenilir bir şekilde kalibre edilmediği 1960'lardaki durumuna dayanmaktadır.

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Radyokarbon yönteminin” ne olduğuna bakın:

Çalışma amacıyla canlı organizmaları tedavi etmek için radyoaktif karbon 14C kullanma yöntemi çeşitli mekanizmalar, fizyolojik süreçler(örneğin metabolizma), ekosistemlerdeki verimliliğin ölçülmesi vb. Ayrıca bkz. Karbon 14C... ... Ekolojik sözlük

Radyokarbon yöntemi- (İngilizce radyokarbon). Karbon 14, kozmik radyasyonun etkisi altında atmosferde oluşan radyoaktif bir izotoptur. Tüm canlıların organik maddesinin bir parçası olan sıradan karbon (12C) gibi davranır. Radyoaktif oranları ve... Arkeolojik Sözlük

Nükleer testlerin neden olduğu atmosferik radyokarbon 14C konsantrasyonlarındaki değişiklikler. Doğal konsantrasyon mavi renkle gösterilmiştir Farklı türlerin Radyokarbon tarihlemesi ... Vikipedi

Genç formasyonlar için Libby (1949) tarafından önerilen; kozmik radyasyon nötronlarının atmosferik nitrojen çekirdekleri ile etkileşimi sırasında atmosferin üst katmanlarında (bkz. Değişim rezervuarı) oluşan C14 radyokarbonun bozunmasına dayanmaktadır. Jeolojik ansiklopedi

- (Yunan metodos yolundan, araştırma yöntemi, öğretme, sunum yönteminden) bir dizi biliş ve pratik faaliyet tekniği ve işlemi; bilgi ve pratikte belirli sonuçlara ulaşmanın bir yolu. Şu veya bu M.'nin kullanımı belirlenir... ... Felsefi Ansiklopedi

- (bkz. radyo... + karbon...) canlı organizmaların kalıntılarındaki radyoaktif karbon izotopunun (14'ten itibaren) içeriğini ölçen radyokarbon tarihleme yöntemi. Yeni sözlük yabancı kelimeler. EdwART tarafından, 2009… Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

çamur akışı biliminde likenometrik yöntem- çamur akışlarının likeometrisi FLUDRY ÇALIŞMALARINDA LİKENOMETRİK YÖNTEM - bazı kabuklu liken türlerinin maksimum çaplarına ilişkin verilere dayanarak çamur akışlarının mutlak yaşını belirlemeye yönelik bir yöntem. Likenlerin radyal büyümesi gerçeğine dayanarak... Çamur akışı fenomeni. Terminolojik sözlük

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 gelişmesinin 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. Aday gösterilmesine 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 edilmesinin bir sonucu olarak mikroskobik miktarlarda oluşur. Belirli atomlarla çarpıştıklarında kozmik ışınlar 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, arkeolojinin bir aracı olarak radyokarbon tarihlemesinin 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.

Yaşı tarihçiler tarafından 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 önceki örneklerin tarihlendirilmesinde 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 çözülmüştür, ancak karbon tarihlemenin kendi kendine ilan ettiği itibarı hala güvenilirliğini aşmaktadır.

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 dayanarak, 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. Firavunun 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 çıkmanın 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 ancak 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. Pek akıllı değiller! Renfrew'un işaret ettiği gibi, "analiz için hazırlanan numunelerinize 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. Garza-Valdez'e göre, tüm eski dokular bakteriyel aktivitenin bir sonucu olarak biyoplastik bir filmle kaplanıyor ve bu, radyokarbon analizörünün kafasını karıştırıyor. 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, artık 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 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?”(Eyub 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:

1. 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.
2. Radyoaktif bozunma hızı, 5568 yıllık yarı ömürle ölçülen bir sabittir (bu süre zarfında 14C izotoplarının yarısının 14N'ye dönüştüğü varsayılmaktadır).
3. Hayvan ve bitki organizmaları vücutlarını atmosferden alınan karbondioksitten oluştururlar ve canlı hücreler atmosferde bulunan 14C izotopunun aynı yüzdesini içerir.
4. 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):

1. 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.
2. 14C'nin atmosferde düzgün dağılımı kanıtlanmamıştır. Atmosferdeki karışımın hızı, farklı coğrafi bölgelerde 14C içeriğinde önemli farklılıklar olasılığını dışlamaz.
3. 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.
4. 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). .
5. Bir organizmanın ölümünden sonra dokularının mutlaka karbon metabolizmasını bırakması gerekmez. çürüme ve yayılma süreçlerine katılmak.
6. 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 birkaçlık hatalar 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.