Ռադիոածխածնային վերլուծությունը փոխել է մեր պատկերացումները վերջին 50000 տարվա մասին: Պրոֆեսոր Ուիլարդ Լիբբին առաջին անգամ ցուցադրել է դա 1949 թվականին, ինչի համար հետագայում արժանացել է Նոբելյան մրցանակի։
Ժամադրության մեթոդ
Ռադիոածխածնի վերլուծության էությունը ածխածնի երեք տարբեր իզոտոպների համեմատությունն է: Որոշակի տարրի իզոտոպները միջուկում ունեն նույն թվով պրոտոններ, բայց տարբեր թվով նեյտրոններ: Սա նշանակում է, որ չնայած իրենց մեծ քիմիական նմանությանը, նրանք ունեն տարբեր զանգվածներ։
Իզոտոպի ընդհանուր զանգվածը նշվում է թվային ինդեքսով։ Թեև ավելի թեթև 12C և 13C իզոտոպները կայուն են, ամենածանր իզոտոպը 14C (ռադիոածխածին) ռադիոակտիվ է. Նրա միջուկն այնքան մեծ է, որ անկայուն է։
Ժամանակի ընթացքում 14C, ռադիոածխածնային թվագրման հիմքը, քայքայվում է ազոտի 14N: Ածխածնի 14-ի մեծ մասը ստեղծվում է մթնոլորտի վերին շերտում, որտեղ տիեզերական ճառագայթների կողմից արտադրված նեյտրոնները փոխազդում են 14N.
ատոմների հետ:
Այնուհետև այն օքսիդանում է մինչև 14CO2, մտնում է մթնոլորտ և խառնվում 12 CO2 և 13CO2: Օգտագործվում է ածխաթթու գազբույսերը ֆոտոսինթեզի ընթացքում և այնտեղից սննդի շղթայի միջոցով: Հետևաբար, այս շղթայի յուրաքանչյուր բույս և կենդանի (ներառյալ մարդիկ) կունենա հավասար քանակություն 14C համեմատած 12C մթնոլորտում (հարաբերակցությունը14S:12S).
Մեթոդի սահմանափակումներ
Երբ կենդանի էակները մահանում են, հյուսվածքներն այլևս չեն փոխարինվում, և ռադիոակտիվ քայքայումն ակնհայտ է դառնում 14C: 55000 տարի անց 14C-ն այնքան է քայքայվել, որ նրա մնացորդներն այլևս չեն կարող չափվել:
Ի՞նչ է ռադիոածխածնային ժամադրությունը: Ռադիոակտիվ քայքայումը կարող է օգտագործվել որպես «ժամացույց», քանի որ այն անկախ է ֆիզիկական (օր. ջերմաստիճան) և քիմիական (օրինակ՝ ջրի պարունակություն) պայմաններից: Նմուշում պարունակվող 14C-ի կեսը քայքայվում է 5730 տարում:
Հետևաբար, եթե գիտեք 14C:12C հարաբերակցությունը մահվան պահին և այսօրվա հարաբերակցությունը, ապա կարող եք հաշվարկել որքան ժամանակ է անցել. Ցավոք, նրանց նույնականացնելն այնքան էլ հեշտ չէ։
Ռադիոածխածնի վերլուծություն. սխալի սահման
14C-ի քանակը մթնոլորտում, հետևաբար բույսերում և կենդանիներում, միշտ չէ, որ հաստատուն է եղել: Օրինակ, այն տատանվում է կախված նրանից, թե քանի տիեզերական ճառագայթներ են հասնում Երկիր: Դա կախված է արեգակնային ակտիվությունից և մեր մոլորակի մագնիսական դաշտից։
Բարեբախտաբար, հնարավոր է այս տատանումները չափել այլ մեթոդներով թվագրված նմուշներում: Դուք կարող եք հաշվել ծառերի տարեկան օղակները և դրանց բովանդակության փոփոխությունըռադիոածխածին. Այս տվյալներից կարելի է կառուցել «չափորոշման կոր»:
Ներկայումս աշխատանքներ են տարվում այն ընդլայնելու և բարելավելու ուղղությամբ։ 2008 թվականին միայն ռադիոածխածնային ժամկետները մինչև 26000 տարի կարող էին չափորոշվել: Այսօր կորը երկարացվել է մինչև 50000 տարի։
Ի՞նչ կարելի է չափել?
Ոչ բոլոր նյութերը կարող են թվագրվել այս մեթոդով: Օրգանական միացությունների մեծ մասը, եթե ոչ բոլորը, թույլ են տալիս ռադիոածխածնային թվագրում: Որոշ անօրգանական նյութեր, ինչպիսին է խեցիների արագոնիտի բաղադրիչը, նույնպես կարելի է թվագրել, քանի որ հանքանյութի ձևավորման համար օգտագործվել է ածխածին-14։
Մեթոդի սկզբից թվագրված նյութերը ներառում են փայտածուխ, փայտ, ճյուղեր, սերմեր, ոսկորներ, խեցի, կաշի, տորֆ, տիղմ, հող, մազեր, խեցեղեն, ծաղկափոշի, պատի նկարներ, մարջան, արյան մնացորդներ:, գործվածք, թուղթ, մագաղաթ, խեժ և ջուր։
Մետաղի ռադիոածխածնային վերլուծություն հնարավոր չէ, եթե այն չի պարունակում ածխածին-14: Բացառություն են կազմում երկաթյա արտադրանքները, որոնք պատրաստվում են ածուխով։
Կրկնակի հաշվարկ
Այս բարդության պատճառով ռադիոածխածնային ժամկետները ներկայացվում են երկու ձևով. Չկալիբրացված չափումները տրվում են 1950-ին նախորդող տարիներին (BP): Կալիբրացված տարեթվերը ներկայացված են նաև որպես մ.թ.ա. e., և դրանից հետո, ինչպես նաև օգտագործելով calBP միավորը (չափորոշված է մինչև այսօր, մինչև 1950 թվականը): Սա նմուշի իրական տարիքի «լավագույն գնահատականն է», բայց անհրաժեշտ է, որպեսզի կարողանանք վերադառնալհին տվյալները և չափագրեք դրանք, քանի որ նոր ուսումնասիրությունները շարունակում են թարմացնել տրամաչափման կորը:
Քանակ և որակ
Երկրորդ դժվարությունը 14С-ի չափազանց ցածր տարածվածությունն է: Այսօրվա մթնոլորտում ածխածնի միայն 0.0000000001%-ն է 14C, ինչը դարձնում է անհավատալիորեն դժվար չափելը և չափազանց զգայուն է աղտոտման նկատմամբ:
Վաղ տարիներին քայքայված արտադրանքի ռադիոածխածնային վերլուծությունը պահանջում էր հսկայական նմուշներ (օրինակ՝ մարդու ֆեմուրի կեսը): Շատ լաբորատորիաներ այժմ օգտագործում են արագացուցիչ զանգվածային սպեկտրոմետրը (AMS), որը կարող է հայտնաբերել և չափել տարբեր իզոտոպների առկայությունը, ինչպես նաև հաշվել ածխածնի 14 առանձին ատոմները։
Այս մեթոդը պահանջում է 1 գրամից պակաս ոսկոր, սակայն քիչ երկրներ կարող են իրենց թույլ տալ ավելի քան մեկ կամ երկու AMS, որն արժե ավելի քան $500,000: Օրինակ, Ավստրալիան ունի այս գործիքներից միայն 2-ը, որոնք ընդունակ են ռադիոածխածնային թվագրման, և դրանք զարգացող աշխարհի մեծ մասի հասանելիությունից դուրս են:
Մաքրությունը ճշգրտության բանալին է
Բացի այդ, նմուշները պետք է զգուշորեն մաքրվեն սոսինձից և հողից ածխածնի աղտոտվածությունից: Սա հատկապես կարևոր է շատ հին նյութերի համար: Եթե 50000 տարվա նմուշի տարրի 1%-ը ծագում է ժամանակակից աղտոտիչից, ապա այն կնշվի որպես 40000 տարեկան։
Այս պատճառով հետազոտողները անընդհատ նորություններ են մշակումնյութերի արդյունավետ մաքրման մեթոդներ. Նրանք կարող են զգալի ազդեցություն ունենալ ռադիոածխածնային վերլուծության արդյունքի վրա: Մեթոդի ճշգրտությունը զգալիորեն աճել է ակտիվացված ածխածնի ABOx-SC-ով մաքրման նոր մեթոդի մշակմամբ: Սա հնարավորություն տվեց, օրինակ, Ավստրալիա առաջին մարդկանց ժամանման ամսաթիվը հետաձգել ավելի քան 10 հազար տարով։
Ռադիոածխածնային վերլուծություն. քննադատություն
Մեթոդը, որն ապացուցում է, որ Երկրի սկզբից շատ ավելի քան 10 հազար տարի է անցել, որը նշված է Աստվածաշնչում, բազմիցս քննադատության է ենթարկվել կրեացիոնիստների կողմից: Օրինակ, նրանք պնդում են, որ 50,000 տարվա ընթացքում նմուշները պետք է զերծ լինեն ածխածնի 14-ից, սակայն քարածուխը, նավթը և բնական գազը, որոնք, ենթադրաբար, միլիոնավոր տարիներ են, պարունակում են այս իզոտոպի չափելի քանակություն, ինչը հաստատվում է ռադիոածխածնային թվագրմամբ: Չափման սխալն այս դեպքում ավելի մեծ է, քան ֆոնային ճառագայթումը, որը հնարավոր չէ վերացնել լաբորատորիայում: Այսինքն՝ նմուշը, որը չի պարունակում մեկ ռադիոակտիվ ածխածնի ատոմ, ցույց կտա 50 հազար տարվա ամսաթիվ։ Այնուամենայնիվ, այս փաստը կասկածի տակ չի դնում առարկաների թվագրումը և առավել եւս չի խոսում այն մասին, որ նավթը, ածուխը և բնական գազը այս տարիքից ավելի երիտասարդ են։
Նաև կրեացիոնիստները նշում են որոշ տարօրինակություններ ռադիոածխածնային ժամադրության մեջ: Օրինակ, քաղցրահամ ջրային փափկամարմինների թվագրումը նրանց տարիքը որոշել է ավելի քան 2000 տարի, ինչը, նրանց կարծիքով, վարկաբեկում է այս մեթոդը։ Իրականում պարզվել է, որ խեցեմորթներն իրենց ածխածնի մեծ մասը ստանում են կրաքարից և հումուսից, որոնք շատ ցածր են 14C, քանի որ այս հանքանյութերը շատ հին են և հասանելի չեն:օդային ածխածին. Ռադիոածխածնային անալիզը, որի ճշգրտությունն այս դեպքում կարող է կասկածի տակ լինել, հակառակ դեպքում ճիշտ է: Փայտը, օրինակ, նման խնդիր չունի, քանի որ բույսերը ածխածին ստանում են անմիջապես օդից, որը պարունակում է 14C:
:
Մեթոդի դեմ մեկ այլ փաստարկ այն է, որ ծառերը կարող են մեկ տարում մեկից ավելի օղակ կազմել: Սա ճիշտ է, բայց ավելի հաճախ է պատահում, որ դրանք ընդհանրապես աճի օղակներ չեն կազմում։ Վզկապ սոճին, որի վրա հիմնված են չափումների մեծ մասը, 5%-ով ավելի քիչ օղակներ ունի, քան իր իրական տարիքը:
Ամսաթիվը սահմանելը
Ռադիոածխածնային վերլուծությունը ոչ միայն մեթոդ է, այլ հետաքրքիր բացահայտումներ մեր անցյալում և ներկայում: Մեթոդը հնագետներին թույլ է տվել գտածոները դասավորել ժամանակագրական հաջորդականությամբ՝ առանց գրավոր գրառումների կամ մետաղադրամների անհրաժեշտության։
19-րդ և 20-րդ դարերի սկզբին անհավանական համբերատար և զգույշ հնագետները կապում էին տարբեր աշխարհագրական տարածքների խեցեղենի և քարե գործիքների հետ՝ փնտրելով նմանություններ ձևի և նախշերի մեջ: Այնուհետև, օգտագործելով այն գաղափարը, որ օբյեկտների ոճերը ժամանակի ընթացքում զարգացել և ավելի բարդ են դարձել, նրանք կարող են դրանք դասավորել հերթականությամբ:
Այսպիսով, Հունաստանում գտնվող մեծ գմբեթավոր դամբարանները (հայտնի է որպես tholos) համարվում էին շոտլանդական Մեյշոու կղզու նմանատիպ կառույցների նախատիպերը։ Սա աջակցում էր այն գաղափարին, որ Հունաստանի և Հռոմի դասական քաղաքակրթությունները գտնվում էին բոլոր նորարարությունների կենտրոնում:
Սակայն ներսՌադիոածխածնային անալիզների արդյունքում պարզվել է, որ շոտլանդական դամբարանները հազարավոր տարով ավելի հին են, քան հունականները։ Հյուսիսային բարբարոսները կարող էին նախագծել դասականներին նման բարդ կառույցներ։
Մյուս ուշագրավ նախագծերն էին Թուրինի պատանքի վերագրումը միջնադարյան ժամանակաշրջանին, Մեռյալ ծովի ձեռագրերի թվագրումը Քրիստոսի ժամանակով և Շովեի քարանձավի գծագրերի որոշակիորեն հակասական պարբերականացումը 38,000 calBP-ով (մոտ 32,000 BP), սպասվածից հազարավոր տարիներ շուտ։
Ռադիոածխածնային անալիզը նաև օգտագործվել է մամոնտների անհետացման ժամկետները որոշելու համար և նպաստել է բանավեճին, թե արդյոք ժամանակակից մարդիկ և նեանդերթալները հանդիպել են, թե ոչ:
Իզոտոպ 14С օգտագործվում է ոչ միայն տարիքը որոշելու համար։ Ռադիոածխածնի վերլուծության մեթոդը թույլ է տալիս ուսումնասիրել օվկիանոսի շրջանառությունը և հետևել դեղամիջոցների շարժին ամբողջ մարմնում, բայց սա մեկ այլ հոդվածի թեմա է։
