Sve što je do nas došlo iz paganstva obavijeno je gustom maglom; pripada onom intervalu opterećenja koji ne možemo izmjeriti. Znamo da je starija od hrišćanstva, ali za dve godine, dvesta godina ili čitav milenijum - ovde možemo samo da nagađamo. Rasmus Nierup, 1806.

Mnogi od nas su zastrašeni naukom. Radiokarbonsko datiranje, kao jedan od rezultata razvoja nuklearne fizike, primjer je takvog fenomena. Ova metoda ima važne implikacije za različite i nezavisne naučne discipline kao što su hidrologija, geologija, atmosferska nauka i arheologija. Međutim, razumijevanje principa radiokarbonskog datiranja prepuštamo naučnim stručnjacima i slijepo prihvatamo njihove zaključke iz poštovanja prema tačnosti njihove opreme i divljenja njihovoj inteligenciji.

U stvari, principi radiokarbonskog datiranja su neverovatno jednostavni i lako dostupni. Štaviše, ideja radiokarbonskog datiranja kao “ egzaktna nauka” je pogrešno, i istina, samo nekoliko naučnika drži ovo mišljenje. Problem je u tome što predstavnici mnogih disciplina koji koriste radiokarbonsko datiranje u hronološke svrhe ne razumiju njegovu prirodu i svrhu. Hajde da pogledamo ovo.

Principi radiokarbonskog datiranja
William Frank Libby i članovi njegovog tima razvili su principe radiokarbonskog datiranja 1950-ih. Do 1960. njihov rad je završen, a u decembru te godine Libby je nominirana Nobelova nagrada u hemiji. Jedan od naučnika koji su učestvovali u njegovoj nominaciji primetio je:

“Rijetko se dogodilo da je jedno otkriće u oblasti hemije imalo toliki uticaj različitim oblastima ljudsko znanje. Vrlo rijetko je jedno otkriće privuklo tako široko interesovanje.”

Libby je otkrila da se nestabilni radioaktivni izotop ugljika (C14) raspada predvidljivom brzinom u stabilne izotope ugljika (C12 i C13). Sva tri izotopa se prirodno javljaju u atmosferi u sljedećim omjerima; C12 - 98,89%, C13 - 1,11% i C14 - 0,00000000010%.

Stabilni izotopi ugljika C12 i C13 nastali su zajedno sa svim ostalim atomima koji čine našu planetu, dakle vrlo, jako davno. Izotop C14 nastaje u mikroskopskim količinama kao rezultat svakodnevnog bombardovanja sunčeve atmosfere kosmičkim zracima. Kada se sudare s određenim atomima, kozmičke zrake ih uništavaju, uslijed čega se neutroni ovih atoma oslobađaju u zemljinoj atmosferi.

Izotop C14 nastaje kada se jedan od ovih slobodnih neutrona spoji s jezgrom atoma dušika. Dakle, radiokarbon je "Frankenštajnov izotop", legura različitih hemijskih elemenata. Zatim atomi C14, koji se formiraju konstantnom brzinom, prolaze kroz oksidaciju i prodiru u biosferu kroz proces fotosinteze i prirodnog lanca ishrane.

U organizmima svih živih bića, odnos izotopa C12 i C14 jednak je atmosferskom odnosu ovih izotopa u njihovom geografskom području i održava se brzinom njihovog metabolizma. Međutim, nakon smrti, organizmi prestaju akumulirati ugljik, a ponašanje izotopa C14 od ovog trenutka postaje zanimljivo. Libby je otkrila da je poluživot C14 bio 5568 godina; Nakon još 5568 godina, polovina preostalih atoma izotopa se raspada.

Dakle, budući da je početni omjer izotopa C12 prema C14 geološka konstanta, starost uzorka se može odrediti mjerenjem količine preostalog C14 izotopa. Na primjer, ako je u uzorku prisutna neka početna količina C14, tada je datum smrti organizma određen sa dva poluživota (5568 + 5568), što odgovara starosti od 10.146 godina.

Ovo je osnovni princip radiokarbonskog datiranja kao alata arheologije. Radiokarbon se apsorbuje u biosferu; prestaje da se akumulira sa smrću organizma i propada određenom brzinom koja se može izmeriti.

Drugim riječima, omjer C 14 / C 12 postepeno se smanjuje. Tako dobijamo „sat“ koji počinje da otkucava od trenutka smrti živog bića. Očigledno ovaj sat radi samo na mrtvim telima koja su nekada bila živa bića. Na primjer, ne mogu se koristiti za određivanje starosti vulkanskih stijena.

Stopa raspada C 14 je takva da se polovina ove supstance ponovo pretvara u N 14 u roku od 5730 ± 40 godina. Ovo je takozvani “poluživot”. Nakon dva poluživota, odnosno 11.460 godina, ostat će samo četvrtina prvobitne količine. Dakle, ako je omjer C14/C12 u uzorku jedna četvrtina omjera modernih živih organizama, uzorak je teoretski star 11.460 godina. Teoretski je nemoguće odrediti starost objekata starijih od 50.000 godina radiokarbonskom metodom. Stoga, radiokarbonsko datiranje ne može pokazati starost od milion godina. Ako uzorak sadrži C14, to već ukazuje na njegovu starost manje miliona godina.

Međutim, nije sve tako jednostavno. Prvo, biljke lošije apsorbiraju ugljični dioksid koji sadrži C14. Posljedično, akumuliraju ga manje nego što se očekivalo i zbog toga izgledaju starije nego što zapravo jesu kada se testiraju. Štaviše, različite biljke asimiliraju C14 na različite načine, i to treba uzeti u obzir. 2

Drugo, omjer C 14 / C 12 u atmosferi nije uvijek bio konstantan - na primjer, smanjio se s početkom industrijske ere, kada se, zbog sagorijevanja ogromnih količina organskog goriva, oslobađala masa ugljični dioksid, osiromašen C 14. Shodno tome, organizmi koji su umrli tokom ovog perioda, unutar radiokarbonsko datiranje izgledaju starije. Zatim je došlo do povećanja C14O2 povezanog s nuklearnim testiranjem na zemlji 1950-ih, 3 kao rezultat toga, organizmi koji su umrli tokom ovog perioda počeli su izgledati mlađi nego što su zapravo bili.

Mjerenja sadržaja C14 u predmetima čiju su starost istoričari tačno utvrdili (na primjer, žito u grobnicama koje ukazuje na datum sahrane) omogućavaju procjenu nivoa C14 u atmosferi u to vrijeme i na taj način djelimično „ispravljaju napredak” radiokarbonskog “sata”. Shodno tome, radiokarbonsko datiranje, provedeno uzimajući u obzir istorijske podatke, može dati vrlo plodne rezultate. Međutim, čak i sa ovim „istorijskim okruženjem“, arheolozi ne smatraju radiokarbonske datume apsolutnim, zbog čestih anomalija. Oni se više oslanjaju na metode datiranja povezane s historijskim zapisima.

Izvan istorijskih podataka, „podešavanje“ „sata“ od 14 nije moguće

U laboratoriji
S obzirom na sve ove nepobitne činjenice, krajnje je čudno vidjeti sljedeću izjavu u časopisu Radiocarbon (koji objavljuje rezultate radiokarbonskih studija širom svijeta):

„Šest renomiranih laboratorija izvršilo je 18 analiza starosti drveta iz Shelforda u Cheshireu. Procjene se kreću od 26.200 do 60.000 godina (prije sadašnjosti), s rasponom od 34.600 godina.”

Evo još jedne činjenice: iako teorija radiokarbonskog datiranja zvuči uvjerljivo, kada se njeni principi primjenjuju na laboratorijske uzorke, ljudski faktori dolaze u obzir. To dovodi do grešaka, ponekad veoma značajnih. Osim toga, laboratorijski uzorci su kontaminirani pozadinskim zračenjem, mijenjajući preostali nivo C14 koji se mjeri.

Kao što je Renfrew istakao 1973. i Taylor 1986. godine, radiokarbonsko datiranje se oslanja na brojne nepotkrijepljene pretpostavke koje je Libby iznio tokom razvoja svoje teorije. Na primjer, u poslednjih godina Bilo je mnogo diskusija o navodnom poluživotu C14 od 5.568 godina. Danas se većina naučnika slaže da je Libby pogriješila i da je vrijeme poluraspada C14 zapravo oko 5.730 godina. Odstupanje od 162 godine postaje značajno kada se datiraju uzorci od prije nekoliko hiljada godina.

Ali zajedno sa Nobelovom nagradom za hemiju, Libby je stekla puno povjerenje u njegovu novi sistem. Njegovo radiokarbonsko datiranje arheoloških uzoraka iz Drevni Egipat su već datirani jer su stari Egipćani vodili računa o svojoj hronologiji. Nažalost, radiokarbonska analiza dala je prenisku starost, u nekim slučajevima i 800 godina mlađu nego prema istorijskoj hronici. Ali Libby je došla do zapanjujućeg zaključka:

“Distribucija podataka pokazuje da su istorijski egipatski datumi prije početka drugog milenijuma prije Krista previsoki i da mogu biti 500 godina stariji od pravih datuma na početku trećeg milenijuma prije Krista.”

Ovo je klasičan slučaj naučne uobraženosti i slijepog, gotovo religioznog vjerovanja u superiornost naučnih metoda nad arheološkim. Libby je pogriješio; radiokarbonsko datiranje mu nije uspjelo. Ovaj problem je sada riješen, ali samoproklamovana reputacija karbonskog datiranja još uvijek premašuje njegovu pouzdanost.

Moje istraživanje pokazuje da postoje dva ozbiljna problema s radiokarbonskim datiranjem koji i danas mogu dovesti do velikih nesporazuma. To su (1) kontaminacija uzoraka i (2) promjene atmosferskih nivoa C14 tokom geoloških epoha.

Standardi radiokarbonskog datiranja.

Vrijednost standarda usvojenog prilikom izračunavanja radiokarbonske starosti uzorka direktno utiče na rezultujuću vrijednost. Na osnovu rezultata detaljne analize objavljene literature, ustanovljeno je da je u radiokarbonskom datiranju korišteno nekoliko standarda. Najpoznatiji od njih su Andersonov standard (12,5 dpm/g), Libby standard (15,3 dpm/g) i moderni standard (13,56 dpm/g).

Zabavljanje sa faraonovim brodom.

Drvo čamca faraona Sesostrisa III je radiokarbonsko datirano na osnovu tri standarda. Prilikom datiranja drveta 1949. godine, na osnovu standarda (12,5 dpm/g), dobijena je radiokarbonska starost od 3700 +/- 50 BP godina. Libby je kasnije datirala drvo na osnovu standarda (15,3 dpm/g). Starost radiokarbona se nije promijenila. Godine 1955. Libby je ponovo datirala drvo čamca na osnovu standarda (15,3 dpm/g) i dobila radiokarbonsku starost od 3621 +/-180 BP godina. Prilikom datiranja drveta čamca 1970. godine korišten je standard (13,56 dpm/g). Starost radiokarbona ostala je gotovo nepromijenjena i iznosila je 3640 BP godina. Činjenice koje pružamo o datiranju faraonovog čamca mogu se provjeriti korištenjem odgovarajućih linkova na znanstvene publikacije.

Pitanje cijene.

Dobivanje praktički iste radiokarbonske starosti drveta faraonovog čamca: 3621-3700 godina BP na osnovu upotrebe tri standarda, čije se vrijednosti značajno razlikuju, fizički je nemoguće. Upotreba standarda (15,3 dpm/g) automatski povećava starost datiranog uzorka za 998 godine, u poređenju sa standardom (13,56 dpm/g), i po 1668 godine, u poređenju sa standardom (12,5 dpm/g). Postoje samo dva izlaza iz ove situacije. Priznanje da:

Prilikom datiranja drveta čamca faraona Sesostrisa III, vršene su manipulacije standardima (drvo je, suprotno deklaracijama, datirano na osnovu istog standarda);

Čarobni čamac faraona Sesostrisa III.

Zaključak.

Suština razmatranih pojava, nazvanih manipulacijama, izražena je jednom riječju – falsifikat.

Nakon smrti, sadržaj C 12 ostaje konstantan, a sadržaj C 14 opada

Kontaminacija uzorka
Mary Levine objašnjava:

“Kontaminacija je prisustvo u uzorku organskog materijala stranog porijekla koji nije formiran s materijalom uzorka.”

Mnoge fotografije iz ranog perioda radiokarbonskog datiranja pokazuju kako naučnici puše cigarete dok prikupljaju ili obrađuju uzorke. Ne previše pametno od njih! Kao što Renfrew ističe, “ispustite prstohvat pepela na svoje uzorke dok se pripremaju za analizu i dobit ćete radiokarbonsku starost duhana od kojeg je napravljena vaša cigareta.”

Iako se takva metodološka nestručnost danas smatra neprihvatljivom, arheološki uzorci još uvijek pate od kontaminacije. Poznate vrste zagađenja i metode njihove kontrole obrađene su u članku Taylora (1987). On deli zagađivače u četiri glavne kategorije: 1) fizički uklonjivi, 2) rastvorljivi u kiselinama, 3) rastvorljivi u alkalijama, 4) rastvorljivi u rastvaraču. Svi ovi kontaminanti, ako se ne eliminišu, uvelike utiču na laboratorijsko određivanje starosti uzorka.

H. E. Gove, jedan od pronalazača akceleratorske masene spektrometrije (AMS) metode, radiokarbonom je datirao Torinski pokrov. Zaključio je da su vlakna tkanine korištena za izradu pokrova datiraju iz 1325. godine.

Iako su Gove i njegove kolege prilično uvjereni u autentičnost svoje odlučnosti, mnogi, iz očiglednih razloga, smatraju da je starost Torinskog pokrova mnogo respektabilnija. Gove i njegovi saradnici dali su prikladan odgovor svim kritičarima, a ako bih morao da biram, usudio bih se reći da je naučno datiranje Torinskog pokrova najvjerovatnije tačno. Ali u svakom slučaju, oluja kritika koja se spustila na ovaj konkretni projekat pokazuje koliko skupa može biti greška u datiranju ugljenika i koliko su neki naučnici sumnjičavi prema metodi.

Tvrdilo se da su uzorci možda bili kontaminirani mlađim organskim ugljikom; metode čišćenja su možda propustile tragove modernih zagađivača. Robert Hedges sa Univerziteta Oksford to primjećuje

"mala sistematska greška se ne može u potpunosti isključiti."

Pitam se da li bi neslaganje u datumima koje su različite laboratorije dobile na uzorku drveta Shelford nazvao „malom sistematskom greškom“? Ne čini li se da nas naučna retorika još jednom zavarava da vjerujemo da su postojeće metode savršene?

Leoncio Garza-Valdez svakako ima ovo mišljenje u odnosu na datiranje Torinskog pokrova. Sva drevna tkiva prekrivena su bioplastičnim filmom kao rezultatom aktivnosti bakterija, što, prema Garza-Valdezu, zbunjuje analizator radiokarbona. Zapravo, Torinsko platno bi moglo biti staro 2000 godina, jer se njegovo radiokarbonsko datiranje ne može smatrati konačnim. Potrebna su dalja istraživanja. Zanimljivo je primijetiti da se Gove (iako se ne slaže s Garza-Valdezom) slaže da takva kritika zahtijeva nova istraživanja.

Ciklus radiokarbona (14C) u atmosferi, hidrosferi i biosferi Zemlje

Nivo C14 u zemljinoj atmosferi
Prema Libbyjevom "principu istovremenosti", nivo C14 u bilo kojoj geografskoj regiji je konstantan u cijelom geološka istorija. Ova premisa je bila vitalna za pouzdanost radiokarbonskog datiranja u njegovom ranom razvoju. Zaista, da biste pouzdano izmjerili nivoe zaostalog C14, morate znati koliko je ovog izotopa bilo prisutno u tijelu u vrijeme smrti. Ali ova premisa je, prema Renfrewu, lažna:

“Međutim, sada je poznato da proporcionalni omjer radiokarbona i običnog C12 nije ostao konstantan kroz vrijeme i da su prije 1000. godine prije Krista odstupanja toliko velika da se datumi radiokarbona mogu značajno razlikovati od stvarnosti.”

Dendrološke studije (proučavanje godova drveća) uvjerljivo pokazuju da je nivo C14 u Zemljinoj atmosferi bio podložan značajnim fluktuacijama u posljednjih 8.000 godina. To znači da je Libby odabrao lažnu konstantu i da se njegovo istraživanje zasnivalo na pogrešnim pretpostavkama.

Kolorado bor, koji raste u jugozapadnim regijama Sjedinjenih Država, može biti star nekoliko hiljada godina. Neka stabla koja su i danas živa rođena su prije 4.000 godina. Osim toga, korištenjem trupaca sakupljenih sa mjesta na kojima su ovo drveće raslo, moguće je produžiti evidenciju o prstenovima unatrag još 4.000 godina. Ostala dugovječna stabla korisna za dendrološka istraživanja uključuju hrast i kalifornijska sekvoja.

Kao što znate, svake godine na rezu živog stabla izraste novi prsten. Prebrojavanjem prstenova rasta možete saznati starost stabla. Logično je pretpostaviti da bi nivo C14 u prstenu drveća starom 6000 godina bio sličan nivou C14 u modernoj atmosferi. Ali to nije istina.

Na primjer, analiza prstenova drveća pokazala je da je nivo C14 u Zemljinoj atmosferi prije 6.000 godina bio znatno viši nego sada. Shodno tome, na osnovu dendrološke analize utvrđeno je da su uzorci radiokarbona koji datiraju u ovo doba znatno mlađi nego što jesu. Zahvaljujući radu Hansa Suissea, sastavljene su karte korekcije nivoa C14 kako bi se kompenzirale njegove fluktuacije u atmosferi u različiti periodi vrijeme. Međutim, to je značajno smanjilo pouzdanost radiokarbonskog datiranja uzoraka starijih od 8.000 godina. Jednostavno nemamo podatke o sadržaju radiokarbona u atmosferi prije ovog datuma.

Maseni spektrometar akcelerator Univerziteta Arizona (Tucson, Arizona, SAD) proizvođača National Electrostatics Corporation: a - dijagram, b - kontrolna tabla i C¯ jonski izvor, c - rezervoar za akcelerator, d - detektor izotopa ugljenika. Fotografija J.S. Burra

"Loši" rezultati?

Kada se utvrđena "dob" razlikuje od očekivanog, istraživači brzo pronađu razlog da proglase rezultat datiranja nevažećim. Široka rasprostranjenost ovog zadnjeg dokaza pokazuje da radiometrijsko datiranje ima ozbiljne probleme. Woodmorappe daje stotine primjera trikova kojima se istraživači pribjegavaju kada pokušavaju da objasne "neprikladne" vrijednosti starosti.

Dakle, naučnici su revidirali starost fosilnih ostataka Australopithecus ramidus. 9 Pokazalo se da je većina uzoraka bazalta najbližih slojevima u kojima su pronađeni ovi fosili stari oko 23 miliona godina metodom argon-argon. Autori su odlučili da je ova brojka "previsoka" na osnovu njihovog razumijevanja mjesta fosila u globalnoj evolucijskoj shemi. Gledali su bazalt koji se nalazio dalje od fosila i odabirom 17 od 26 uzoraka došli do prihvatljive maksimalne starosti od 4,4 miliona godina. Preostalih devet uzoraka opet je pokazalo mnogo stariju starost, ali su eksperimentatori zaključili da je stvar zbog kontaminacije stijene i odbacili su te podatke. Dakle, na metode radiometrijskog datiranja značajno utiče dominantna naučnim krugovima svjetonazor “dugih era”.

Slična priča je povezana sa utvrđivanjem starosti lubanje primata (ova lobanja je poznata kao primjerak KNM-ER 1470). 10, 11 U početku je dobijen rezultat od 212-230 miliona godina, što, na osnovu fosila, utvrđeno je netačno („u to vrijeme nije bilo ljudi“), nakon čega se pokušalo utvrditi starost vulkanskih stijena na ovom području. Nekoliko godina kasnije, nakon objavljivanja nekoliko različitih rezultata istraživanja, "složili su se" oko brojke od 2,9 miliona godina (iako su ove studije uključivale i razdvajanje "dobrih" rezultata od "loših" - kao u slučaju Australopithecus ramidus).

Na osnovu unaprijed stvorenih ideja o ljudskoj evoluciji, istraživači se nisu mogli pomiriti s idejom da je lubanja 1470 "tako star." Nakon proučavanja fosila svinja u Africi, antropolozi su spremno povjerovali da je to lobanja 1470 zapravo mnogo mlađi. Nakon što se naučna zajednica učvrstila u ovom mišljenju, daljnja istraživanja stijena dodatno su smanjila radiometrijsku starost ove lubanje - na 1,9 miliona godina - i ponovo su pronađeni podaci koji su "potvrđeni" drugi broj. Ovo je "radiometrijska igra za upoznavanje"...

Ne tvrdimo da su se evolucionisti urotili da sve podatke uklope u najprikladniji rezultat za sebe. Naravno, to inače nije slučaj. Problem je drugačiji: svi opservacijski podaci moraju odgovarati dominantnoj paradigmi u nauci. Ova paradigma – ili bolje rečeno vera u milione godina evolucije od molekula do čoveka – je tako čvrsto ukorenjena u umu da niko sebi ne dozvoljava da je dovodi u pitanje; naprotiv, oni govore o „činjenici“ evolucije. Pod ovom paradigmom je to trebalo bi odgovara apsolutno svim zapažanjima. Kao rezultat toga, istraživači koji se u javnosti čine kao „objektivni i nepristrasni naučnici“ nesvjesno biraju zapažanja koja su u skladu s vjerovanjem u evoluciju.

Ne smijemo zaboraviti da je prošlost nedostupna normalnim eksperimentalnim istraživanjima (serija eksperimenata provedenih u sadašnjosti). Naučnici ne mogu eksperimentisati sa događajima koji su se jednom desili. Ne mjeri se starost stijena - mjere se koncentracije izotopa, koje se mogu mjeriti sa velikom preciznošću. Ali „dob“ se određuje uzimajući u obzir pretpostavke o prošlosti, koje se ne mogu dokazati.

Uvijek se moramo sjetiti Božjih riječi Jovu: „Gde si bio kada sam postavio temelje zemlji?“(Jov 38:4).

Oni koji se bave nenapisanom istorijom prikupljaju informacije u sadašnjosti i tako pokušavaju rekonstruisati prošlost. Istovremeno, nivo zahteva za dokazima je mnogo niži nego u empirijskim naukama, kao što su fizika, hemija, molekularna biologija, fiziologija itd.

William ( Williams), specijalista za transformacije radioaktivnih elemenata u životnoj sredini, identifikovao je 17 nedostataka u metodama izotopskog datiranja (na osnovu rezultata ovog datiranja objavljena su tri veoma respektabilna rada koja su omogućila da se utvrdi starost Zemlje na približno 4,6 milijardi godina). 12 John Woodmorappe je oštar kritičar ovih metoda upoznavanja 8 i razotkriva stotine povezanih mitova. On uvjerljivo tvrdi da se nekoliko "dobrih" rezultata preostalih nakon filtriranja "loših" podataka lako može objasniti srećnom slučajnošću.

“Koje godine više voliš?”

Upitnici koje nude radioizotopske laboratorije obično pitaju: „Šta mislite kolika bi trebala biti starost ovog uzorka?“ Ali šta je ovo pitanje? Ne bi bilo potrebe da su tehnike upoznavanja apsolutno pouzdane i objektivne. To je vjerovatno zato što su laboratorije svjesne prevalencije anomalnih rezultata i stoga pokušavaju shvatiti koliko su "dobri" podaci koje dobijaju.

Ispitivanje metoda radiometrijskog datiranja

Kada bi metode radiometrijskog datiranja mogle zaista objektivno odrediti starost stijena, one bi također funkcionirale u situacijama kada znamo tačnu starost; osim toga, razne metode dalo bi konzistentne rezultate.

Metode datiranja moraju pokazati pouzdane rezultate za objekte poznate starosti

Jedi cela serija primjeri u kojima su radiometrijske metode datiranja pogrešno utvrdile starost stijena (ova starost je unaprijed bila precizno poznata). Jedan takav primjer je "datiranje" kalijum-argona za pet tokova andezitske lave sa planine Ngauruhoe na Novom Zelandu. Iako se znalo da lava teče jednom 1949., tri puta 1954. i još jednom 1975. godine, "utvrđene starosti" kretale su se od 0,27 do 3,5 miliona godina.

Ista retrospektivna metoda dovela je do sljedećeg objašnjenja: kada se stijena stvrdnula, u njoj je ostao “višak” argona zbog magme (otopljene stijene). Sekularna naučna literatura pruža mnoge primjere kako višak argona dovodi do “dodatnih miliona godina” kada se datiraju stijene poznate historijske starosti. 14 Čini se da je izvor viška argona gornji dio Zemljinog omotača, koji se nalazi direktno ispod zemljine kore. Ovo je u potpunosti u skladu s teorijom "mlade Zemlje" - argon je imao premalo vremena, jednostavno nije imao vremena da se oslobodi. Ali ako je višak argona doveo do tako očiglednih grešaka u datiranju stijena poznati starosti, zašto bismo vjerovali istoj metodi kada datiramo stijene čije godine nepoznato?!

Druge metode - posebno upotreba izohrona - uključuju različite hipoteze o početnim uslovima; Ali naučnici su sve uvjereniji da čak i takve “pouzdane” metode dovode i do “loših” rezultata. I ovdje se izbor podataka temelji na pretpostavci istraživača o starosti određene pasmine.

Dr. Steve Austin (Steve Austin), geolog, uzeo je uzorke bazalta iz nižih slojeva Velikog kanjona i iz tokova lave na obodu kanjona. 17 Prema evolucijskoj logici, bazalt na rubu kanjona trebao bi biti milijardu godina mlađi od bazalta iz dubina. Standardna laboratorijska analiza izotopa korištenjem izohronnog datiranja rubidijum-stroncij pokazala je relativno nedavni tok lave na 270 Ma stariji bazalt iz dubina Velikog kanjona - što je, naravno, apsolutno nemoguće!

Metodološki problemi

U početku, Libbyna ideja bila je zasnovana na sljedećim hipotezama:

1. 14C nastaje u gornjim slojevima atmosfere pod utjecajem kosmičkih zraka, zatim se miješa u atmosferi, postajući dio ugljičnog dioksida. U isto vreme postotak 14C u atmosferi je konstantan i ne zavisi od vremena ili lokacije, uprkos heterogenosti same atmosfere i raspadanju izotopa.
2. Brzina radioaktivnog raspada je konstantna vrijednost, mjereno vremenom poluraspada od 5568 godina (pretpostavlja se da se za to vrijeme polovina izotopa 14C pretvara u 14N).
3. Životinjski i biljni organizmi grade svoja tijela od ugljičnog dioksida ekstrahovanog iz atmosfere, a žive stanice sadrže isti postotak izotopa 14C koji se nalazi u atmosferi.
4. Nakon smrti organizma, njegove ćelije napuštaju ciklus metabolizma ugljika, ali atomi izotopa 14C nastavljaju da se transformišu u atome stabilnog izotopa 12C prema eksponencijalnom zakonu radioaktivnog raspada, što nam omogućava da izračunamo vreme koje je prošlo. od smrti organizma. Ovo vrijeme se naziva “radiokarbonsko doba” (ili skraćeno “RU doba”).

Ova teorija, kako se materijal akumulirao, počela je da ima kontraprimjere: analiza nedavno preminulih organizama ponekad daje vrlo drevnu starost, ili, obrnuto, uzorak sadrži takve ogromna količina izotop za koji proračuni daju negativnu starost RU. Neki očigledno drevni objekti imali su mladu RU starost (takvi artefakti su proglašeni zakasnelim lažnjacima). Kao rezultat toga, pokazalo se da se RU-dob ne poklapa uvijek sa pravom starošću u slučajevima kada se prava starost može provjeriti. Takve činjenice dovode do osnovane sumnje u slučajevima kada se rendgenskom metodom datiraju organski objekti nepoznate starosti, a datiranje rendgenskim zrakama nije moguće provjeriti. Slučajevi pogrešnog određivanja starosti objašnjavaju se sljedećim dobro poznatim nedostacima Libbyjeve teorije (ovi i drugi faktori analizirani su u knjizi M. M. Postnikova „Kritička studija hronologije antički svijet, u 3 toma",— M.: Kraft+Lean, 2000, u tom 1, str. 311-318, napisano 1978.):

1. Varijabilnost procenta od 14C u atmosferi. Sadržaj 14C ovisi o kosmičkom faktoru (intenzitet sunčevog zračenja) i zemaljskom faktoru (ulazak „starog“ ugljika u atmosferu zbog sagorijevanja i raspadanja drevne organske tvari, pojave novih izvora radioaktivnosti, fluktuacije magnetno polje Zemlja). Promjena ovog parametra za 20% podrazumijeva grešku u RU-starosti od skoro 2 hiljade godina.
2. Ujednačena distribucija 14C u atmosferi nije dokazana. Brzina atmosferskog miješanja ne isključuje mogućnost značajnih razlika u sadržaju 14C u različitim geografskim regijama.
3. Brzina radioaktivnog raspada izotopa možda neće biti precizno određena. Dakle, od Libinog vremena, vreme poluraspada 14C prema zvaničnim referentnim knjigama se „promenilo“ za sto godina, odnosno za par procenata (ovo odgovara promeni RU-starosti od jedan i po sto godina). Predlaže se da vrijednost poluživota značajno (unutar nekoliko postotaka) ovisi o eksperimentima u kojima je određena.
4. Izotopi ugljika nisu potpuno ekvivalentni , ćelijske membrane ih mogu koristiti selektivno: neke apsorbiraju 14C, neke ga, naprotiv, izbjegavaju. Budući da je postotak 14C zanemariv (jedan atom 14C do 10 milijardi atoma 12C), čak i mala izotopska selektivnost ćelije povlači za sobom veliku promjenu starosti RU (fluktuacija od 10% dovodi do greške od približno 600 godina) .
5. Nakon smrti organizma, njegova tkiva ne moraju nužno napustiti metabolizam ugljika , učestvujući u procesima raspadanja i difuzije.
6. Sadržaj 14C stavke možda nije ujednačen. Od Libbyjevog vremena, radiougljični fizičari su postali vrlo precizni u određivanju sadržaja izotopa u uzorku; Čak tvrde da su u stanju da prebroje pojedinačne atome izotopa. Naravno, takav proračun je moguć samo za mali uzorak, ali u ovom slučaju se postavlja pitanje - koliko tačno ovaj mali uzorak predstavlja cijeli objekt? Koliko je ujednačen sadržaj izotopa u njemu? Na kraju krajeva, greške od nekoliko procenata dovode do stoljetnih promjena u RU-dobi.

Nastavi
Radiokarbonsko datiranje je naučna metoda koja se razvija. Međutim, u svakoj fazi njegovog razvoja, naučnici su bezuslovno podržavali njegovu ukupnu pouzdanost i utihnuli tek nakon što su otkrili ozbiljne greške u procjenama ili u samoj metodi analize. Greške ne bi trebale biti iznenađujuće s obzirom na broj varijabli koje naučnik mora uzeti u obzir: atmosferske fluktuacije, pozadinsko zračenje, rast bakterija, zagađenje i ljudska greška.

Kao dio reprezentativnog arheološkog istraživanja, radiokarbonsko datiranje ostaje od najveće važnosti; samo ga treba staviti u kulturno i istorijska perspektiva. Ima li naučnik pravo da odbaci kontradiktorne arheološke dokaze samo zato što njegovo datiranje ugljenikom ukazuje na drugu starost? Opasno je. U stvari, mnogi egiptolozi su podržali Libinu sugestiju da je hronologija Staro kraljevstvo napisano pogrešno jer je "naučno dokazano". Libby je zapravo pogriješila.

Radiokarbonsko datiranje je korisno kao dopuna drugim podacima, i odatle dolazi. jača strana. Ali sve dok ne dođe dan kada sve varijable budu pod kontrolom i sve greške eliminisane, radiokarbonsko datiranje neće imati konačnu riječ o arheološkim nalazištima.
izvori
Poglavlje iz knjige K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, ur. D. Batten “KNJIGA ODGOVORA: PROŠIRENA I AŽURIRANA”
Graham Hancock: Stopama bogova. M., 2006. Str. 692-707.

Metodu radiokarbonskog (RC) datiranja izumio je američki hemičar Willard Libby 1946. godine, a 1960. Libby je postala Nobelovac u hemiji za obrazloženje ove metode i njene primjene. RU metoda uključuje mjerenje postotka radioaktivnog ugljičnog izotopa C14 u organskoj tvari i izračunavanje starosti organske tvari na osnovu toga. U početku, Libbyna ideja se zasnivala na sljedećem

hipoteze:

1. C14 nastaje u gornjim slojevima atmosfere pod uticajem kosmičkih zraka, zatim se meša u atmosferi, postajući deo ugljen-dioksida. Pretpostavljalo se da je postotak C14 u atmosferi konstantan i da ne zavisi od vremena i mjesta, uprkos heterogenosti same atmosfere i raspadanju izotopa.
2. Brzina radioaktivnog raspada je konstantna vrijednost, mjerena vremenom poluraspada od 5568 godina (pretpostavlja se da se za to vrijeme polovina izotopa C14 pretvara u C12).
3. Životinjski i biljni organizmi grade svoja tijela od ugljičnog dioksida ekstrahovanog iz atmosfere, a žive ćelije sadrže isti postotak izotopa C14 koji se nalazi u atmosferi.
4. Nakon smrti organizma, njegove ćelije napuštaju ciklus metabolizma ugljika, pa se prema eksponencijalnom zakonu radioaktivnog raspada C14 ugljični izotopi pretvaraju u stabilan C12 izotop. Ovo nam omogućava da izračunamo vrijeme koje je prošlo od smrti tijela. Ovo vrijeme se zove "radiokarbonsko doba".

Ova teorija, kako se materijal akumulirao, počela je imati protuprimjere: nedavno preminuli organizmi odjednom su se pokazali vrlo starim, ili, naprotiv, mogli su sadržavati tako ogromnu količinu izotopa da su dobili negativnu RU starost. Neki očigledno drevni objekti imali su mladu RU starost (takvi artefakti su proglašeni zakasnelim lažnjacima). Kao rezultat toga, pokazalo se da se RU-dob ne poklapa uvijek sa pravom starošću, u slučaju kada se prava starost može provjeriti. Ali RU metoda se koristi uglavnom za datiranje organskih objekata nepoznate starosti, tako da ovi datumi možda nemaju nezavisnu verifikaciju. Paradoksi koji nastaju mogu se objasniti sledećim nedostacima Libijeve teorije (ovi i drugi faktori analizirani su u knjizi M.M. Postnikova „Kritička studija hronologije antičkog sveta, u 3 toma“, M.: Kraft+Lean, 2000, u tom 1, str. 311-318, napisano 1978.):

1) Nekonzistentnost, neujednačenost procenta C14 u atmosferi, njegova heterogena distribucija. Sadržaj C14 ovisi o kosmičkom faktoru (intenzitet sunčevog zračenja) i zemaljskom faktoru (ulazak „starog“ ugljika u atmosferu zbog sagorijevanja ili raspadanja drevne organske tvari, pojave novih izvora radioaktivnosti i fluktuacije u magnetnom polju Zemlje). Promjena ovog parametra za 20% podrazumijeva grešku u RU-starosti od skoro 2 hiljade godina.
2) Brzina radioaktivnog raspada izotopa nije konstantna - zaista, od vremena Libbyja, vrijeme poluraspada C14 prema službenim referentnim knjigama se "promijenilo" za stotinu godina, odnosno za par posto ( ovo odgovara promjeni starosti RU od sto i po godina). Očigledno, vrijednost ovog perioda značajno (unutar nekoliko postotaka) ovisi o eksperimentima u kojima je određena. A možda to zavisi od nekih spoljašnjih uslova, polja i sila.
3) Izotopi ugljika nisu potpuno kemijski ekvivalentni, pa ih stanične membrane mogu koristiti selektivno: neki apsorbiraju C14, neki ga, naprotiv, izbjegavaju. Budući da je postotak C14 zanemariv (jedan atom C14 na 10 milijardi atoma C12), čak i mala izotopska selektivnost ćelije će dovesti do velike promjene u starosti RU (fluktuacija od 10% dovodi do greške od oko 600 godina) .
4) Nakon smrti organizma, njegova tkiva ne napuštaju metabolizam ugljika, učestvujući u procesima propadanja i difuzije.

Još od Libbyjevog vremena, radiougljični fizičari su bili u stanju vrlo precizno odrediti sadržaj izotopa u uzorku, čak tvrdeći da mogu prebrojati pojedinačne atome izotopa. Naravno, takav proračun je moguć samo za mali uzorak organskog tkiva, ali u ovom slučaju se postavlja pitanje - koliko tačno ovaj mali uzorak predstavlja cijeli objekt? Koliko je ujednačen sadržaj izotopa u njemu? Na kraju krajeva, greške od nekoliko posto dovode do stogodišnjih promjena u RU-dobi.

Kalibraciona skala C14.

Prepoznajući značajnu varijabilnost sadržaja C14 u atmosferi, radiougljični fizičari su, počevši od 70-ih godina, počeli da grade tzv. “kalibracijske skale” izotopa C14: iz distribucije izotopa u prstenovima dugovječnih stabala (hiljadugodišnje američke sekvoje), ekstrapoliran je sadržaj izotopa u atmosferi u posljednjih nekoliko hiljada godina. Ovakva skala ima određeno značenje za regiju u kojoj je sastavljena, ali je prenošenje na druge regije, na druge kontinente neosnovano i najvjerovatnije pogrešno.
Pokušaji da se konstruišu slične skale za kratkovečna stabla u Evropi dovode do drugog problema: RU skala se ispostavilo da je vezana za dendroskalu regiona, sastavljena, kao što je gore navedeno, još manje pouzdano. Kao rezultat toga, ispada da je RU-skala vezana za proizvoljnu i pogrešnu dendroskalu, a potonja je opravdana pozivanjem na saglasnost sa RU-skalom: a slijepi predvode slijepe. Ruski arheolozi iz škole Kolčin vole da ponavljaju ovakve argumente.
Kalibraciona skala C14 doživljava značajne varijacije u svojim vrijednostima. To je dovelo do činjenice da sada, da bi odredili starost RU, radiokarbonski dateri moraju znati interval pretraživanja za traženi datum, jer tražene vrijednosti sadržaj izotopa sada može biti lociran u svima istorijskih milenijuma. Ovaj interval je preuzet iz apriornih uputstava tradicionalnih istoričara: istoričari ukazuju na sumnjiv vek - radiokarbonsko datiranje daje istoričarima „tačan“ datum, u drugim vekovima datumi bi bili drugačiji. Proces dobijanja drugih datiranja na istom materijalu ilustrovao je A.M. Tyurin<2>.

Sve ove inovacije RU metode pokušavaju da uklone uticaj faktora 1) od prethodnih, a ostale se ne mogu uzeti u obzir. Zaključak je da radiokarbonsko datiranje nije ništa pouzdanije ili znanstvenije od datiranja očima, ali se koristi da bi se stvorio utisak da je tradicionalna hronologija koju su kreirali srednjovjekovni astrolozi i teolozi naučna. Ponekad čak čujete izjave istoričara da su drevni novčići datirani RU metodom! Ali čak i da su ovi novčići bili liveno gvožđe i sadržavali dovoljnu količinu ugljika, tada bi RU datiranje moralo pokazati ne vrijeme proizvodnje novčića, već starost rude (više stotina hiljada godina). Treba misliti da su mnoge reference na RU datiranje ista obmana naučnog svijeta.

Književnost
1. Postnikov M.M. „Kritička studija hronologije antičkog sveta, u 3 toma, 1978.“, M.: Kraft + Lean, 2000, tom 1, str. 311-318.
2. Članci A.M. Tjurin u Almanahu NH br. 3:

Mnogi ljudi se pozivaju na rezultate radiokarbonskog datiranja, ali ne znaju svi suštinu i primjenjivost ove metode. Osim toga, postoje i "zamke" na koje svakako treba obratiti pažnju. U izboru materijala, čitaoci će se upoznati sa kratkim pregledom radiokarbonske metode, kao i mišljenja za i protiv.

Radiokarbonsko datiranje je metoda datiranja organskih materijala mjerenjem sadržaja radioaktivnog izotopa ugljika 14C. Ova metoda se široko koristi u arheologiji i geonaukama.

Izvori radiokarbona

Zemlju i njenu atmosferu neprestano bombarduju radioaktivni tokovi elementarne čestice iz međuzvjezdanog prostora. Prodirući u gornju atmosferu, čestice cijepaju tamošnje atome, oslobađajući protone i neutrone, kao i veće atomske strukture. Atomi dušika u zraku apsorbiraju neutrone i oslobađaju protone. Ovi atomi imaju, kao i ranije, masu od 14, ali imaju manje pozitivnog naboja; sada im je naplata šest. Tako se originalni atom dušika pretvara u radioaktivni izotop ugljika:

gdje n, N, C i p predstavljaju neutron, dušik, ugljik i proton, respektivno.

Formiranje nuklida radioaktivnog ugljika iz atmosferskog dušika pod utjecajem kosmičkih zraka odvija se prosječnom brzinom od cca. 2,4 at./s po svakom kvadratni centimetar zemljine površine. Promjene u solarnoj aktivnosti mogu uzrokovati određene fluktuacije ove vrijednosti. Budući da je ugljik-14 radioaktivan, nestabilan je i postepeno se pretvara u atome dušika-14 od kojih je nastao; u procesu takve transformacije oslobađa elektron – negativnu česticu, što omogućava snimanje samog procesa.

Formiranje radiokarbonskih atoma pod utjecajem kosmičkih zraka obično se događa u gornjim slojevima atmosfere na visinama od 8 do 18 km. Kao i obični ugljik, radiougljik oksidira u zraku stvarajući radioaktivni dioksid (ugljični dioksid). Atmosfera se pod utjecajem vjetra stalno miješa, a na kraju radioaktivni ugljični dioksid, nastao pod utjecajem kosmičkih zraka, ravnomjerno se raspoređuje u atmosferskom ugljičnom dioksidu. Međutim, relativni sadržaj radiokarbona 14C u atmosferi ostaje izuzetno nizak - cca. 1,2*10–12 g po gramu običnog ugljenika 12C.

Radiokarbon u živim organizmima

Sva biljna i životinjska tkiva sadrže ugljenik. Biljke ga dobijaju iz atmosfere, a kako životinje jedu biljke, ugljični dioksid indirektno ulazi u njihova tijela. Dakle, kosmičke zrake su izvor radioaktivnosti u svim živim organizmima.

Smrt lišava živu materiju sposobnosti da apsorbuje radiokarbon. U mrtvim organskim tkivima dolazi do unutrašnjih promjena, uključujući i raspad radiokarbonskih atoma. Tokom ovog procesa, tokom 5730 godina, polovina prvobitnog broja 14C nuklida se pretvara u 14N atome. Ovaj vremenski interval naziva se poluživot 14C. Nakon drugog poluraspada sadržaj 14C nuklida je samo 1/4 njihovog prvobitnog broja, nakon sljedećeg poluraspada - 1/8 itd. Kao rezultat, sadržaj izotopa 14C u uzorku može se uporediti sa krivom radioaktivnog raspada i tako utvrditi vremenski period koji je protekao od smrti organizma (njegovog isključenja iz ciklusa ugljika). Međutim, za takvo određivanje apsolutne starosti uzorka potrebno je pretpostaviti da početni sadržaj 14C u organizmima u posljednjih 50.000 godina (resurs radiokarbonskog datiranja) nije pretrpio promjene. Zapravo, formiranje 14C pod utjecajem kosmičkih zraka i njegova apsorpcija od strane organizama se donekle promijenilo. Kao rezultat toga, mjerenje sadržaja izotopa 14C u uzorku daje samo približan datum. Da bi se objasnili efekti promjena početnog sadržaja 14C, mogu se koristiti dendrohronološki podaci o sadržaju 14C u godovima drveća.

Metodu radiokarbonskog datiranja predložio je W. Libby (1950). Do 1960. godine radiokarbonsko datiranje je steklo široko prihvaćeno, radiokarbonske laboratorije su osnovane širom svijeta, a Libby je dobila Nobelovu nagradu za hemiju.

Metoda

Uzorak namijenjen radiokarbonskom datiranju treba uzeti potpuno čistim instrumentima i pohraniti na suho u sterilnu plastičnu vrećicu. Potrebne su tačne informacije o lokaciji i uslovima odabira. Idealan uzorak drveta, drvenog uglja ili tkanine trebao bi biti težak oko 30 g Za školjke je poželjna težina od 50 g, a za kosti - 500 g (najnovije tehnike, međutim, omogućavaju određivanje starosti iz mnogo manjih uzoraka). . Svaki uzorak mora biti temeljito očišćen od starijih i mlađih zagađivača koji sadrže ugljik, na primjer, iz korijena kasnijih biljaka ili od fragmenata drevnih karbonatnih stijena. Nakon prethodnog čišćenja uzorka slijedi hemijska obrada u laboratoriji. Za uklanjanje stranih minerala koji sadrže ugljenik i rastvorljivih organske materije koji bi mogli prodrijeti u uzorak, koristite kiseli ili alkalni rastvor. Nakon toga, organski uzorci se spaljuju, a školjke se rastvaraju u kiselini. Oba ova postupka rezultiraju oslobađanjem plina ugljičnog dioksida. Sadrži sav ugljik u pročišćenom uzorku i ponekad se pretvara u drugu supstancu pogodnu za radiokarbonsko datiranje.

Postoji nekoliko metoda za mjerenje aktivnosti radiokarbona. Jedan od njih se zasniva na određivanju broja elektrona koji se oslobađaju tokom raspada 14C. Intenzitet njihovog oslobađanja odgovara količini 14C u ispitivanom uzorku. Vrijeme brojanja je do nekoliko dana, budući da se dnevno raspada samo oko četvrtina milionitog dijela broja atoma 14C sadržanih u uzorku. Druga metoda zahtijeva korištenje masenog spektrometra, koji identificira sve atome s masom 14; poseban filter vam omogućava da razlikujete 14N i 14C. Pošto nema potrebe da se čeka da dođe do raspadanja, brojanje 14C može se postići za manje od sat vremena; Dovoljno je imati uzorak težine 1 mg. Metoda direktne masene spektrometrije naziva se AMS datiranje. U ovom slučaju koriste se složeni, visoko osjetljivi instrumenti, koji se po pravilu nalaze u centrima koji provode istraživanja u oblasti nuklearne fizike.

Tradicionalna metoda zahtijeva mnogo manje glomaznu opremu. Prvo je korišćen brojač koji je određivao sastav gasa i bio je u principu sličan Geigerovom brojaču. Brojač je napunjen ugljičnim dioksidom ili drugim plinom (metanom ili acetilenom) dobivenim iz uzorka. Svaki radioaktivni raspad koji se javlja unutar uređaja proizvodi slab električni impuls. Pozadinska energija zračenja okruženje obično široko fluktuira, za razliku od zračenja uzrokovanog raspadom 14C, čija je energija obično blizu donje granice pozadinskog spektra. Vrlo nepoželjan omjer pozadinskih vrijednosti i podataka 14C može se poboljšati izolacijom brojača od vanjskog zračenja. U tu svrhu, pult je prekriven ekranima od željeza ili olova visoke čistoće debljine nekoliko centimetara. Osim toga, zidovi samog brojača su zaštićeni Geigerovim brojačima koji se nalaze blizu jedan drugom, koji odlaganjem svih kosmičkih zračenja deaktiviraju sam brojač koji sadrži uzorak na oko 0,0001 sekundu. Metoda skrininga smanjuje pozadinski signal na nekoliko raspada u minuti (uzorak drveta od 3 g koji datira iz 18. stoljeća daje ~40 14C raspada u minuti), što omogućava datiranje prilično starih uzoraka.

Otprilike od 1965. godine, metoda tečne scintilacije postala je široko rasprostranjena u datiranju. On pretvara ugljični plin proizveden iz uzorka u tekućinu koja se može pohraniti i ispitati u maloj staklenoj posudi. U tečnost se dodaje posebna supstanca – scintilator – koji se puni energijom elektrona koji se oslobađaju tokom raspada 14C radionuklida. Scintilator gotovo odmah oslobađa pohranjenu energiju u obliku naleta svjetlosnih valova. Svjetlost se može uhvatiti pomoću fotomultiplikatora. Scintilacioni brojač sadrži dvije takve cijevi. Lažni signal se može identifikovati i eliminisati jer ga šalje samo jedna slušalica. Moderna scintilacioni brojači karakteriziraju vrlo nisko, gotovo nulto, pozadinsko zračenje, što omogućava datiranje uzoraka starih i do 50.000 godina sa velikom preciznošću.

Metoda scintilacije zahtijeva pažljivu pripremu uzorka jer se ugljenik mora pretvoriti u benzen. Proces počinje reakcijom između ugljičnog dioksida i rastaljenog litija kako bi se formirao litijev karbid. Voda se dodaje malo po malo u karbid i on se otapa, oslobađajući acetilen. Ovaj plin, koji sadrži sav ugljik u uzorku, pretvara se pod utjecajem katalizatora u prozirnu tekućinu - benzen. Sledeći lanac hemijske formule pokazuje kako se ugljik u ovom procesu kreće od jednog spoja do drugog:

Sva određivanja starosti zasnovana na laboratorijskim mjerenjima 14C nazivaju se radiokarbonskim datumima. Oni su dati u broju godina prije današnjeg dana (BP), a za polazište se uzima okrugli savremeni datum (1950. ili 2000.). Radiokarbonski datumi su uvijek dati sa naznakom moguće statističke greške (na primjer, 1760 ± 40 BP).

Aplikacija

Obično se koristi nekoliko metoda za određivanje starosti događaja, posebno ako mi pričamo o tome o relativno nedavnom događaju. Starost velikog, dobro očuvanog uzorka može se odrediti u roku od deset godina, ali ponovljena analiza uzorka zahtijeva nekoliko dana. Obično se rezultat dobije sa tačnošću od 1% utvrđene starosti.

Važnost radiokarbonskog datiranja posebno raste u odsustvu bilo kakvih istorijskih podataka. U Evropi, Africi i Aziji, najraniji tragovi primitivnog čovjeka sežu izvan vremenskih granica radiokarbonskog datiranja, tj. ispostavilo se da je stariji od 50.000 godina. Međutim, radiokarbonsko datiranje uključuje početne faze organizacije društva i prva stalna naselja, kao i nastanak drevnih gradova i države.

Radiokarbonsko datiranje je bilo posebno uspješno u razvoju vremenske linije za mnoge drevne kulture. Zahvaljujući tome, sada je moguće uporediti tok razvoja kultura i društava i utvrditi koje su grupe ljudi prve ovladale određenim oruđem, stvorile novi tip naselja ili utabale novi trgovački put.

Određivanje starosti radiokarbonom je postalo univerzalno. Nakon formiranja u gornjim slojevima atmosfere, 14C radionuklidi prodiru u različite sredine. Vazdušne struje i turbulencije u donjoj atmosferi osiguravaju globalnu distribuciju radiokarbona. Prolazeći vazdušnim strujama iznad okeana, 14C prvo ulazi u površinski sloj vode, a zatim prodire u dublje slojeve. Preko kontinenata, kiša i snijeg donose 14C na površinu zemlje, gdje se postepeno akumulira u rijekama i jezerima, kao i u glečerima, gdje se može skladištiti hiljadama godina. Proučavanje koncentracija radiokarbona u ovim sredinama doprinosi našem znanju o ciklusu vode u svjetskim okeanima i klimi prošlih era, uključujući posljednje ledeno doba. Radiokarbonsko datiranje ostataka drveća koje je oborio glečer koji je napredovao pokazao je da je najnoviji hladni period na Zemlji završio prije otprilike 11.000 godina.

Biljke godišnje apsorbuju ugljen-dioksid iz atmosfere tokom vegetacije, a izotopi 12C, 13C i 14C prisutni su u biljnim ćelijama u približno istom omjeru kao iu atmosferi. Atomi 12C i 13C sadržani su u atmosferi u gotovo konstantnim proporcijama, ali količina izotopa 14C varira ovisno o intenzitetu njegovog stvaranja. Slojevi godišnjeg rasta, nazvani prstenovi drveća, odražavaju ove razlike. Neprekidni niz godišnjih godova jednog stabla može trajati 500 godina kod hrasta i više od 2.000 godina kod sekvoje i čekinjastog bora. U sušnim planinskim predjelima na sjeverozapadu Sjedinjenih Država i na tresetnim močvarama Irske i Njemačke otkriveni su horizonti sa stablima mrtvih stabala različite starosti. Ovi nalazi nam omogućavaju da kombinujemo informacije o fluktuacijama koncentracija 14C u atmosferi tokom skoro 10.000 godina. Ispravno određivanje starosti uzoraka tokom laboratorijskih istraživanja zavisi od poznavanja koncentracije 14C tokom života organizma. U posljednjih 10.000 godina takvi podaci su prikupljani i obično se predstavljaju u obliku kalibracione krive koja pokazuje razliku između nivoa atmosferskog 14C 1950. godine i u prošlosti. Neslaganje između radiokarbonskih i kalibriranih datuma ne prelazi ± 150 godina za interval između 1950. godine nove ere. i 500 pne Za starija vremena, ova razlika se povećava i, sa starošću radiokarbona od 6000 godina, dostiže 800 godina.

književnost:
Libby V.F. Određivanje starosti radiokarbonom. – U zborniku: Izotopi u geologiji. M., 1954
Rankama K. Izotopi u geologiji. M., 1956
Srebrna L.R. Radiokarbonska metoda i njena primjena u proučavanju paleografije kvartarnog perioda. M., 1961
Starac I.E. Nuklearna geohronologija. L., 1961
Srebrna L.R. Primjena radiokarbonske metode u kvartarnoj geologiji. M., 1965
Ilves E.O., Liiva A.A., Punning J.-M.K. Radiokarbonska metoda i njena primjena u kvartarnoj geologiji i arheologiji. Talin, 1977
Arslanov H.A. Radiokarbon: geohemija i geohronologija. L., 1987

IN u poslednje vreme Bilo je mnogo debata o Gradu, koje su pokrivale teme kao što su alternativna istorija, hronologija, kreacionizam i teorija evolucije. U sporovima se stalno postavlja tema „da li su naučni/općeprihvaćeni dokazi o starosti određenog artefakta, pojave, događaja itd.“ pouzdani.

Stoga vam predstavljam opis metode radiokarbonskog datiranja, kao jedne od najčešćih za određivanje starosti artefakata.

Metoda radiokarbonskog datiranja je radiometrijska metoda koja koristi prirodnu količinu izotopa ugljika-14 (14 C) za određivanje starosti materijala koji sadrže ugljik. Opseg primjene - do 50.000 godina.

Sirovi podaci o starosti, tj. obično se pozivaju podaci koji nisu kalibrirani radiokarbonske godine"do sada". Kao nulta referenca, tj. "sadašnje vrijeme", smatra se 1950. godine nove ere.

Radiokarbonsko datiranje je izmislio Willard Libby, profesor na Univerzitetu u Čikagu, i njegove kolege 1949. godine. Godine 1960. dobio je Nobelovu nagradu za hemiju za svoj izum.

Suština metode je da se stabilan izotop dušika (14 N) u atmosferi izloži kosmičkim zracima, pretvarajući ga u ugljični izotop 14 C, koji ima poluživot od 5730 ± 40 godina. Živi organizmi u procesu životne aktivnosti asimiliraju atmosferski ugljik, akumulirajući u svojim tkivima određenu količinu od 14 C, koji se zatim postepeno raspada (pretpostavlja se da nakon smrti organizma nema novih unosa 14 C u tkiva). Istraživaču je dovoljno da zna koliko 14 C određeni tip organizma u prosjeku akumulira tokom svog života, te da odredi koliko toga ostaje u tkivima - na osnovu tih podataka izračunava se starost u radiokarbonskim godinama.

Jedna od prvih demonstracija efikasnosti i tačnosti metode bilo je mjerenje starosti drveta iz sahrane starog egipatskog faraona, čija je starost bila unaprijed poznata iz istorijskih dokumenata.

Fizika procesa

Ugljik ima 2 stabilna izotopa - 12 C (98,89%) i 13 C (1,11%). Osim toga, na Zemlji postoje količine u tragovima nestabilnog izotopa 14 C (0,0000000001%). Ovaj izotop ima vrijeme poluraspada od oko 5.730 godina i stoga je odavno trebao nestati sa lica Zemlje. Međutim, stalni tokovi kosmičkih zraka koji bombarduju Zemljinu atmosferu obnavljaju ovu zalihu. U nju ulaze neutroni nastali bombardiranjem atmosfere kosmičkim zracima nuklearna reakcija sa jezgrima atoma dušika:

n+ 14 7 N → 14 6 C+p

Najveća količina od 14 C se uočava u atmosferi na visinama od 9 - 15 km i na visokim geografskim širinama, odakle se širi po atmosferi i rastvara u okeanima. Za gruba analiza Vjeruje se da se “proizvodnja” 14 C odvija približno konstantnom brzinom, a sadržaj 14 C u atmosferi je približno konstantan (600 milijardi atoma 14 C po molu).

Rezultirajući ugljik se brzo oksidira do 14 CO 2 i zatim ga biljke i mikroorganizmi apsorbiraju, a zatim ulaze u lanac ishrane drugih organizama. Dakle, svaki živi organizam konstantno prima određenu količinu od 14 C tokom svog života. Čim umre, ova razmjena prestaje, a akumulirani 14 C se postepeno raspada u reakciji beta raspada:

14 6 C → 14 7 N + e - +v e

Emitujući elektron i antineutrino, 14 C se pretvara u stabilan dušik.

Hessel de Vries je 1958. godine pokazao da koncentracija 14 C u atmosferi može jako varirati u različito vrijeme i na različitim mjestima. Za preciznija mjerenja, ove promjene se uzimaju u obzir u obliku kalibracijskih krivulja. Na slici ispod prikazana je dinamika promjena koncentracije 14 CO2 u atmosferi iznad Australije i Novog Zelanda – značajan porast je posljedica brojnih upotreba nuklearnog oružja u atmosferi.

Osim toga, poznato je da morski organizmi mogu dobiti ugljik iz karbonata otopljenih u vodi, čija starost može biti vrlo značajna - zbog toga mogu imati "nedostatak" izotopa 14 C, što radiokarbonsku metodu čini mnogo manje pouzdan za ovu vrstu materijala.

Obračun starosti

Raspad 14 C podleže eksponencijalnom zakonu. Drugim riječima, broj atoma koji se raspadaju u datom periodu ovisi o početnom broju atoma na početku tog perioda. Broj preostalih atoma WITH nakon što prođe vrijeme t , biće izraženo formulom:

C = C 0 e -t/T

Gdje Od 0 - početni broj atoma, T - prosječno vrijeme raspadanja = t 1/2 (poluživot) *ln2 , e je baza prirodnog logaritma.

Dakle, radiokarbonsko doba t RV (bez korekcije za fluktuacije u iznosu od 14 C) će se izraziti formulom:

t RV= -t 1/2 *log 2 (C/C 0 )

Mjerenja i skale

Tradicionalne metode proračuni 14 C materijala preostalog u uzorcima zasnivaju se na prebrojavanju broja atoma koji se još raspadaju (metode plina i tekućinescintilacija, zasnovana na direktnom prebrojavanju „baklja“ nastalih raspadom pojedinačnih atoma 14 C u posebnim scintilacionim komorama opremljenim senzorima), ali su neosetljive i mogu dovesti do velikih grešaka pri proučavanju malih uzoraka (manje od 1 grama ugljika). ). Tako, na primjer, u uzorku starom 10.000 godina, prosječan broj raspadanja bio bi 4 atoma u sekundi po molu ugljika (oko 30-40 grama za drvo), što je ili prenisko da bi se dobila pouzdana statistika ili je potrebno predugo. (što također može dovesti do gomilanja grešaka zbog vanjskih scintilacija).

Kada se razni autori pozivaju na vrlo nepouzdane i nepouzdane informacije dobijene radiokarbonskom metodom, prije svega misle na tradicionalne metode brojanja scintilacija.

Izotopska masena spektrometrija
posljednjih godina postao je glavni alat za radiokarbonsko datiranje. Ova metoda se temelji na činjenici da atomi različitih izotopa (i tvari koje ih sadrže) imaju različite mase. Uzorci tvari se oksidiraju u ugljični dioksid (preostali oksidi se uklanjaju), zatim se nastali plin ionizira i velikom brzinom prolazi kroz magnetsku komoru, gdje nabijene molekule odstupaju od prvobitne putanje. Što je veće odstupanje, to je molekul lakši, a sadrži manje 14 C. Izračunavanjem omjera molekula sa slabim odstupanjem i jakom devijacijom moguće je sa velikom preciznošću odrediti koncentraciju od 14 C u uzorku. Ova metoda omogućava da se uzorci težine samo nekoliko miligrama datiraju u raspon od 60.000 godina (podaci iz 2005.).

Trenutno, većina laboratorija daje statističku grešku od ±30 godina u rasponu starosti do 3000 godina za duže periode ova greška se povećava (do 500 godina za starosti od 50,000 godina). Imajte na umu da govorimo o starosti radiokarbona, a ne o apsolutnoj starosti uzorka!

Kalibracija

Kao što je više puta rečeno, ova metoda značajno zavisi od pretpostavke da je sadržaj 14 C u atmosferi približno konstantan. Međutim, u praksi to nije slučaj. Nivo od 14 C zavisi od mnogo faktora. Prije svega, na intenzitet kosmičkog zračenja, koje se mijenja ovisno o promjenama Zemljinog magnetskog polja, na koje, pak, utječu baklje na Suncu. Osim toga, ravnoteža 14 C može biti poremećena zbog velikih emisija ugljika u atmosferu iz okeana (gasni kondenzat), vulkanskih i drugih aktivnosti. Klimatske promjene i ljudska aktivnost također mogu poremetiti ovu ravnotežu.

Glavni načini za kalibraciju metode, odnosno izračunavanje ravnoteže 14 C u potrebnom periodu, su poređenje rezultata radiokarbonske metode sa drugim nezavisnim metodama - dendrohronologija, osnovne studije drevni led, sedimenti dna, uzorci drevnih koralja, pećinski nanosi i sedimenti.

Kalibracijski grafikon pokazuje ovisnost radiokarbonske starosti uzoraka od njihove starosti, izračunate kombinacijom drugih metoda. Moderna (prema podacima iz 2004.) tačnost kalibracije je ±16 godina za starost do 6.000 godina i ne više od ±160 godina za uzrast do 26.000 godina.

Dakle, moderna metoda radiokarbonskog datiranja je prilično tačan kako bi se približila starost primjeraka, posebno u istorijski period razvoj civilizacije (4000 pne) Međutim, brojne greške nedostaje ili nije ispravna kalibracija, zastarjele metode za izračunavanje količine izotopa 14 C i, kao rezultat toga, „prilagođavanja odgovora“ koja su se desila dala su bogato tle za sumnje u ispravnost datiranja ovom metodom.

Međutim, sada (opet, uz određeno upozorenje) ova metoda može se smatrati pouzdanim, pogotovo što u svijetu postoji oko 130 nezavisnih laboratorija koji obavljaju ova istraživanja, a stalno se radi na poboljšanju kalibracije.

Književnost

1. Arnold, J. R. i Libby, W. F. (1949.)Određivanje starosti prema sadržaju radiokarbona: provjere s uzorcima poznate starosti , Nauka 110, 678-680.
2. Libby, W.F. Radiokarbonsko datiranje, 2. izdanje, Chicago, University of Chicago Press, 1955.
3. C. Crowe, Aktivnost ugljika-14 u posljednjih 5000 godina, Priroda, 182, (1958): 470 + pobijanja u istom broju: a) K. O. Münnich, H. G. Östlund i H. de Vries, Priroda, 182, (1958): 1432 i b) H. Barker, Priroda, 182, (1958): 1433 - oba daju dokaze o široko rasprostranjenim promjenama nivoa 14 C i, shodno tome, daju proračune koji daju mnogo mlađu starost za uzorke koje je predstavio C. Crowe.
4. de Vries, H. L. (1958). Varijacije u koncentraciji radiokarbona s vremenom i lokacijom na Zemlji, Zbornik radova Koninlijke Nederlandse Akademie Wetenschappen B, 61: 94-102; i u Researches in Geochemistry, P. H. Abelson (Ed.) (1959) Wiley, New York, str. 180
5. Aitken, M.J. fizike i arheologije, New York, Interscience Publishers, 1961.
6. Libby, W.F. Radiokarbon; atomski sat, Godišnji časopis za nauku i humanost, 1962.
7. Kovar, A. J. (1966.)