Uchambuzi wa kaboni ya redio umebadilisha uelewa wetu wa miaka 50,000 iliyopita. Profesa Willard Libby aliionyesha kwa mara ya kwanza mwaka wa 1949, ambayo baadaye alitunukiwa Tuzo ya Nobel.
Njia ya uchumba
Kiini cha uchanganuzi wa radiocarbon ni kulinganisha isotopu tatu tofauti za kaboni. Isotopu za kipengele fulani zina idadi sawa ya protoni katika kiini, lakini idadi tofauti ya neutroni. Hii inamaanisha kuwa licha ya kufanana kwao kwa kemikali, wana wingi tofauti.
Jumla ya wingi wa isotopu huonyeshwa kwa faharasa ya nambari. Wakati isotopu nyepesi 12C na 13C ni thabiti, isotopu nzito zaidi 14C (radiocarbon) ni mionzi. Kiini chake ni kikubwa kiasi kwamba hakina dhabiti.
Baada ya muda, 14C, msingi wa kuchumbiana kwa radiocarbon, huharibika na kuwa nitrojeni 14N. Nyingi za kaboni-14 huundwa katika angahewa ya juu, ambapo nutroni zinazozalishwa na mionzi ya ulimwengu huguswa na atomi 14N.
Kisha inaongeza oksidi hadi 14CO2, huingia kwenye angahewa na kuchanganywa na 12 CO2 na 13CO2. Dioksidi kaboni hutumiwamimea wakati wa usanisinuru na kutoka hapo kupitia mnyororo wa chakula. Kwa hivyo, kila mmea na mnyama katika mnyororo huu (pamoja na wanadamu) watakuwa na kiwango sawa cha 14C ikilinganishwa na 12C katika angahewa (uwiano.14S:12S).
Mapungufu ya mbinu
Viumbe hai wanapokufa, tishu haibadilishwi tena na uozo wa mionzi 14C huonekana. Baada ya miaka 55,000, 14C imeoza sana hivi kwamba mabaki yake hayawezi kupimwa tena.
Kuchumbiana kwa radiocarbon ni nini? Kuoza kwa mionzi kunaweza kutumika kama "saa" kwa vile haitegemei hali ya kimwili (km hali ya joto) na kemikali (km maji). Nusu ya 14C iliyo katika sampuli ya kuoza katika miaka 5730.
Kwa hivyo, ikiwa unajua uwiano 14C:12C wakati wa kifo na uwiano wa leo, basi unaweza kuhesabu muda gani umepita. Kwa bahati mbaya, si rahisi kuwatambua.
Uchambuzi wa kaboni ya redio: ukingo wa makosa
Kiasi cha 14C katika angahewa, kwa hivyo katika mimea na wanyama, hakijabadilika kila wakati. Kwa mfano, inatofautiana kulingana na miale ngapi ya ulimwengu inayofikia Dunia. Inategemea shughuli za jua na uga wa sumaku wa sayari yetu.
Kwa bahati nzuri, inawezekana kupima mabadiliko haya katika sampuli zilizowekwa tarehe kulingana na mbinu zingine. Unaweza kuhesabu pete za kila mwaka za miti na mabadiliko katika yaliyomoradiocarbon. Kutoka kwa data hii, "curve ya urekebishaji" inaweza kutengenezwa.
Kwa sasa, kazi inaendelea ya kuipanua na kuiboresha. Mnamo 2008, tarehe za radiocarbon tu hadi miaka 26,000 ndizo zilizoweza kurekebishwa. Leo mkondo umeongezwa hadi miaka 50,000.
Ni nini kinaweza kupimwa?
Si nyenzo zote zinazoweza kuwekewa tarehe kwa mbinu hii. Wengi, ikiwa sio wote, misombo ya kikaboni inaruhusu dating ya radiocarbon. Baadhi ya nyenzo zisizo za kikaboni, kama vile sehemu ya aragonite ya makombora, pia inaweza kuwekwa tarehe, kwa vile kaboni-14 ilitumika katika uundaji wa madini hayo.
Nyenzo ambazo zimetajwa tangu kuanzishwa kwa njia hiyo ni pamoja na mkaa, mbao, matawi, mbegu, mifupa, maganda, ngozi, mboji, udongo, udongo, nywele, ufinyanzi, chavua, uchoraji wa ukutani, matumbawe, mabaki ya damu., kitambaa, karatasi, ngozi, utomvu na maji.
Uchambuzi wa kaboni ya redio ya chuma hauwezekani ikiwa haina kaboni-14. Isipokuwa ni bidhaa za chuma, ambazo hutengenezwa kwa makaa ya mawe.
Hesabu mara mbili
Kwa sababu ya matatizo haya, tarehe za radiocarbon huwasilishwa kwa njia mbili. Vipimo visivyo na kipimo hutolewa katika miaka kabla ya 1950 (BP). Tarehe zilizoratibiwa pia zinawasilishwa kama BC. e., na baada, pamoja na kutumia kitengo cha calBP (kilichosawazishwa hadi sasa, kabla ya 1950). Hili ni "kadirio bora" la umri halisi wa sampuli, lakini ni muhimu kuweza kurejea kwenyedata ya zamani na kuzirekebisha kadri tafiti mpya zinavyoendelea kusasisha mkondo wa urekebishaji.
Wingi na ubora
Ugumu wa pili ni kiwango cha chini sana cha maambukizi ya 14С. Asilimia 0.0000000001 pekee ya kaboni katika angahewa ya leo ni 14C, hivyo kuifanya iwe vigumu sana kupima na kuathiriwa sana na uchafuzi wa mazingira.
Katika miaka ya awali, uchanganuzi wa radiocarbon ya bidhaa zinazooza ulihitaji sampuli kubwa (km, nusu ya fupa la paja la binadamu). Maabara nyingi sasa zinatumia Kipimo cha Kuongeza kasi cha Misa (AMS), ambacho kinaweza kutambua na kupima uwepo wa isotopu mbalimbali, na pia kuhesabu atomi za kaboni-14.
Njia hii inahitaji chini ya gramu 1 ya mfupa, lakini nchi chache zinaweza kumudu zaidi ya AMS moja au mbili, ambayo inagharimu zaidi ya $500,000. Kwa mfano, Australia ina vifaa 2 pekee kati ya hivi vinavyoweza kuweka miadi ya radiocarbon, na haziwezi kufikiwa na sehemu kubwa ya ulimwengu unaoendelea.
Usafi ndio ufunguo wa usahihi
Aidha, sampuli lazima zisafishwe kwa uangalifu wa uchafuzi wa kaboni kutoka kwenye gundi na udongo. Hii ni muhimu hasa kwa vifaa vya zamani sana. Ikiwa 1% ya kipengele katika sampuli ya umri wa miaka 50,000 kinatoka kwa uchafuzi wa kisasa, kitawekwa tarehe 40,000.
Kwa sababu hii, watafiti wanaendelea kuunda mpyanjia za kusafisha kwa ufanisi wa vifaa. Wanaweza kuwa na athari kubwa juu ya matokeo ambayo uchambuzi wa radiocarbon hutoa. Usahihi wa njia imeongezeka kwa kiasi kikubwa na maendeleo ya njia mpya ya kusafisha na kaboni iliyoamilishwa ABOx-SC. Hii ilifanya iwezekane, kwa mfano, kuahirisha tarehe ya kuwasili kwa watu wa kwanza nchini Australia kwa zaidi ya miaka elfu 10.
Uchambuzi wa kaboni ya redio: ukosoaji
Njia inayothibitisha kwamba zaidi ya miaka elfu 10 imepita tangu mwanzo wa Dunia, iliyotajwa katika Biblia, imeshutumiwa mara kwa mara na wanauumbaji. Kwa mfano, wanasema kwamba ndani ya miaka 50,000 sampuli zinapaswa kutokuwa na kaboni-14, lakini makaa ya mawe, mafuta, na gesi asilia, ambayo inaaminika kuwa ya mamilioni ya miaka, ina kiasi kinachoweza kupimika cha isotopu hii, ambayo inathibitishwa na miadi ya radiocarbon. Hitilafu ya kipimo katika kesi hii ni kubwa zaidi kuliko mionzi ya nyuma, ambayo haiwezi kuondolewa katika maabara. Hiyo ni, sampuli ambayo haina atomi moja ya kaboni ya mionzi itaonyesha tarehe ya miaka elfu 50. Walakini, ukweli huu hautilii shaka tarehe ya vitu, na hata zaidi hauonyeshi kuwa mafuta, makaa ya mawe na gesi asilia ni changa kuliko umri huu.
Pia, wanauundaji wanatambua baadhi ya mambo yasiyo ya kawaida katika kuchumbiana kwa radiocarbon. Kwa mfano, dating ya molluscs ya maji safi imeamua umri wao kuwa zaidi ya miaka 2,000, ambayo, kwa maoni yao, inadharau njia hii. Kwa kweli, imegundulika kuwa samakigamba hupata kaboni nyingi kutoka kwa chokaa na humus, ambayo ni ya chini sana katika 14C, kwani madini haya ni ya zamani sana na hayawezi kupata.kaboni ya hewa. Uchambuzi wa radiocarbon, usahihi ambao katika kesi hii unaweza kuhojiwa, ni kweli vinginevyo. Wood, kwa mfano, haina tatizo hili, kwa sababu mimea hupata kaboni moja kwa moja kutoka angani, ambayo ina kipimo kamili cha 14C.
Hoja nyingine dhidi ya mbinu hiyo ni ukweli kwamba miti inaweza kuunda zaidi ya pete moja kwa mwaka mmoja. Hii ni kweli, lakini mara nyingi zaidi hutokea kwamba hawafanyi pete za ukuaji wakati wote. Msonobari wa bristlecone, ambao vipimo vingi hutegemea, una pete 5% chini ya umri wake halisi.
Kuweka tarehe
Uchambuzi wa kaboni ya redio sio tu mbinu, lakini uvumbuzi wa kusisimua katika siku zetu zilizopita na za sasa. Mbinu hiyo iliruhusu wanaakiolojia kupanga vitu vilivyopatikana kwa mpangilio wa matukio bila kuhitaji rekodi zilizoandikwa au sarafu.
Katika karne ya 19 na mwanzoni mwa karne ya 20, wanaakiolojia wenye subira na makini waliunganisha zana za ufinyanzi na mawe kutoka maeneo tofauti ya kijiografia kwa kutafuta mfanano wa umbo na ruwaza. Kisha, kwa kutumia wazo kwamba mitindo ya vitu ilibadilika na kuwa changamano zaidi baada ya muda, wangeweza kuviweka kwa mpangilio.
Kwa hivyo, makaburi makubwa yenye kuta (yajulikanayo kama tholos) huko Ugiriki yalizingatiwa kuwa watangulizi wa miundo kama hiyo kwenye kisiwa cha Scotland cha Maeshowe. Hili liliunga mkono wazo kwamba ustaarabu wa kitamaduni wa Ugiriki na Roma ulikuwa kiini cha uvumbuzi wote.
Hata hivyo, ndaniKama matokeo ya uchambuzi wa radiocarbon, iliibuka kuwa makaburi ya Uskoti yalikuwa na maelfu ya miaka kuliko yale ya Uigiriki. Wenyeji wa kaskazini walikuwa na uwezo wa kubuni miundo changamano inayofanana na ya zamani.
Miradi mingine mashuhuri ilikuwa ugawaji wa Sanda ya Turin hadi enzi ya kati, kuweka tarehe ya Hati-kunjo za Bahari ya Chumvi hadi wakati wa Kristo, na kugawanya kwa muda kwa kiasi fulani kwa utata kwa michoro katika Pango la Chauvet kwa calBP 38,000 (takriban 32,000 BP), maelfu ya miaka mapema kuliko ilivyotarajiwa.
Uchambuzi wa radiocarbon pia umetumiwa kubainisha muda wa kutoweka kwa mamalia na umechangia mjadala wa iwapo wanadamu wa kisasa na Neanderthal walikutana au la.
Isotopu 14С haitumiki tu kubainisha umri. Mbinu ya uchanganuzi wa radiocarbon huturuhusu kusoma mzunguko wa bahari na kufuatilia mienendo ya dawa kwenye mwili wote, lakini hii ni mada ya makala nyingine.
