Kaj pomeni arheološko datiranje "cal BP"?

Znanstveni izraz "cal BP" je okrajšava za "kalibrirana leta pred sedanjostjo" ali "koledarska leta pred prisoten "in to je notacija, ki pomeni, da je bil citirani datum ogljikovega ogljika popravljen s tokom metodologije.

Radiokarbonsko datiranje je bilo izumljeno v poznih 40. letih prejšnjega stoletja, v mnogih desetletjih pa arheologi odkrili vijuganje v radiokarbonski krivulji - ker je bilo ugotovljeno, da atmosferski ogljik niha v njej čas. Prilagoditve te krivulje, ki se popravlja za lasulje ("wiggles" je res znanstveni izraz, ki ga raziskovalci uporabljajo), imenujemo kalibracija. Označbe cal BP, cal BCE in cal CE (kot tudi cal BC in cal AD) pomenijo, da je bil omenjeni datum ogljikovodikov kalibriran, da se upoštevajo te vijuge; datumi, ki niso bili prilagojeni, so označeni kot RCYBP ali "radiokarbonska leta pred sedanjostjo."

Radiokarbonski zmenki je eno najbolj znanih arheoloških orodij za datiranje, ki je na voljo znanstvenikom, in večina ljudi je vsaj slišala za to. Vendar pa obstaja veliko napačnih predstav o tem, kako deluje ogljikovodik in kako zanesljiva je tehnika; ta članek jih bo skušal razčistiti.

Vsa živa bitja izmenjujejo plin Carbon 14 (skrajšano C₁₄, 14C in najpogosteje ¹⁴C) z okoljem okoli njih - živali in rastline izmenjujejo ogljik 14 z atmosfero, ribe in korale pa izmenjujejo ogljik z raztopljenim ¹⁴C v morski in jezerski vodi. V celotni življenjski dobi živali ali rastline je količina ¹⁴C je popolnoma uravnotežen s svojo okolico. Ko organizem umre, se to ravnovesje poruši. The ¹⁴C v mrtvem organizmu počasi razpada z znano hitrostjo: "razpolovno dobo".

Razpolovni čas izotopa, kot je ¹⁴C je čas, ki je potreben, da se polovica razpade: v ¹⁴C, vsakih 5.730 let, polovice ni več. Torej, če izmerite količino ¹⁴C v mrtvem organizmu lahko ugotovite, kako dolgo nazaj je prenehal izmenjati ogljik s svojo atmosfero. Glede na neokrnjene okoliščine lahko radiokarbonski laboratorij natančno izmeri količino ogljikovodika v mrtvem organizmu pred približno 50.000 leti; predmeti starejši od tega ne vsebujejo dovolj ¹⁴C levo za merjenje.

Vendar obstaja težava. Ogljik v atmosferi niha, z močjo zemeljskega magnetnega polja in sončne aktivnosti, da ne omenjam, kaj so ljudje vanjo vrgli. Vedeti morate, kakšna je bila takrat atmosferska raven ogljika (rezervoar za ogljikovodike) smrti organizma, da bi lahko izračunali, koliko časa je minilo od organizma umrl. Potrebujete ravnilo, zanesljiv zemljevid rezervoarja: z drugimi besedami, organski nabor predmetov ki spremljajo letno vsebnost ogljika v atmosferi, na katero lahko varno pripnete datum, da jo izmerite ¹⁴Vsebnost C in tako vzpostavijo osnovno rezervoar v danem letu.

Na srečo imamo skupek organskih predmetov, ki vsako leto beležijo evidenco ogljika v ozračju - drevesa. Drevesa vzdržujejo in beležijo ravnovesje ogljika 14 v svojih rastnih obročih - in nekatera od teh dreves ustvarijo viden rastni obroč za vsako leto, ko so živi. Študija dendrohronologija, znan tudi kot zmenki z drevesnimi obročki, temelji na dejstvu narave. Čeprav nimamo nobenega drevesa, starega 50.000 let, imamo prekrivajoče se komplete drevesnih obročkov, ki so bili (do zdaj) stari 12.594 let. Torej, z drugimi besedami, imamo precej trden način za umerjanje surovih datumov radiokarbona za zadnjih 12.594 let preteklosti našega planeta.

Pred tem pa so na voljo le fragmentarni podatki, zato je zelo težko dokončno datirati vse, starejše od 13.000 let. Zanesljive ocene so možne, vendar z velikimi faktorji +/-.

Kot si morda predstavljate, znanstveniki že zadnjih petdeset let poskušajo odkriti organske predmete, ki jih je mogoče zanesljivo datirati. Vključeni so bili tudi drugi organski nabori podatkov varves, ki so plasti sedimentne kamnine, ki so bile letno položene in vsebujejo organske materiale; globoke oceanske korale, speleoteme (jamski nanosi) in vulkanski tefra; vendar obstajajo težave z vsako od teh metod. V jamskih nahajališčih in virih lahko vključujejo stari ogljik v zemlji, še vedno pa obstajajo nerešena vprašanja z nihajočimi količinami ¹⁴C v oceanskih tokovih.

Koalicija raziskovalcev pod vodstvom Paula J. Reimer CHRONO Center za podnebje, okolje in kronologijo, Geografska šola, arheologija in paleoekologija, Queen's University Belfast in objavljanje v reviji Radiokarbon, se ukvarja s to težavo zadnjih nekaj desetletij in razvija programski program, ki za umerjanje datumov uporablja vse bolj obsežen nabor podatkov. Najnovejši je IntCal13, ki združuje in krepi podatke iz drevesnih obročkov, ledenih jeder, tefra, koral, speleotemov in nazadnje so podatki iz usedlin v jezeru Suigetsu na Japonskem ustvarili znatno izboljšan kalibracijski niz za ¹⁴C datira med 12.000 in 50.000 let.

Leta 2012 je poročalo, da ima japonsko jezero potencial za nadaljnje sestavljanje ogljikovodikov. Letno oblikovane usedline jezera Suigetsu vsebujejo podrobne informacije o okoljskih spremembah v preteklosti 50.000 let, za katere pravi, da je radiokarbonski PJ Reimer pravi dober in morda boljši od grenlandskega ledu Jedra.

Raziskovalci Bronk-Ramsay et al. poročali o 808 datumih AMS, ki temeljijo na usedlinah, izmerjenih v treh različnih radiokarbonskih laboratorijih. Datumi in ustrezne okoljske spremembe obljubljajo neposredno povezavo med drugimi ključnimi podnebnimi zapisi, kar omogoča raziskovalci, kot je Reimer, za natančno kalibriranje radiokarbonskih datumov med 12.500 do praktične meje datumov c14 52,800.

Arheologi bi radi odgovorili na številna vprašanja, ki sodijo v obdobje 12.000-50.000 let. Med njimi so:

• Kdaj so bili vzpostavljeni najstarejši domači odnosi (psi in riž)?
• Kdaj je Neandertalci izumrejo?
• Kdaj so ljudje prispeli v Amerike?
• Za današnje raziskovalce bo najpomembnejše, da bodo natančneje preučili vplive prejšnjih sprememba podnebja.

Reimer in sodelavci poudarjajo, da je to le najnovejše v kalibracijskih kompletih, zato je pričakovati nadaljnje izboljšave. Odkrili so na primer dokaze, da je med mlajšimi Dryasi (12.550–12.900 cal BP) obstajal zaustavitev ali vsaj strmo zmanjšanje tvorbe globoke vode Severnega Atlantika, ki je bil gotovo odraz podnebnih sprememb; morali so metati podatke za to obdobje iz severnega Atlantika in uporabiti drug nabor podatkov.

Izbrani viri

• Adolphi, Florian in sod. "Negotovosti kalibracije radiokarbona med zadnjo deklaciacijo: Vpogledi iz novih plavajočih drevesnih kronologij." Kvartarni znanstveni pregledi 170 (2017): 98–108.
• Albert, Paul G. in sod. "Geokemijska značilnost široko razširjenega japonskega tefrostratigrafskega označevalca in korelacije v sedimentnem arhivu jezera Suigetsu (jedro SG06)." Kvartarna geohronologija 52 (2019): 103–31.
• Bronk Ramsey, Christopher in sod. "Popoln zemeljski radiokarbonski zapis za 11,2 do 52,8 Kyr B.P." Znanost 338 (2012): 370–74.
• Currie, Lloyd A. "Izjemna meroslovna zgodovina datiranja radiokarbonov [II]." Časopis za raziskave Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo 109.2 (2004): 185–217.
• Dee, Michael W. in Benjamin J. S. Papež. "Sidranje zgodovinskih zaporedij z uporabo novega vira astrohroloških krajevnih točk." Zbornik kraljevega društva A: Matematične, fizikalne in inženirske vede 472.2192 (2016): 20160263.
• Michczynska, Danuta J. et al. "Različne metode predhodne obdelave za 14-letne zmenke mlajših Dryas in borovega lesa Allerød (" Kvartarna geohronologija 48 (2018): 38-44. NatisniPinus sylvestris L.).
• Reimer, Paula J. "Atmosferska znanost. Izboljšanje radiokarbonske časovne lestvice." Znanost 338.6105 (2012): 337–38.
• Reimer, Paula J. in sod. "Umeritvene krivulje radiokarbonske dobe Intcal13 in Marine13 0–50 000 let Cal BP." Radiokarbon 55.4 (2013): 1869–87.