Радиоуглеродный анализ и его практическое применение археологами

Радиоуглеродный анализ биологических объектовНа сегодняшний день радиоуглеродный анализ, применяется для определения возраста, только органических объектов. С его помощью можно датировать останки животных, дерево, ткань, бумагу. Принцип действия этого метода следующий. Все биологические организмы, содержат углерод. В земной атмосфере, углерод содержится в виде стабильных изотопов С12 и С13, и радиоактивного изотопа С14. Изотоп С14 постоянно образуется под воздействием радиации. В основном, источником радиации, являются космические лучи. Подсчитано, что ежегодно, в атмосфере земли возникает и распадается около семи килограммов радиоуглерода. Образовавшись на высоте пятнадцати километров, радиоуглерод окисляется кислородом и рассеивается в атмосфере. Потом он попадает в растения, животные питаются растениями и радиоуглерод попадает к ним. Человек питается растениями и животными, и вместе с ними радиоуглерод попадает в тело человека.

После гибели живого организма, углерод в него больше не поступает и углеродный обмен прекращается. Это значит, что стабильный углерод в останках сохраняется, а радиоактивный постепенно уменьшается. Чтобы узнать сколько лет прошло со дня смерти того или иного организма, надо измерить, сколько радиоуглерода в нем осталось.

Как проводится углеродный анализ в лабораторных условиях

Рог антилопы для радиоуглеродного анализаНапример, возьмем останки антилопы. Чтобы узнать, сколько времени прошло с момента гибели животного, ученые забрали для исследования фрагмент черепа антилопы, а именно рог. В лаборатории ученые тщательно осматривают, привезенный образец, и подготавливают его фрагменты к анализу. Чтобы избавиться от возможных посторонних примесей, фрагменты помещают в стеклянную посуду и обрабатывают соляной кислотой. После обработки, образец спекается в специальной печке, и начинается анализ.

установка радиоуглеродного анализаВся эта операция происходит на специальной установке. При помощи насосов в колбах создается вакуум. Еще в одну колбу помещается спеченный образец. В другую, заливается дистиллированная вода, которая буквально по капле, будет подаваться в колбу с образцом. Потом начинается реакция. Из образца выделяется бесцветный газ ацетилен. Чтобы его собрать, нужны колбы, которые называются ловушка. Они замораживаются жидким азотом. Сначала ацетилен попадает в первую ловушку, потом во вторую. Пока в колбе с образцом идет реакция, надо к установке подключить катализатор. Склянка с катализатором подключается к установке и помещается в специальную печку. В колбе с образцом пена исчезла, значит, реакция закончена. Весь ацетилен заморожен в первой ловушке. Пока он размораживается надо к установке подключить склянку с активированным углем. После размораживания, ацетилен из второй ловушки проходит через жидкость промывания – ангедрон и щелочь и собирается в склянке с активированным углем. Жидкость для промывания, очищает газ от всевозможных примесей. А щелочь и ангедрон удаляют пары воды. Ацетилен, постепенно собирается еще в одной ловушке, затем попадет на горячий катализатор, который вынимается из печки и устанавливается в колбу с водой. На дне образуется бензол.

Подсоединяется последняя ловушка, а сам катализатор опять помещается в печь. Вот в этой последней ловушке и находится тот самый бензол, который и надо было получить. После нескольких часов пребывания в холодильнике бензол помещается в контейнер, который затем помещается в измерительный комплекс. И счетная машина, должна вычислить радиоуглеродный возраст нашего возраста. Данные, которая выдала счетная машина, вводят в компьютерную программу, которая переводит радиоуглеродный возраст в календарный. Результат нашего исследования. Африканская антилопа, жила в период с 790 по 510 год до нашей эры.

Почему радиоуглерод меняет количество своего состава в атмосфере?

Вроде бы все достаточно просто и понятно, но всегда ли полученная датировка, соответствует действительности? Бывают ли ошибки? На точность датировки влияет изменение концентрации радиоуглерода в атмосфере. Изотоп С14 образуется в атмосфере под воздействием космических лучей. Но скорость его накопления никогда не была постоянной. На нее влияет, например, активность солнца. Когда она повышена, космических лучей до поверхности земли доходит меньше. Когда понижена, наоборот больше. Также на образование радиоуглерода, влияет напряженность магнитного поля земли, которая тоже не постоянна.

Другой важный момент. При определении радиоуглеродного возраста любого биологического объекта, необходимо учитывать так называемый бомбовый эффект. Ведь в пятидесятых годах прошлого века, проводились наземные ядерные испытания. Из-за этого, концентрация в атмосфере радиоуглерода, выросла вдвое.

Есть группа организмов, датировка которых показывает, так называемый, мнимый радиоуглеродный возраст. Это значит, что радиоуглеродный анализ, покажет, например, что возраст любого морского организма, намного больше, чем есть на самом деле. Дело в том, что донные осадки мирового океана, содержат много радиоуглерода. Эти осадки, лежат на дне огромное количество лет. А период полураспада радиоуглерода, составляет всего пять тысяч лет.

Так что с точки зрения радиоуглеродного анализа, этот радиоуглерод, очень старый, даже мертвый. Но он попадал и попадает в организмы всех морских обитателей и старит их, иногда на тысячи лет.

Есть свои сложности и при датировании деревянных построек. Ведь радиоуглеродный метод, определяет только период гибели дерева, а не время, когда люди, что-то из него построили.

Не лучше обстоит дело и с датировкой письменных источников. Часто музейные работники, просят радиоуглеродные лаборатории, продатировать музейные экспонаты, в том числе старинные свитки. Для анализа нужен совсем маленький фрагмент. Но, как правило, сотрудники музея, не знают всю историю хранения этих древних памятников. А именно, кто, когда и чем их обрабатывал, чтобы спасти от грызунов, насекомых и разных микроорганизмов. Поэтому ошибка в определении возраста таких объектов, достаточно велика.

Конечно, в арсенале ученых есть и компьютерные программы, которые определяют возраст образцов с учетом всех перечисленных факторов, и рецепты очистки органических материалов от ненужных примесей. И, тем не менее, ошибки случаются.

Каждая десятая датировка, полученная в лучших лабораториях мира, ошибочна. Это значит, что ошибочно, как минимум десять процентов дат, которые ученые использовали для датировки древних объектов. И продолжают использовать.

Радиоуглеродный анализ Туринской плащаницы

Туринская плащаницаУченые часто говорят о том, что определяя возраст биологического объекта, они не полагаются на результат только одного анализа. Что только совпадение нескольких измерений, может гарантировать точную датировку. В 1988 году, было проведено, пожалуй, самое известное радиоуглеродное датирование. В лабораториях радиоуглеродного анализа аризонского университета, оксфордского университета и федерального политехнического института в Цюрихе, независимо друг от друга, ученые исследовали фрагмент некоего полотна. Причем слепым методом. То есть исследователи не знали, что за образцы попали к ним для анализа. Это были кусочки святой плащаницы — четырех метрового полотна, который, по преданию было завернуто тело Иисуса Христа, после его крестных страданий и смерти.

С 1578 года, плащаница хранится в специальном ковчеге, в соборе Иоанна Крестителя в Турине. Поэтому сегодня, она известна под названием «Туринская плащаница». 21 апреля 1988 года, от плащаницы был отрезан кусочек размером около семи квадратных сантиметров, разделен на три части и отправлен на исследования. Все три лаборатории, независимо друг от друга, датировали фрагменты полотна двенадцатым, четырнадцатым веком нашей эры. Но по принятой сегодня хронологии, Христос родился две тысячи лет назад. И получается, что в данном случае, радиоуглеродный анализ, вместо ответа на вопрос о возрасте плащаницы, породил только новые вопросы. Или Туринская святыня на самом деле подделка, или ошибки радиоуглеродного датирования могут содержать сотни, и даже тысячи лет, или плащаница подлинная, но тогда, в каком веке жил Христос? Споры не прекращаются вот уже двадцать лет.




Вывод: радиоуглеродный анализ, может применяться только при анализе объектов органического происхождения. Ошибки в датировках могут доходить до двух тысяч лет. Для датировки исторических памятников, возраст которых составляет сотни тысяч лет, такая погрешность допустима, но при датировке объектов, возраст которых две, четыре тысячи лет, такая погрешность не приемлема.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


9 + 4 =