Până în 1949, când arheologii au săpat oase preistorice, puncte de piatră, resturi de cărbune sau alte artefacte din istoria umană timpurie, nu aveau cum să știe exact cât de vechi au fost aceste obiecte. Chimistul Willard Libby a schimbat asta, concepând o metodă ingenioasă pentru datarea obiectelor antice, bazată pe tipurile de atomi de carbon conținute în ele.
Libby și colegii săi și-au bazat ideea pe faptul că ființele vii încorporează cantități minuscule de un anumit izotop de carbon (C-14) din atmosferă în structura lor; când mor, încetează să mai adauge noi C-14, iar cantitatea rămasă în interior se degradează lent într-un alt element, azot-14. Dând seama că timpul de înjumătățire plasmatică al C-14 (timpul necesar pentru jumătate dintr-o cantitate dată de C-14 pentru a se descompune în N-14) este de 5.730 de ani, ei ar putea analiza chimic raportul C-14 până la N-14 în interiorul unei bucăți de lemn sau os și determinați cât timp a fost mort.
Această tehnică a revoluționat arheologia, antropologia și alte domenii, permițându-ne să determinăm vârsta absolută a obiectelor până la aproximativ 60.000 de ani. Totuși, cu toate acestea, precizia acestei tehnici a fost limitată de faptul că cantitatea de C-14 în atmosferă a variat de-a lungul timpului - și nu a existat niciodată un record mare despre cât a fluctuat de-a lungul anilor.
Având în vedere acest lucru, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Oxford și din alte părți a fost deosebit de încântată când au săpat frunze fosilizate și miezuri de straturi de sedimente de sub Lacul Suigetsu din Japonia. Aceste probe s-ar putea să nu semene mult, dar, din cauza stratului unic de stratificare și a condițiilor verzi, descoperirea constituie un record complet fără precedent de C-14 atmosferică de la aproximativ 11.200 până la 52.800 de ani în urmă. Eșantioanele de sedimente din această locație pe suprafața pământului, cu alte cuvinte, ne vor face capacitatea de a dat date artefacte antice găsite oriunde pe planetă în mod semnificativ mai precis.
„Noile rezultate oferă un rafinament important al înregistrării de radiocarburi atmosferice și plasează calendarul radiocarbonului pe o fundație mai fermă”, a spus Jesse Smith, editor la Science, unde rezultatele au fost publicate astăzi într-o lucrare.
O imagine microscopică a straturilor de sedimente ale lacului Suigetsu. (Imagine via Gordon Schlolaut) Un set specific de procese și condiții care apar în lac ajută la explicarea motivului pentru care miezurile de sedimente și probele de frunze sunt atât de valoroase. În fiecare iarnă, alge mici de culoare deschisă numite diatomee mor și acoperă podeaua lacului; în fiecare vară, ele sunt la rândul lor acoperite de un strat mai închis de sedimente. Deoarece lacul este extrem de nemișcat, are un nivel scăzut de oxigen și nu a fost deranjat de ghețari sau de activitatea geologică oricând în ultimii 52.800 de ani, aceste straturi microscopice cuprind o înregistrare anuală completă, păstrată în miezurile de sedimente.
Mai mult, deoarece frunzele și alte materiale organice au fost prinse între straturi, oamenii de știință au putut folosi cantitatea de C-14 din fiecare frunză pentru a construi o imagine completă a C-14 atmosferică de-a lungul timpului. Înregistrările anterioare C-14 atmosferice proveneau din eșantioane marine (care diferă de cele de pe uscat) sau din inele de copaci (care au datat doar cu puțin peste 12.000 de ani în urmă), astfel încât aceste nuclee vor îmbunătăți foarte mult precizia datării radiocarbon pentru obiecte mai vechi. Cercetătorii au „ancorat” noua înregistrare C-14 la datele anterioare prin potrivirea nivelurilor găsite în straturile mai recente ale miezurilor cu cele deja cunoscute din inelele copacilor.
„Deși această înregistrare nu va duce la revizii majore ale datelor, de exemplu în arheologie, vor exista schimbări în detaliu care sunt de ordinul a sute de ani”, a spus arheologul Universității din Oxford, Bronk Ramsey, autorul principal al lucrării. „Astfel de schimbări pot fi foarte importante atunci când încercați să analizați răspunsurile umane la climă, deseori datate de alte metode, de exemplu prin miezurile de gheață din Groenlanda. O scală de timp mai precisă calibrată ne va permite să răspundem la întrebări în arheologie, pe care anterior nu am avut rezoluția să le abordăm. "
Cercetătorii au bănuit că condițiile din Lacul Suigetsu ar putea da un record C-14 atât de crucial încă din 1993, dar au întâmpinat dificultăți tehnice în extragerea și analizarea miezurilor intacte până în prezent. „Aceasta este realizarea unui vis japonez de 20 de ani”, a declarat coautorul Takeshi Nakagawa de la Universitatea din Newcastle upon Tyne, în Anglia. Deși a fost nevoie de ceva timp pentru a recupera cu succes eșantioanele, ei vor ajuta acum cercetătorii să-și dea seama de vârstele unor exemplare și artefacte mult mai vechi.
