Descoperirile arheologice din întreaga lume au ajutat cercetătorii să completeze povestea evoluției și migrației umane. O informație esențială în această cercetare este epoca fosilelor și a artefactelor. Cum determină oamenii de știință vârstele lor? Iată mai multe detalii despre câteva dintre metodele utilizate pentru a obiecta date discutate în „Marea migrație umană” ( Smithsonian, iulie 2008):
Continut Asemanator
- Marea Migrație umană
Coprolite, Peisley 5 Mile Point Caves, Oregon
Vârsta: ~ 14.300 de ani
Metoda: întâlnirea cu radiocarbon
Într-o peșteră din Oregon, arheologii au găsit oase, resturi vegetale și coprolite - fecale fosilizate. ADN-ul rămas în coproliți a indicat originea umană, dar nu și vârsta lor. Pentru asta, oamenii de știință au privit carbonul conținut în bălegarul antic.
Prin definiție, fiecare atom al unui element dat are un număr specific de protoni în nucleul său. Elementul carbon are șase protoni, de exemplu. Numărul de neutroni din nucleu poate varia însă. Aceste forme diferite ale unui element - numiți izotopi - sunt, în mod inerent, stabile sau instabile. Acestea din urmă se numesc izotopi radioactivi și, în timp, se vor descompune, eliberând particule (neutroni sau protoni) și energie (radiații) și, prin urmare, se vor transforma într-un alt izotop sau element. Ei fac acest lucru într-un ritm constant numit „timpul de înjumătățire” al unui izotop.
Majoritatea carbonului are forme stabile de carbon-12 (șase protoni, șase neutroni) sau carbon-13, dar o cantitate foarte mică (aproximativ 0, 0000000001%) există ca carbon radioactiv 14 (șase protoni, opt neutroni). Plantele vii și animalele preiau carbonul 14 împreună cu ceilalți izotopi de carbon, dar când mor și funcțiile metabolice încetează, încetează să absoarbă carbon. În timp, carbonul-14 se descompune în azot-14; jumătate va face acest lucru după aproximativ 5.730 de ani (aceasta este timpul de înjumătățire al izotopului). După aproximativ 60.000 de ani, tot carbonul 14 va dispărea.
Orice care făcea parte cândva dintr-un obiect viu - cum ar fi cărbune, lemn, os, polen sau coproliții găsiți în Oregon - poate fi trimis la un laborator unde oamenii de știință măsoară cât de mult rămâne carbon-14. Deoarece știu cât de mult ar fi existat în atmosferă și, prin urmare, cât de mult ar fi absorbit cineva când a trăit, pot calcula cât a trecut de la moarte sau depunere. Coproliții aveau o medie de aproximativ 14.300 de ani și sunt unele dintre cele mai vechi rămășițe umane din America.
Cranii hominide, Herto, Etiopia
Vârsta: ~ 154.000 - 160.000 ani
Metoda: întâlnirea argon-argon
O echipă de oameni de știință care au săpat în Etiopia în 1997 au găsit unelte de piatră, rămășițele fosile ale mai multor specii de animale, inclusiv hipopotame și trei cranii hominide. Câți ani aveau? Rămășițele organice erau prea vechi pentru întâlnirea cu carbon 14, așa că echipa s-a apelat la o altă metodă.
Datarea cu radiocarbon funcționează bine pentru unele descoperiri arheologice, dar are limitări: poate fi utilizată până în prezent doar pentru materiale organice cu o vechime mai mică de aproximativ 60.000 de ani. Cu toate acestea, există și alți izotopi radioactivi care pot fi folosiți până în prezent cu materiale neorganice (cum ar fi roci) și materiale mai vechi (până la miliarde de ani).
Unul dintre acești radioizotopi este potasiul-40, care se găsește în roca vulcanică. După ce roca vulcanică s-a răcit, potasiul său 40 se descompune în argon-40 cu o perioadă de înjumătățire de 1, 25 miliarde de ani. Este posibilă măsurarea raportului dintre potasiu-40 și argon-40 și estimarea vârstei unei roci, dar această metodă este imprecisă. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit în anii '60 că pot iradia un eșantion de rocă cu neutroni și astfel convertesc potasiu-40 în argon-39, izotop care nu se găsește în mod normal în natură și mai ușor de măsurat. Deși mai complex, acest proces dă date mai precise. De exemplu, oamenii de știință de la Universitatea din California din Berkeley au reușit să dateze probe de la erupția din 79 d.Hr. a vulcanului Vesuviu până la șapte ani de la eveniment.
Deoarece craniile hominide și alte artefacte găsite la Herto nu au putut fi datate direct - materialul organic a fost fosilizat de mult timp - cercetătorii au efectuat în schimb analiza lor pe roca vulcanică care a fost înglobată în gresia de lângă fosile. Stânca avea aproximativ 154.000 - 160.000 de ani, făcând craniile cele mai vechi Homo sapiens rămase încă de găsit.
Pietre de ocru gravate, Peștera Blombos, Africa de Sud
Vârsta: ~ 77.000 de ani
Metoda: datarea termoluminiscenței
O săpătură a unei peșteri de pe litoralul din Africa de Sud a dezvăluit două obiecte care au fost făcute în mod clar - bucăți de piatră ocră gravate cu un model de cruce. Nici pietrele, nici piatra în care au fost îngropate nu au avut origine vulcanică, astfel că cercetătorii au ales o altă metodă pentru determinarea vârstei lor: termoluminescența.
Ca și în cazul datărilor argon-argon, ceasul de termoluminiscență începe de asemenea cu ultima dată când o rocă a fost încălzită la o temperatură ridicată. Căldura extremă elimină electronii depozitați în anumite cristale - cum ar fi cuarțul și feldspatul - din rocă. De-a lungul timpului, cristalele prind electroni produși de cantități de atomi radioactivi găsiți în mediu. Reîncălzind roca, oamenii de știință pot elibera energia stocată, care este eliberată sub formă de lumină și numită „termoluminescență”. Intensitatea luminii indică cât timp a trecut de când roca a fost încălzită ultima dată.
Ca și craniile Herto, vârstele pietrelor ocre sculptate din Peștera Blombos nu au putut fi determinate direct. Cu toate acestea, în același strat de rocă ca ocherele erau bucăți de piatră arsă, care aveau probabil aceeași vârstă ca ocherele și ideale pentru întâlnirea cu termoluminiscență. Piatra arsă, a fost dezvăluită, avea o vechime de aproximativ 77.000 de ani, ceea ce a făcut ca ocarii să fie descoperite unele dintre cele mai vechi piese de design abstract.
