Co oznacza datowanie archeologiczne „cal BP”?

Naukowy termin „cal BP” to skrót od „skalibrowanych lat przed obecnym” lub „lat kalendarzowych przed obecny ”i jest to zapis, który oznacza, że ​​podana data surowego węglowodoru została skorygowana przy użyciu prądu metodologie.

Datowanie radiowęglowe zostało wynalezione pod koniec lat 40. XX wieku, a przez wiele dziesięcioleci odkryli je archeolodzy odkrył wiggles na krzywej radiowęglowej - ponieważ stwierdzono, że węgiel atmosferyczny ulega wahaniom czas. Dostosowania tej krzywej w celu skorygowania wiggli („wiggles” to tak naprawdę termin naukowy używany przez badaczy) nazywane są kalibracjami. Oznaczenia cal BP, cal BCE i cal CE (jak również cal BC i cal AD) oznaczają, że wspomniana data radiowęglowa została skalibrowana w celu uwzględnienia tych wiggli; daty, które nie zostały dostosowane, są oznaczone jako RCYBP lub „radiowęglowe lata przed teraźniejszością”.

Datowanie radiowęglowe jest jednym z najbardziej znanych archeologicznych narzędzi randkowych dostępnych dla naukowców i większość ludzi przynajmniej o nim słyszała. Ale istnieje wiele nieporozumień na temat działania radiowęglowego i niezawodności techniki; w tym artykule postaram się je usunąć.

Wszystkie żywe istoty wymieniają gazowy węgiel 14 (w skrócie C₁₄, 14C i najczęściej ¹⁴C) z otaczającym je środowiskiem - zwierzęta i rośliny wymieniają węgiel 14 z atmosferą, podczas gdy ryby i koralowce wymieniają węgiel z rozpuszczonym ¹⁴C w wodzie morskiej i jeziornej. W ciągu życia zwierzęcia lub rośliny ilość ¹⁴C jest idealnie zrównoważony z otoczeniem. Kiedy organizm umiera, równowaga zostaje zerwana. The ¹⁴C w martwym organizmie powoli rozpada się w znanym tempie: jego „okres półtrwania”.

Okres półtrwania takiego izotopu ¹⁴C jest czasem potrzebnym, aby połowa z niego rozpadła się: w ¹⁴C, co 5730 lat, połowa z nich zniknęła. Więc jeśli zmierzysz ilość ¹⁴C w martwym organizmie, możesz dowiedzieć się, jak dawno temu przestał wymieniać węgiel z atmosferą. Biorąc pod uwagę stosunkowo nieskazitelne okoliczności, laboratorium radiowęglowe może dokładnie zmierzyć ilość radiowęglowca w martwym organizmie jeszcze przed około 50 000 lat temu; obiekty starsze niż to nie zawierają wystarczającej ilości ¹⁴C pozostało do zmierzenia.

Jest jednak problem. Węgiel w atmosferze zmienia się wraz z siłą ziemskiego pola magnetycznego i aktywności Słońca, nie mówiąc już o tym, co wrzucili w niego ludzie. Musisz wiedzieć, jaki był wówczas poziom węgla atmosferycznego („zbiornik” radiowęglowy) śmierci organizmu, aby móc obliczyć, ile czasu minęło od organizmu zmarły. To, czego potrzebujesz, to linijka, niezawodna mapa do zbiornika: innymi słowy, organiczny zestaw obiektów które śledzą roczną zawartość węgla w atmosferze, którą można bezpiecznie przypiąć datę, aby ją zmierzyć ¹⁴Zawartość C, a tym samym ustalenie zbiornika podstawowego w danym roku.

Na szczęście mamy zestaw obiektów organicznych, które co roku rejestrują zawartość węgla w atmosferze - drzewa. Drzewa utrzymują i notują równowagę węgla 14 w swoich pierścieniach wzrostu - a niektóre z tych drzew wytwarzają widoczny pierścień wzrostu dla każdego roku, w którym żyją. Nauka o dendrochronologia, znany również jako datowanie pierścieni, opiera się na tym fakcie natury. Chociaż nie mamy żadnych 50-letnich drzew, mamy nakładające się zestawy pierścieni drzewnych (jak dotąd) sięgające 12.594 lat. Innymi słowy, mamy dość solidny sposób na kalibrację surowych dat radiowęglowych dla ostatnich 12 594 lat przeszłości naszej planety.

Ale wcześniej dostępne są tylko fragmentaryczne dane, co bardzo utrudnia ostateczne datowanie czegoś starszego niż 13 000 lat. Wiarygodne szacunki są możliwe, ale przy dużych współczynnikach +/-.

Jak można się domyślać, przez ostatnie pięćdziesiąt lat naukowcy próbowali odkryć obiekty organiczne, które można datować bezpiecznie i stabilnie. Uwzględniono inne organiczne zbiory danych zmienia się, które są warstwami skał osadowych, które były układane co roku i zawierają materiały organiczne; koralowce głębinowe, speleotemy (złoża jaskiniowe) i wulkaniczne tefry; ale występują problemy z każdą z tych metod. Złoża i zmienne w jaskiniach mogą obejmować stary węgiel glebowy, a do tej pory istnieją nierozwiązane problemy z wahaniami ilości ¹⁴C w prądach oceanicznych.

Koalicja naukowców prowadzona przez Paulę J. Reimer of Centrum Klimatu, Środowiska i Chronologii CHRONO, School of Geography, Archaeology and Paleoecology, Queen's University Belfast i publikowanie w czasopiśmie Radiowęglowy, pracuje nad tym problemem od kilku dziesięcioleci, opracowując program, który wykorzystuje coraz większy zestaw danych do kalibracji dat. Najnowszym jest IntCal13, który łączy i wzmacnia dane z pierścieni drzew, rdzeni lodowych, tefry, koralowców, speleotemów i ostatnio dane z osadów w jeziorze Suigetsu w Japonii, aby uzyskać znacznie ulepszony zestaw kalibracyjny dla ¹⁴C pochodzi z 12 000 do 50 000 lat temu.

W 2012 r. Stwierdzono, że jezioro w Japonii ma potencjał do dalszego dokładnego datowania radiowęglowego. Corocznie formowane osady jeziora Suigetsu zawierają szczegółowe informacje o zmianach środowiskowych w przeszłości Jak twierdzi PJ Reimer, specjalista od radiowęglików, 50 000 lat jest tak dobre, a być może lepsze niż lód grenlandzki Rdzenie

Badacze Bronk-Ramsay i in. zgłosiło 808 dat AMS na podstawie zmian osadów zmierzonych przez trzy różne laboratoria radiowęglowe. Daty i odpowiadające im zmiany środowiskowe zapowiadają bezpośrednie korelacje między innymi kluczowymi zapisami klimatycznymi, jeśli pozwalają naukowcy tacy jak Reimer, aby precyzyjnie skalibrować daty radiowęglowe od 12 500 do praktycznego limitu datowania c14 52,800.

Archeologowie chcieliby odpowiedzieć na wiele pytań z okresu 12 000–50 000 lat. Wśród nich są:

• Kiedy powstały nasze najstarsze udomowione relacje (psy i Ryż)?
• Kiedy zrobił Neandertalczycy wymierają?
• Kiedy ludzie przybyli do Ameryki?
• Co najważniejsze, dla dzisiejszych naukowców będzie możliwość dokładniejszego zbadania skutków poprzednich zmiana klimatu.

Reimer i koledzy podkreślają, że jest to najnowszy zestaw do kalibracji i należy się spodziewać dalszych udoskonaleń. Na przykład odkryli dowody na to, że podczas młodszych Dryas (12.550–12.900 kal. BP) miało to miejsce zamknięcie lub przynajmniej gwałtowne ograniczenie formacji głębokich wód Północnego Atlantyku, co z pewnością było odzwierciedleniem zmian klimatu; musieli wyrzucić dane z tego okresu z Północnego Atlantyku i użyć innego zestawu danych.

Wybrane źródła

• Adolphi, Florian i in. "Niepewności dotyczące kalibracji radiowęglowej podczas ostatniej deglacjacji: spostrzeżenia z nowych chronologicznych pływających pierścieni drzewiastych." Recenzje czwartorzędu nauki 170 (2017): 98–108.
• Albert, Paul G. i in. "Geochemiczna charakterystyka szeroko rozpowszechnionych japońskich markerów tefrostratygraficznych z późnego czwartego kwartału i archiwum osadniczego jeziora Suigetsu (rdzeń SG06)." Geochronologia czwartorzędowa 52 (2019): 103–31.
• Bronk Ramsey, Christopher i in. "Kompletny rekord naziemnej radiowęglowej dla 11,2 do 52,8 Kyr B.P." Nauka 338 (2012): 370–74.
• Currie, Lloyd A. „Niezwykła historia metrologiczna datowania radiowęglowego [II]”. Journal of Research of National Institute of Standards and Technology 109.2 (2004): 185–217.
• Dee, Michael W. i Benjamin J. S. Papież. "Zakotwiczanie sekwencji historycznych za pomocą nowego źródła astro-chronologicznych punktów wiążących." Postępowanie Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 472.2192 (2016): 20160263.
• Michczyńska, Danuta J. i in. "Różne metody obróbki wstępnej datowania 14c młodszych drzew suchych i sosny Allerød (" Geochronologia czwartorzędowa 48 (2018): 38-44. Wydrukować.Pinus sylvestris L.).
• Reimer, Paula J. "Nauka o atmosferze. Udoskonalenie skali czasowej węglowodorów." Nauka 338.6105 (2012): 337–38.
• Reimer, Paula J. i in. "Krzywe kalibracji wieku radiowęglowego Intcal13 i Marine13 0–50 000 lat cal BP." Radiowęglowy 55.4 (2013): 1869–87.