Выбросы CO2 убивают метод C14
Изотопы углерода можно использовать, чтобы выяснить, насколько alt=""Изображение" является находкой. Но знакомства с <sup">14C вскоре могут стать бесполезными, так как все больше и больше CO2 попадает в окружающую среду.
Специалисты, измеряющие уровень углекислого газа в атмосфере, отметили поворотный момент: интенсивное сжигание ископаемого топлива изменило состав изотопов углерода в воздухе в северном полушарии. С 2021 года соотношение изотопов изменилось таким образом, что количество 14C, которое было дополнительно выброшено в атмосферу в результате испытаний ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах, было связано с высоким содержанием CO 2 выброс теперь нивелирован.
Проблема с этим: методы датирования, такие как радиоуглеродное датирование, могут стать бесполезными. Физик-химик Хизер Грейвен из Имперского колледжа Лондона уже несколько лет наблюдает за этим эффектом. Современные объекты будут давать разные даты 14C, указывая результат примерно на начало 20 века, а не на конец. «Вскоре может быть трудно определить, является ли что-то 1000-летней«изображением» или современным», - говорит Паула Реймер, специалист по радиоуглеродному датированию из Королевского университета в Белфасте. Хотя возраст или происхождение предметов также можно определить по контексту, в котором они были найдены, это не относится к случайным находкам. Точно так же было бы нелегко определить, являются ли человеческие останки вековыми или принадлежат недавно умершему человеку. alt="
Разработка также будет означать, что судмедэксперты больше не смогут определять возраст таких материалов, как слоновая кость, вино или антиквариат.«Любой, кто занимается криминалистикой или отслеживает подделки, переживает действительно печальный момент», - говорит Том Хайэм, археолог из Венского университета.
Как работает радиоуглеродный метод?
Радиоуглеродное датирование основано на присутствии в атмосфере различных изотопов углерода. Наиболее распространенным является стабильный углерод-12, но также и радиоактивный углерод-14, который образуется под воздействием космических лучей в очень малых количествах. Однако на протяжении последних тысячелетий пропорция 14C колебалась, сильные вулканические извержения, например, меняют содержание.
Оба типа изотопов углерода накапливаются в живых организмах. Растения поглощают их с углекислым газом воздуха в процессе фотосинтеза. Затем они достигают людей и животных через пищевую цепь. Когда организм умирает, он перестает поглощать изотопы углерода. С этого момента запасенный 14C распадается - с периодом полураспада около 5700 лет. Поскольку 12C остается стабильным, а 14C распадается, их соотношение со временем меняется. Именно это измеряют эксперты при определении возраста: количество обоих изотопов, которое можно найти в образце, показывает, сколько времени прошло с момента смерти живого существа.
Таким образом можно датировать органические материалы, такие как дерево, ткань или кости. По крайней мере, до возраста около 55 000 лет. Для более старых объектов числа 14C слишком малы для точного обнаружения. Поскольку чем меньше доля 14C, тем старше материал.
Роль эффекта ядерного оружия
Испытания ядерного оружия в период с 1952 по 1962 год привели к выбросу большого количества углерода. В результате количество углерода-14 в воздухе за несколько лет удвоилось - так называемый эффект ядерного оружия. С тех пор живые существа, а также океаны хранят этот 14C. В то же время сжигание ископаемого топлива привело к выбросу в атмосферу большого количества CO2. Углю и нефти несколько миллионов лет, поэтому они больше не содержат 14C. Однако при сгорании 12C улетучивается, что, в свою очередь, уменьшает количество 14C в воздухе.
С 2021 года два эффекта - испытания ядерного оружия и выбросы углекислого газа - уравновешивают друг друга в северном полушарии. Это означает, что соотношение 12C и 14C примерно соответствует доиндустриальным условиям. И поскольку ископаемое топливо продолжает сжигаться, уровень углерода-14 в воздухе будет продолжать падать. Результат: Измерения всегда показывают более высокий возраст. По словам Грейвена, к 2050 году фракция 14C будет похожа на то, что было в средние века.
"Это немного угнетает" (Кевин Уно, палеоэколог)
Предыдущие колебания уровня углерода-14 в воздухе уже вызывают проблемы у экспертов. Потому что при датировании образцов результаты не всегда можно достаточно точно разделить. Почему это? Из-за колебаний концентрации изотопа углерода в атмосфере даты 14C необходимо калибровать. Для этого используются образцы древесины, которые также можно датировать с помощью дендрохронологии, т.е. подсчета годовых колец. Таким образом, из дендрохронологии известен не только абсолютный возраст, но и соответствующее изотопное соотношение того времени.
Но калибровка не всегда работает. Примерно в период с 800 по 400 г. до н.э. до н.э., так называемое плато Гальштата, «буквально ничего нельзя [точно] датировать», - говорит Хайэм. Тот факт, что ископаемое топливо теперь также сводит на нет эффект ядерного оружия, создаст дополнительные проблемы.
Как углерод-14 помогает датировать современные объекты
Потому что специалисты измеряют не распад углерода-14 в современных органических объектах, созданных между 1960 и 2020 годами, а количество изотопа. Таким образом, Хайэм отследил контрафактный виски и датированный китайский чай; этот метод работает для грунтовых вод или человеческих клеток.
Исследователи уже давно знали, что метод 14C подходит к концу. Но рост выбросов CO2 ускорил этот процесс. «Это позор, - говорит Хайэм. «Инструмент судебной экспертизы дикой природы теряет свою эффективность», - добавляет палеоэколог Кевин Уно из Колумбийского университета в Нью-Йорке. Он использовал этот метод для датирования образцов слоновой кости и изучения браконьерства на слонах. «Это немного угнетает».
Но поиски новых методов уже давно начались. «Возможно, есть другой радионуклид, который мы можем использовать», - говорит Уно.