У дома
Помпени станции
Относно точността на метода за радиовъглеродно датиране. Точността на радиовъглеродния анализ е поставена под въпрос

Относно точността на метода за радиовъглеродно датиране. Точността на радиовъглеродния анализ е поставена под въпрос

Радиовъглеродният метод, разработен преди повече от 60 години и удостоен с Нобелова награда, първоначално е бил използван за определяне на възрастта на археологическите и геоложки обекти, но скоро обхватът му се разшири значително. Методът доказа своята гъвкавост и продължава да се прилага с голям успех в науката, технологиите, медицината и други области на човешката дейност.

Радиовъглеродният метод оказва значително влияние върху развитието на различни области на науката – от ядрена физика до криминалистика, но преди всичко геология и археология. През март 1949 г. е публикувана статия, в която е обоснован принципът на действие на този метод. Неговите автори - учени от Чикагския университет (САЩ) Уилард Ф. Либи, Ернст С. Андерсън и Джеймс Р. Арнолд - показаха, че могат да определят възрастта на геоложките или исторически събития, случили се не само стотици и първите хиляди години преди, но и до преди 40-50 хиляди години. В същото време предложеният метод имаше достатъчно висока точност и беше напълно независим от други технологии, използвани по това време в геонауките и археологията. Без преувеличение може да се каже, че радиовъглеродният метод направи истинска революция в концепцията за времето в научното познание. Признанието за важността на това откритие беше наградата на W.F. Либи през 1960 г. Нобелова награда по химия.

Тази статия предоставя кратка информация за откриването и развитието на метода, неговите физически основи; след това следва преглед на приложението на радиовъглеродния метод в различни области на науката и технологиите, влиянието му върху системата на научното познание на 20 век. в общи линии. Има обширна литература за радиовъглеродния метод (виж например:), така че в статията авторът се позовава само на най-общите и изчерпателни източници.

Веднага след първите произведения на У.Ф. Либи и неговите колеги, Американската антропологична асоциация и Геологическото дружество на САЩ създадоха специална комисия за оценка на първите резултати от радиовъглеродното датиране, която през 1951 г. заключи, че получените данни са надеждни и съответстват на съществуващата научна парадигма. Научната общност с ентусиазъм прие новия изследователски подход и започна активно да го използва в изучаването на миналото на Земята и човечеството; в продължение на много години методът става водещ при определяне на възрастта на определени обекти. От средата на 50-те години на миналия век радиовъглеродното датиране се разпространи по целия свят.

Новият метод имаше и противници. Така археолозите В. Милоичич и С. Яманучи смятат, че радиовъглеродните дати на праисторическите паметници на Европа и Япония са твърде стари, но развитието на археологическите знания в тези региони потвърждава правилността на радиовъглеродния метод. Едновременно с натрупването на фактически материал, тоест на радиовъглеродни дати, се наблюдава непрекъснато усъвършенстване на методологическите основи, заложени от основателите на метода, и до края на 70-те години на миналия век основните положения на радиовъглеродния метод са формулирани като отчитане на нови данни.

Основи на радиовъглеродния метод

В естествената среда на Земята химическият елемент въглерод се състои от три изотопа: два стабилни - 12 С и 13 С и един радиоактивен - 14 С, или радиовъглерод. Изотопът 14C непрекъснато се образува в земната стратосфера в резултат на бомбардирането на азотни атоми от неутрони, които са част от космическите лъчи (фиг. 1, нивото на "формиране"). В рамките на няколко години „новороденият“ 14C, заедно със стабилните изотопи 12C и 13C, влиза в земния въглероден цикъл в атмосферата, биосферата и хидросферата (виж фиг. 1, ниво на „разпределение“). Докато организмът е в състояние на обмен с околната среда (например дървото получава въглерод под формата на въглероден диоксид от атмосферата в резултат на фотосинтеза), съдържанието на 14 С в него остава постоянно и е в равновесие с концентрацията на този изотоп в атмосферата. Когато организмът умре, обменът на въглерод с външната среда спира; съдържанието на радиоактивния изотоп започва да намалява, тъй като вече няма приток на “пресен” 14 C отвън (виж фиг. 1, ниво на “разпад”). Радиоактивният разпад на всеки елемент протича с постоянна скорост, която е много точно дефинирана. И така, за изотопа 14 C, периодът на полуразпад е около 5730 години. Следователно, като се знае първоначалното количество 14 C в тялото по отношение на стабилните изотопи 12 C и 13 C в състояние на равновесие (когато организмът е жив) и съдържанието на 14 C във вкаменелости, е възможно да се определи колко време е минало от смъртта на въглерод-съдържащото вещество. Това е същността на модела, създаден от W.F. Libby et al. Въпреки факта, че в своето развитие радиовъглеродният метод е претърпял редица значителни актуализации, по думите на К. Ренфрю – „революции“, неговите основи, положени през 1949 г., остават непроменени и до днес.

С други думи, намирайки останки от растения и животни, както и някои други вещества, съдържащи въглерод, в природата и върху селищата на древния човек, е възможно да се определи колко време е минало от края на живота на организма , тоест да се установи възрастта на тези обекти. А това от своя страна означава, че е възможно да се отговори на вековния въпрос на геолози и археолози: от колко време съществува този организъм или древно селище? Радиовъглеродният метод дава възможност да се установи възрастта на въглерод-съдържащите вещества до 47 000 14 C години, което съответства на астрономическа възраст от около 50 000 години.

Известно е, че химичният елемент въглерод е част от почти цялата жива материя, както и много вещества от категорията на неживите (тоест създадени без участието на живи организми). Така радиовъглеродният метод е наистина универсален. С негова помощ се определя възрастта на редица обекти, които условно могат да бъдат разделени на следните групи: "геоложки" - карбонатни седименти на океаните и сладководни водоеми, ледени ядра, метеорити; "биологични" - дървесина и дървени въглища, семена, плодове и клонки от растения, торф, почвен хумус, поленови зърна, останки от насекоми и риби, кости, рога, бивни, зъби, коса, кожа и кожа на гръбначни животни и хора, копролити; "антропогенни" - изгорени кости, керамика, набъбнал метал, прегорели остатъци от храна, следи от кръв по древни оръдия на труда, тъкани, папирус, пергамент и хартия. В някои случаи, например, за изследване на колебанията в съдържанието на 14 C в зависимост от слънчевата активност, неговата активност се измерва в такива „екзотични“ обекти като вина, уискита и коняци.

Радиовъглеродни лаборатории и тяхното оборудване

Първият екип, който започна да разработва радиовъглеродния метод, беше групата на U.F. Либи в Чикаго. От началото на 50-те години на миналия век броят на лабораториите в САЩ, Канада, Европа и Япония нараства значително, а в края на 70-те години на миналия век вече има повече от 100 от тях (фиг. 2: според , с допълнения) ; в момента има около 140 на всички континенти. Общо в света през втората половина на XX век. Работили са 250 инсталации за измерване на съдържанието на 14 C. В края на 70-те години се появяват първите лаборатории, използващи ускорителна масспектрометрия (AMS), сега те са вече 40. Списъкът на радиовъглеродните лаборатории редовно се актуализира и публикува в основна публикация по тази тема - международното списание Radiocarbon » (публично достъпно: www.radiocarbon.org).

Първата радиовъглеродна лаборатория у нас е организирана през 1956 г. в Радиевия институт на Академията на науките на СССР и Ленинградския клон на Института по археология на Академията на науките на СССР (сега Институт по история на материалната култура на Руската академия на науките); вдъхновители на създаването му бяха И.Е. Старик и С.И. Руденко.

В момента в Русия реално работят 7 лаборатории: в Москва - в Геологическия институт на Руската академия на науките, Института по география на Руската академия на науките, Института по екология и еволюция. A.N. Северцов RAS; в Санкт Петербург - в Института по история на материалната култура на Руската академия на науките, Санкт Петербургския държавен университет и ВСЕГЕИ; в Новосибирск - в Института по геология и минералогия на Сибирския клон на Руската академия на науките.

За провеждане на радиовъглеродни изследвания са необходими сложни инструменти, чието създаване е важна част от формирането на метода. Те включват: брояч на Гайгер-Мюлер с решетъчна стена с твърд въглерод като носител на 14 С (U.F. Libby, края на 1940-те); пропорционален газомер (използван от 50-те години на миналия век); течен сцинтилационен брояч - най-разпространеният тип устройство днес (използва се от 60-те години на миналия век); ускорител мас спектрометър.

UMS оборудването е най-високотехнологичното, сложно и скъпо. Въпреки това, броят на CMS лабораториите в света непрекъснато расте. Фигура 3 - UMS-инсталация на Университета на Аризона с работно напрежение 3 милиона eV. Накратко принципът на неговото действие (фиг. 3, а) може да се опише по следния начин: отрицателни въглеродни йони С? (включително изотопа 14C), получени в йонния източник (фиг. 3, б), се ускоряват в резервоара на ускорителя (фиг. 3, в) и се подават за измерване на тяхното количество в детектора (фиг. 3, г) . След това е възможно да се определи броят на атомите 14C в пробата и, като се знае техният начален брой (измерен за „модерни“ проби от различни материали), да се определи възрастта на много малки проби (до 0,1 mg въглерод или по-малко ). Този метод има едно несъмнено предимство: за получаване на радиовъглеродна дата е необходимо приблизително 1000 пъти по-малко въглерод, отколкото при използване на "традиционните" течни сцинтилационни и пропорционални газови методи; в други отношения (долната граница на чувствителност, изисквания за вземане на проби, тяхното приготвяне и др.) методът UMS се различава малко от тях.

Приложение на радиовъглеродния метод

Археологията и кватернерната геология са били и остават основните области на приложение на радиовъглеродния метод. В археологията използването на независим метод за определяне на възрастта стана наистина революционно и до голяма степен промени съществуващите археологически концепции. Понастоящем е невъзможно да се извършат сериозни археологически работи без използване на радиовъглеродно датиране. Сега, наред с анализа на „рутинни“ обекти, които включват дърво, дървени въглища и кости, определянето на възрастта (главно по метода UMS) на такива материали, непригодни в близкото минало като отделни семена и плодове на растения, текстил, мастни киселини все по-често се извършва (липиди) в античната керамика и самата керамика, остатъци от кръв върху каменни оръдия на труда, скално изкуство. Общият брой на радиовъглеродните дати за археологически обекти в света днес е очевидно няколкостотин хиляди; до началото на 60-те години са били не повече от 2400.

Резултатите от използването на радиовъглеродния метод в археологията на Стария и Новия свят са обобщени в обобщени трудове. Един от най-интересните и важни примери са запознанствата. Торинска плащаница, ръкописи на Мъртво море, скални рисунки в пещерите на Франция и Испания, най-старите в света обекти с керамика и земеделие. Радиовъглеродният метод отвори широки възможности за археолози и дендрохронолози, които вече могат да „свържат“ своите данни с абсолютната времева скала, използвайки така нареченото „съпоставяне на флуктуациите“. В този случай флуктуациите са резки промени в съдържанието на изотопа 14 C през последните 10–12 хиляди години, които могат да бъдат идентифицирани и сравнени с пиковете, записани на международно признатата крива.

При датирането на античните паметници не са разкрити фалшификати. Още в зората на радиовъглеродния метод една от първите проби, вероятно от Древен Египет, се оказа модерно копие. Пример от учебника е датирането на "човека" от Пилтдаун от Англия (очаквана възраст - най-малко 75 000 години, реална - 500-600 години) и останките от "Ноевия ковчег" на планината Арарат (възрастта им е само 1200-1400 години , а не поне 5000 години според библейската хронология) .

В кватернерната геология и палеогеография радиовъглеродният метод се използва толкова широко, колкото и в археологията. С негова помощ са установени хронологичните параметри на основните топли и студени епохи за последните 40-50 хиляди години, особено за последните 10 хиляди години (епоха Холоцен) (виж например:). Литературата за приложението на радиовъглеродния метод в геологията е изключително обширна (виж например:), така че ще се спрем само на няколко примера: геохронология на втората половина на късния плейстоцен на Сибир, датиране на вулканични изригвания в Камчатка ; Хронология на ледниковата епоха на Северозападна европейска Русия и Северна Евразия като цяло.

Радиовъглеродният метод се превърна в най-важното средство за изследване на процеса на изчезване на едрите бозайници (т.нар. мегафауна) в края на най-късния геоложки период – плейстоцена (от 2,6 милиона до 10 хиляди години). Въз основа на масово радиовъглеродно датиране на изкопаемите останки на мамути, вълнени носорози и редица други животински видове беше възможно да се установи времето и мястото на окончателното им изчезване. Едно от най-важните постижения беше определянето на възрастта на костите и бивните на мамутите. относно. Врангел(Североизточен Сибир): останките се оказаха изненадващо „млади“ – от преди 9000 до 3700 години; днес това са най-новите мамути на Земята. Не по-малко интересни са резултатите от радиовъглеродното датиране на костите на изкопаем гигантски елен с рога до 4 м широки: последните му представители са живели в Южен Урал и Заурал до преди 6900 години. Наскоро, с помощта на директно UMS датиране на черупката на азиатски щраус, бяха получени данни за съществуването му в Източна и Централна Азия до преди 8000 години.

Радиовъглеродният метод се използва широко в геофизиката, океанологията, биологията, медицината и много други науки. Измерванията на съдържанието на 14 C в морската вода са се утвърдили в практиката на океанологичните изследвания (това дава възможност да се разкрият моделите на циркулация на водите на Световния океан) и в изследването на подземните води на сушата и минералите пружини. Динамично развиваща се посока може да се нарече изследването на съдържанието на 14 C в такива обекти като метеорити и ледници. Радиовъглеродният метод помага при изследването на астрофизични явления - флуктуации в слънчевата активност, експлозии на свръхнови и др.

Важна роля играе измерването на активността на изотопа 14 C в изследвания, свързани с "техногенен" радиовъглерод. Както е известно, през втората половина на 50-те години на миналия век, във връзка с началото на изпитанията на водородни бомби в атмосферата, образуването на "изкуствен" 14 C настъпва в резултат на излъчването на голям брой свободни неутрони в време на ядрена експлозия (виж фиг. 1, ниво "образуване") и естественият фон е силно нарушен. До 1965 г. съдържанието на изотопа 14C надвишава неговото „предбомбено“, тоест фоново, количество почти 2 пъти - 190% спрямо нивото от 1950 г. (фиг. 4) и дори днес все още не се е върнало към първоначалното си състояние. Сега активността на 14 C е около 105-110% от тази през 1950 г., дори се появи терминът "след бомбардировка 14 C". Въпреки това, има скрита благословия: това явление се използва широко за определяне на времето на смъртта на млади (не по-стари от 40–50 години) организми; понякога с помощта на този подход е възможно да се разкрият фалшификати на древни човешки мумии. През 50-те – 60-те години на миналия век много биомедицински изследвания са изградени върху феномена на изкуствено обогатяване на атмосферата с 14 C, където изотопът 14 C е един вид „етикет” (виж, например:). Измерванията на активността на 14C се използват за изследване на замърсяването на околната среда от радионуклиди, отделяни по време на производството на гориво за ядрената индустрия. И може да се нарече "екзотично" използване на радиовъглероден метод в криминалистиката – за откриване на търговия със слонова кост(животните, убити след 1955-1960 г., имат високо съдържание на 14C "след бомба" в бивните си) и контрабанда на наркотици (също на базата на ефекта "след бомба"). Всъщност обхватът на този метод е почти неограничен!

Една от областите на радиовъглеродните изследвания, важни за всички науки, през 1960-2000-те години е калибрирането на 14 C-дат. Необходимостта от калибриране се дължи на факта, че количеството на изотопа 14C в атмосферата, хидросферата и биосферата не остава постоянно (както първоначално смятаха W.F. Libby и неговите колеги), а се променя под въздействието на редица външни условия , основните от които бяха флуктуациите в близкото геоложко минало активност на космическите лъчи, произвеждащи радиовъглерод (виж фиг. 1). Следователно връзката между 14 С и календарната възраст не е линейна. Влиянието на този фактор, който затруднява превръщането на радиовъглеродната възраст в астрономически (календарни) дати, сега е преодоляно за интервала от време от нашите дни до преди 20 000 години; работи се по изготвяне на графици за превръщане на 14 C-датите в календарни дати до границата на чувствителност на радиовъглеродния метод (около 45 000–50 000 14 C години).

Перспективи за радиовъглеродния метод

Има много примери за влиянието на метода 14 C върху развитието на научното познание и преразглеждането на редица разпоредби. Така въз основа на резултатите от 14C датиране на участъци от късенплейстоценски и холоценски отлагания беше възможно да се изгради надеждна хронологична основа за историята на климата и природната среда на Земята като цяло, което е изключително важно при прогнозиране на изменението на климата в бъдеще.

Ярка илюстрация за влиянието на радиовъглеродния метод върху съвременната наука и култура е определянето на възрастта на една от най-известните християнски реликви - Торинската плащеница (която според легендата е служила за покривало на погребението на Исус Христос) . Оказа се, че е равно на около 690 14 C години, което съответства на 1260–1390. АД . Очевидно в случая Торинската плащаница няма нищо общо с епохата на живота на Христос, която според библейската хронология датира от около 1-35 години. АД Критиката на заключението за „младата възраст” на плащаницата (с опит да бъде опровергана) е предприета от група на Д.А. Кузнецов обаче подробното изследване на описаните от тях процеси не се потвърди. По този начин резултатите от датирането на Торинската плащеница могат да се считат за научно достоверни, а необходимостта от потвърждаване или изясняване на възрастта на важни предмети на изкуството, историята и религията (картини, гравюри, ръкописи, плащаници, кости и мощи на светци и др. .) използването на радиовъглеродния метод стана след това очевидно.

Друг много показателен пример е директното определяне на възрастта на древните хора чрез 14 С-датиране на техните кости. Работата, извършена през последните 15–20 години в тази посока с останките на неандерталците (Homo neanderthalensis) и съвременните хора (Homo sapiens sapiens) в Европа, Северна Америка и Азия, показа, че в някои случаи възрастта на костите е много “ по-млад” от този, който е извлечен от археологически или антропологични данни. Въпреки това, за повечето от обектите, получените 14C дати са доста съвместими с очакваните резултати.

Отвореността и свободният достъп до информация е един от основните принципи в работата на общността от специалисти, използващи 14 C-метод. По този начин непрекъснато се извършват междулабораторни проверки на радиовъглеродната възраст на специално подбрани проби. Работи се по усъвършенстване на процедурата за калибриране на 14 С-дат, което зависи преди всичко от степента на надеждност на изходните данни. През последните години бяха получени резултати, които ни позволяват да се надяваме, че скоро ще бъде възможно надеждно калибриране на 14 С-датове преди 50 000 години.

В близко бъдеще най-обещаващо ще бъде използването на малки UMS инсталации, чиито експлоатационни изисквания не са толкова строги, колкото за машини с работно напрежение 3–6 милиона eV, и възможностите на оборудването с компактни размери са много високи. Важен фактор е и цената на такива малки (работно напрежение 200–500 хиляди eV) устройства, която е няколко пъти по-ниска от цената на големите инсталации. Така се разширяват възможностите за директно датиране на много малки или ценни предмети – произведения на изкуството, кости на палеолитни хора и т.н., списъкът с предмети се актуализира непрекъснато. Така че през последните години се използва методът UMS за установяване възраст на калцинирани кости от кремационни погребения; такива "гробни полета" са често срещани в Европа и Сибир. Приоритетните области включват също изследване на вариациите в съдържанието на изотопа 14C в атмосферата преди 50 000 години на базата на изследване на отлагания на езерния пояс (с ежегодно наслояване). Това по-специално ще направи възможно съпоставянето на природни и културни събития не само за близкото минало на човечеството, но и за целия късен палеолит (допреди 35 000–40 000 години). Един от най-важните аспекти на опазването на околната среда – наблюдението на радиоактивно замърсяване – в момента е немислим без измерване на активността на изотопа 14C в различни природни и създадени от човека обекти.

Големият научен и практически потенциал на прилагането на радиовъглеродния метод вероятно няма да бъде изчерпан дори през 21 век. Като един от най-универсалните и точни методи за определяне на геоложката и археологическа възраст, както и чувствителен индикатор за замърсяване на околната среда с радиоактивни материали и други въглерод-съдържащи вещества, радиовъглеродният метод е търсен днес в различни области на фундаменталната наука. и приложни изследвания. Това още веднъж потвърждава далновидността на U.F. Либи и неговите ученици - основателите на ново научно направление.

Първа публикация: Бюлетин на Руската академия на науките, 2011 г., том 81, № 2, стр. 127–133

литература:

1. Libby W.F., Anderson E.C., Arnold J.R. Определяне на възрастта чрез съдържание на радиовъглерод: световен анализ на естествен радиовъглерод // Наука. 1949. Т. 109. No 2827. С. 227–228.

2. Вагнер Г.А. Научни методи за датиране в геологията, археологията и историята. М.: Техносфера, 2006.

3. Тейлър Р.Е. Радиовъглеродно датиране // Наръчник по археологическа наука. Чичестър: John Wiley & Sons, 2001. стр. 23–34.

4. Кузмин Ю.В. Радиовъглерод и археология на стария свят: оформяне на хронологична рамка // Радиовъглерод. 2009. Т. 51. No 1. С. 149–172.

5. Stuiver M., Polach H. Дискусия: докладване на данни за 14C // Radiocarbon. 1977. Т. 19. № 3. С. 355–363.

6. Арсланов Х.А. Радиовъглерод: геохимия и геохронология. Л .: Издателство на Ленинградския държавен университет, 1987 г.

7. Дергачев В.А., Векслер В.С. Приложение на радиовъглеродния метод за изследване на природната среда от миналото. Л .: Издателство на Физикотехническия институт на Академията на науките на СССР, 1991 г.

8. IntCal09: Издание за калибриране / Изд. Reimer P.J. // Радиовъглерод. 2009. Т. 51. № 4. С. 1111–1186.

9 Waterbolk H.T. Археология и радиовъглеродно датиране 1948–1998: златен съюз // M?moires de la Societ? Предисторическа Франсез. 1999. Т. 26. С. 11–17.

10 юли A.J.T. Метод AMS // Енциклопедия на кватернерната наука. V. 4. Амстердам: Elsevier B.V., 2007. P. 2911–2918.

11. Тейлър Р.Е. Шест десетилетия радиовъглеродно датиране в археологията на Новия свят // Радиовъглерод. 2009. Т. 51. No 1. С. 173–211.

12. Радиовъглерод след четири десетилетия: интердисциплинарна перспектива / Ред. Тейлър Р.Е., Лонг А., Кра Р.С. Ню Йорк-Берлин-Хайделберг: Springer-Verlag, 1992.

13. Damon P.E., Donahue D.J., Gore B.H. et al. Радиовъглеродно датиране на Торинската плащаница // Природа. 1989. Т. 337. No 6208. С. 611–615.

14. Jull A.J.T., Donahue D.J., Broshi M., Tov E. Радиовъглеродно датиране на свитъци и ленени фрагменти от Юдейската пустиня // Radiocarbon. 1995. Т. 37. № 1. С. 11–19.

15. Valladas H., Tisnärat-Laborde N., Cachier H. et al. Радиовъглеродни AMS дати за палеолитни пещерни рисунки // Радиовъглерод. 2001. Т. 43. No 2Б. С. 977–986.

16. Кузмин Я.В. Появата на древна керамика в Източна Азия (геоархеологически аспект) // Руска археология. 2004. No2.

17. Hillman G., Hedges R., Moore A., Colledge S., Pettitt P. Нови доказателства за култивиране на зърнени култури в късноледников период в Абу Хурейра на Ефрат // Холоценът. 2001. Т. 11. No 4. С. 383–393.

18. Хотински Н.А. Холоцен на Северна Евразия. Опит от трансконтиненталната корелация на етапите на развитие на растителността и климата. Москва: Наука, 1977.

19. Енциклопедия на кватернерната наука / Изд. Elias S.A. Т. 1–4. Амстердам: Elsevier B.V., 2007.

20. Вид Н.В. Геохронология на късния антропоген на базата на изотопни данни. Москва: Наука, 1974.

21. Ложкин А.В. Радиовъглеродно датиране в геохронологичните и палеогеографските изследвания в североизточната част на СССР // Регионална геохронология на Сибир и Далечния изток. Новосибирск: Наука, 1987.

22. Базанова Л.И., Брайцева О.А., Мелекестцев И.В., Сулержицки Л.Д. Катастрофични изригвания на вулкана Авачински (Камчатка) през холоцена: хронология, динамика, геолого-геоморфологични и екологични ефекти, дългосрочна прогноза // Вулканология и сеизмология. 2004. бр.6.

23. Svendsen J.I., Alexanderson H., Astahov V.I. et al. Къснокватернерна история на ледената покривка на Северна Евразия // Quaternary Science Reviews. 2004. Т. 23. No 11–13. С. 1229–1271.

24. Кузмин Ю.В. Изчезването на вълнест мамут (Mammuthus primigenius) и вълнест носорог (Coelodonta antiquitatis) в Евразия: преглед на хронологичните и екологичните проблеми // Boreas. 2010. Т. 39. No 2. С. 247?261.

25. Вартанян С.Л. Остров Врангел в края на кватернера: геология и палеогеография. Санкт Петербург: Издателство Иван Лимбах, 2007.

26. Стюарт A.J., Косинцев P.A., Higham T.F.G., Lister A.M. Динамика на изчезване от плейстоцен до холоцен при гигантски елен и вълнест мамут // Природа. 2004. Т. 431. No 7009. С. 684–689.

27. Janz L., Elston R.G., Burr G.S. Датиране на северноазиатски повърхностни групи с черупка на щраусово яйце: последици за палеоекологията и екстирпацията // Journ. на археологическата наука. 2009. Т. 36. No 9. С. 1982–1989.

28. Wild E., Golser R., Hille P. et al. Първи резултати от 14C от археологически и криминалистични проучвания във Виенския ускорител за екологични изследвания // Radiocarbon. 1998. Т. 40. № 1. С. 273–281.

29. Geyh M.A. Бомбено радиовъглеродно датиране на животински тъкани и коса // Радиовъглерод. 2001. Т. 43. No 2Б. С. 723–730.

30. Kretschmer W., von Grundherr K., Kritzler K. et al. Мистерията на персийската мумия: оригинална или фалшива? // Ядрени инструменти и методи във физическите изследвания. Раздел Б. 2004. Т. 223–224. С. 672–675.

31. Zoppi U., Skopec Z., Skopec J. et al. Криминалистични приложения на 14C бомба-импулсно датиране // Ядрени инструменти и методи във физическите изследвания. Раздел Б. 2004. Т. 223–224. С. 770–775.

32. Кузнецов Д.А., Иванов А.А., Велецки П.Р. Ефекти от пожари и биофракциониране на въглеродни изотопи върху резултатите от радиовъглеродното датиране на стари текстилни изделия: Торинската плащеница // Journ. на археологическата наука. 1996. Т. 23. № 1. С. 109–121.

33. Джул A.J.T., Donahue D.J., Damon P.E. Фактори, влияещи върху видимата радиовъглеродна възраст на текстилните изделия: коментар за „Ефекти от пожарите и биофракционирането на въглеродните изотопи върху резултатите от радиовъглеродното датиране на стари текстилни изделия: Торинската плащаница“, от D.A. Кузнецов и др. // Вестник. на археологическата наука. 1996. Т. 23. № 1. С. 157–160.

34. Van Strydonck M., Boudin M., De Mulder G. 14C датиране на кремирани кости: въпросът за замърсяването на пробата // Radiocarbon. 2009. Т. 51. № 2. С. 553–568.

12 май 2013 г

Всичко, което е дошло до нас от езичеството, е забулено в гъста мъгла; той принадлежи към онзи интервал на тежест, който не можем да измерим. Знаем, че е по-стара от християнството, но с две години, с двеста години или с цяло хилядолетие – тук можем само да гадаем. Расмус Ниеруп, 1806 г.

Много от нас са уплашени от науката. Радиовъглеродното датиране като един от резултатите от развитието на ядрената физика е пример за подобно явление. Този метод е важен за различни и независими научни дисциплини като хидрология, геология, атмосферни науки и археология. Ние обаче оставяме разбирането на принципите на радиовъглеродното датиране на научни специалисти и сляпо се съгласяваме с техните заключения от уважение към точността на тяхното оборудване и възхищение от тяхната интелигентност.

Всъщност принципите на радиовъглеродното датиране са изненадващо прости и лесно достъпни. Освен това схващането за радиовъглеродното датиране като „точна наука“ е погрешно и всъщност малко учени са на това мнение. Проблемът е, че хората в много дисциплини, които използват радиовъглеродно датиране за хронологични цели, не разбират неговата същност и цел. Нека да разгледаме това.

Принципи на радиовъглеродното датиране


Уилям Франк Либи и неговият екип разработиха принципите на радиовъглеродното датиране през 50-те години на миналия век. До 1960 г. работата им е завършена и през декември същата година Либи е номинирана за Нобелова награда по химия. Един от учените, участвали в номинацията му, отбеляза:

„Рядко се е случвало едно откритие в областта на химията да има такова въздействие върху различни области на човешкото познание. Рядко едно откритие е привлякло толкова голям интерес."

Либи открива, че нестабилният радиоактивен изотоп на въглерода (C14) се разпада с предвидима скорост до стабилни изотопи на въглерод (C12 и C13). И трите изотопа се срещат естествено в атмосферата в следните пропорции; C12 - 98,89%, C13 - 1,11% и C14 - 0,00000000010%.

Стабилните въглеродни изотопи C12 и C13 са образувани заедно с всички останали атоми, които изграждат нашата планета, тоест много, много отдавна. Изотопът C14 се произвежда в микроскопични количества в резултат на ежедневното бомбардиране на слънчевата атмосфера от космически лъчи. При сблъсък с определени атоми космическите лъчи ги унищожават, в резултат на което неутроните на тези атоми преминават в свободно състояние в земната атмосфера.

Изотопът C14 се образува, когато един от тези свободни неутрони се слее с ядрото на азотен атом. Така радиовъглеродът е „изотоп на Франкенщайн“, сплав от различни химични елементи. Тогава атомите С14, които се образуват с постоянна скорост, се подлагат на окисляване и влизат в биосферата чрез фотосинтеза и естествената хранителна верига.

В организмите на всички живи същества съотношението на изотопи С12 и С14 е равно на атмосферното съотношение на тези изотопи в техния географски регион и се поддържа от скоростта на метаболизма им. Въпреки това, след смъртта, организмите спират да натрупват въглерод и поведението на изотопа C14 става интересно от този момент нататък. Либи установи, че полуживотът на C14 е 5568 години; след още 5568 години половината от останалите атоми на изотопа се разпадат.

По този начин, тъй като първоначалното съотношение на изотопи C12 към C14 е геоложка константа, възрастта на пробата може да се определи чрез измерване на количеството на остатъчния изотоп C14. Например, ако в пробата присъства някакво първоначално количество C14, тогава датата на смъртта на организма се определя от два полуживота (5568 + 5568), което съответства на възраст от 10 146 години.

Това е основният принцип на радиовъглеродното датиране като археологически инструмент. Радиовъглеродът се абсорбира в биосферата; той престава да се натрупва със смъртта на организма и се разпада с определена скорост, която може да бъде измерена.

С други думи, съотношението C 14 /C 12 постепенно спада. Така получаваме "часовник", който започва да тече от момента на смъртта на живо същество. Очевидно този часовник работи само за мъртви тела, които някога са били живи същества. Например, те не могат да се използват за определяне на възрастта на вулканичните скали.

Скоростта на разпадане на C 14 е такава, че половината от това вещество се превръща обратно в N 14 в рамките на 5730 ± 40 години. Това е така нареченият "полуживот". След два полуживота, тоест през 11460 години, ще остане само една четвърт от първоначалното количество. По този начин, ако съотношението на C 14 /C 12 в пробата е една четвърт от съотношението в съвременните живи организми, теоретично тази проба е на възраст 11460 години. Теоретично е невъзможно да се определи възрастта на обекти, по-стари от 50 000 години с помощта на радиовъглеродния метод. Следователно радиовъглеродното датиране не може да покаже възраст от милиони години. Ако пробата съдържа C 14, това вече показва, че е възрастта по-малъкмилиони години.

Всичко обаче не е толкова просто. Първо, растенията абсорбират по-лошо въглеродния диоксид, съдържащ C 14. Следователно те се натрупват по-малко от очакваното и следователно изглеждат по-стари, отколкото са в действителност, когато са тествани. Освен това различните растения абсорбират C 14 по различен начин и това също трябва да бъде коригирано. 2

Второ, съотношението C 14 /C 12 в атмосферата не винаги е било постоянно - например то намалява с настъпването на индустриалната ера, когато в резултат на изгарянето на огромни количества органично гориво, маса въглероден диоксид се изчерпва в C 14 беше освободен. Съответно, организмите, които са загинали през този период, изглеждат по-стари при радиовъглеродно датиране. След това имаше увеличение на C 14 O 2, свързано с наземни ядрени тестове през 50-те години на миналия век, 3 което кара организмите, които са загинали през този период, да изглеждат по-млади, отколкото всъщност са били.

Измерванията на съдържанието на C 14 в предмети, чиято възраст е точно установена от историците (например зърно в гробници с посочване на датата на погребение) ни позволяват да оценим нивото на C 14 в атмосферата на това време и, по този начин частично „коригирайте напредъка“ на радиовъглеродните „часовници“. Съответно, радиовъглеродното датиране, базирано на исторически данни, може да даде много ползотворни резултати. Въпреки това, дори при такава „историческа обстановка“, археолозите не смятат радиовъглеродните дати за абсолютни поради чести аномалии. Те разчитат повече на методи за датиране, свързани с исторически записи.

Извън историческите данни "настройването" на "часовника" от 14 не е възможно

В лабораторията


Като се имат предвид всички тези неопровержими факти, е изключително странно да се види в списание Radiocarbon (което публикува резултатите от радиовъглеродни изследвания по света) следното твърдение:

„Шест реномирани лаборатории извършиха 18 анализа на възрастта на дървесината от Шелфорд в Чешир. Оценките варират от 26 200 до 60 000 години (до днешна дата), с разпространение от 34 600 години.

Ето още един факт: макар че теорията за радиовъглеродното датиране звучи убедително, когато нейните принципи се прилагат към лабораторни проби, човешкият елемент влиза в игра. Това води до грешки, понякога много съществени. В допълнение, лабораторните проби са замърсени с фонова радиация, която променя остатъчното ниво на C14, което се измерва.

Както Ренфрю през 1973 г. и Тейлър през 1986 г. посочват, радиовъглеродното датиране разчита на редица необосновани предположения, направени от Либи по време на развитието на неговата теория. Например, през последните години имаше много дискусии за периода на полуразпад на C14, уж 5568 години. Днес повечето учени са съгласни, че Либи е грешала и че периодът на полуразпад на C14 всъщност е около 5730 г. Несъответствието от 162 години става от голямо значение при датирането на проби на хиляди години.

Но заедно с Нобеловата награда по химия, Либи стигна до пълно доверие в новата си система. Неговото радиовъглеродно датиране на археологически образци от Древен Египет вече е датирано, тъй като древните египтяни внимателно следват тяхната хронология. За съжаление, радиовъглеродният анализ даде твърде ниска възраст, в някои случаи 800 години по-малко, отколкото според историческите записи. Но Либи стигна до поразително заключение:

„Разпределението на данните показва, че древните египетски исторически дати преди началото на второто хилядолетие пр. н. е. са твърде високи и могат да надхвърлят истинските с 500 години в началото на третото хилядолетие пр. н. е.“.

Това е класически случай на научна самонадеяност и сляпа, почти религиозна вяра в превъзходството на научните методи над археологическите. Либи грешеше, радиовъглеродният метод го беше провалил. Сега този проблем е решен, но самопровъзгласилата се репутация на радиовъглеродното датиране все още надвишава нивото му на надеждност.

Моите изследвания показват, че има два сериозни проблема, свързани с радиовъглеродното датиране, които все още могат да доведат до големи недоразумения днес. Това са (1) замърсяване на пробите и (2) промени в нивото на С14 в атмосферата през геоложките епохи.

Стандарти за радиовъглеродно датиране.Стойността на стандарта, приета при изчисляване на радиовъглеродната възраст на пробата, пряко влияе върху получената стойност. Въз основа на резултатите от подробен анализ на публикуваната литература беше установено, че при радиовъглеродното датиране са използвани няколко стандарта. Най-известните от тях са стандартът Андерсън (12,5 dpm/g), стандартът Libby (15,3 dpm/g) и съвременният стандарт (13,56 dpm/g).

Датировка на лодката на фараона.Дървото на лодката на фараона Сезострис III е радиовъглеродно датирано въз основа на три стандарта. При датиране на дърво през 1949 г., въз основа на стандарта (12,5 dpm / g), беше получена радиовъглеродна възраст от 3700 +/- 50 BP години. По-късно Либи датира дървото въз основа на стандарт (15,3 dpm/g). Радиовъглеродната възраст не се е променила. През 1955 г. Либи датира отново дървото на лодката на базата на стандарт (15,3 dpm/g) и получи радиовъглеродна възраст от 3621 +/- 180 BP години. При датиране на дървото на лодката през 1970 г. е използван стандарт (13,56 dpm / g). Радиовъглеродната възраст остава почти непроменена и възлиза на 3640 BP години. Дадените от нас фактически данни за датировката на лодката на фараона могат да бъдат проверени чрез съответните връзки към научни публикации.

Въпрос на цена.Получаването на почти същата радиовъглеродна възраст на дървесината на лодката на фараона: 3621-3700 BP години въз основа на използването на три стандарта, чиито стойности се различават значително, е физически невъзможно. Използването на стандарт (15,3 dpm/g) автоматично увеличава възрастта на датираната проба с 998 години в сравнение с референтния (13,56 dpm/g), и 1668 години, в сравнение със стандарта (12,5 dpm/g). Има само два изхода от тази ситуация. Признание, че:

При датирането на дървото на лодката на фараон Сезострис III са извършени манипулации със стандарти (дървото, противно на декларациите, е датирано на базата на същия стандарт);

Вълшебната лодка на фараона Сезострис III.

Заключение.Същността на разглежданите явления, наречени манипулации, се изразява с една дума – фалшификация.

След смъртта съдържанието на C 12 остава постоянно, а съдържанието на C 14 намалява

Замърсяване на пробата


Мери Ливайн обяснява:

„Замърсяването е наличието в проба на органичен материал от извънземен произход, който не е образуван заедно с материала на пробата.

Много ранни радиовъглеродни снимки показват как учени пушат цигари, докато събират или обработват проби. Не много умно от тяхна страна! Както Ренфрю посочва, „пуснете щипка пепел върху вашите проби, готови за анализ, и ще получите радиовъглеродната възраст на тютюна, от който е направена цигарата ви“.

Въпреки че подобна методическа некомпетентност днес се счита за неприемлива, археологическите екземпляри все още страдат от замърсяване. Известните видове замърсяване и начините за справяне с тях се обсъждат в Taylor (1987). Той разделя замърсителите на четири основни категории: 1) физически отстраними, 2) разтворими в киселини, 3) разтворими в основи, 4) разтворими в разтворители. Всички тези замърсители, ако не бъдат елиминирани, силно влияят върху лабораторното определяне на възрастта на пробата.

H. E. Gove, един от изобретателите на метода на ускорителната мас-спектрометрия (AMS), радиовъглеродна датира Торинската плащеница. Той заключи, че влакната, използвани за направата на плащаницата, датират от 1325 г.

Въпреки че Гоув и колегите му са доста уверени в автентичността на своята дефиниция, мнозина по очевидни причини смятат епохата на Торинската плащеница за много по-почтена. Гоув и неговите сътрудници дадоха приличен отговор на всички критици и ако трябваше да направя избор, бих се осмелил да кажа, че научната датировка на Торинската плащеница най-вероятно е точна. Но във всеки случай, ураганът от критики, който удари този конкретен проект, показва колко скъпа може да бъде грешката в радиовъглеродното датиране и колко подозрителни са някои учени относно този метод.

Твърди се, че пробите може да са били замърсени с по-млад органичен въглерод; методите за почистване може да са пропуснали следи от съвременни замърсители. Робърт Хеджис от Оксфордския университет отбелязва това

„малка системна грешка не може да бъде напълно изключена“.

Чудя се дали не би нарекъл несъответствието в датировките, получени от различни лаборатории върху проба от дърво Шелфорд, „малка систематична грешка“? Не изглежда ли, че отново ни заблуждават с научна реторика и ни карат да вярваме в съвършенството на съществуващите методи?

Леонсио Гарза-Валдес определено е на това мнение по отношение на датирането на Торинската плащаница. Всички древни тъкани са покрити с биопластичен филм от бактерии, което според Гарза-Валдес обърква радиовъглеродните анализатори. Всъщност възрастта на Торинската плащаница може да бъде 2000 години, тъй като нейното радиовъглеродно датиране не може да се счита за окончателно. Необходими са допълнителни изследвания. Интересно е да се отбележи, че Гоув (въпреки че не е съгласен с Гарза-Валдес) е съгласен, че подобни критики дават основата за нови изследвания.

Радиовъглеродният цикъл (14C) в атмосферата, хидросферата и биосферата на Земята

Ниво на С14 в земната атмосфера


Според „принципа на едновременност“ на Либи, нивото на C14 във всеки даден географски регион е постоянно през цялата геоложка история. Тази предпоставка беше жизненоважна за надеждността на радиовъглеродното датиране на ранен етап от неговото развитие. Всъщност, за да измерите надеждно остатъчните нива на C14, трябва да знаете колко от този изотоп е присъствал в тялото по време на смъртта. Но тази предпоставка, според Ренфрю, е погрешна:

"Сега обаче е известно, че пропорционалното съотношение на радиовъглерод към обикновен C12 не остава постоянно във времето и че преди 1000 г. пр. н. е. отклоненията са толкова големи, че радиовъглеродните дати могат да се различават значително от реалността."

Дендрологичните изследвания (изследване на дървесни пръстени) убедително показват, че нивото на С14 в земната атмосфера през последните 8000 години е било подложено на значителни колебания. Така че Либи избра фалшива константа и неговото изследване се основава на погрешни предположения.

Възрастта на колорадския бор, растящ в югозападните райони на Съединените щати, може да достигне няколко хиляди години. Някои дървета, които все още са живи днес, са родени преди 4000 години. Освен това, от трупите, събрани на местата, където са израснали тези дървета, е възможно да се простира хрониката на дървесните пръстени 4000 години назад. Други дълголетни дървета, полезни за дендрологични изследвания, са дъбът и калифорнийската секвоя.

Както знаете, всяка година нов годишен пръстен израства върху среза на жив ствол на дърво. Като преброите годишните пръстени, можете да разберете възрастта на дървото. Логично е да се предположи, че нивото на C14 в годишния пръстен на 6000-годишна възраст ще бъде подобно на нивото на C14 в съвременната атмосфера. Но не е така.

Например анализът на дървесните пръстени показа, че нивото на C14 в земната атмосфера преди 6000 години е било значително по-високо от сега. Съответно беше установено, че радиовъглеродните екземпляри, датирани на тази възраст, са забележимо по-млади, отколкото всъщност бяха, въз основа на дендрологичен анализ. Благодарение на работата на Ханс Суис бяха съставени диаграми за корекция на нивото на C14, за да се компенсират неговите колебания в атмосферата в различни периоди от време. Това обаче значително намалява надеждността на радиовъглеродното датиране на проби, по-стари от 8000 години. Ние просто нямаме данни за съдържанието на радиовъглерод в атмосферата преди тази дата.

Масспектрометър за ускорител на Университета на Аризона (Тусон, Аризона, САЩ), произведен от Националната електростатична корпорация: a – схема, b – контролен панел и C¯ йонен източник, в – резервоар за ускорител, d – детектор на въглеродни изотопи. Снимка от J.S. Бура

Относно инсталациите.

"Лоши" резултати?

Когато посочената „възраст“ се различава от очакваната, изследователите бързо намират извинение, за да анулират резултата от запознанствата. Широкото разпространение на това апостериорно доказателство показва, че има сериозни проблеми с радиометричното датиране. Woodmorapp дава стотици примери за триковете, които изследователите използват, за да обяснят „неподходящите“ възрастови стойности.

И така, учените преразгледаха възрастта на фосилните останки Australopithecus ramidus. 9 Повечето от пробите от базалт, които са най-близо до пластовете, в които са открити тези вкаменелости, е установено, че са на около 23 милиона години с помощта на аргон-аргоновия метод. Авторите решават, че тази цифра е "твърде висока" въз основа на техните идеи за мястото на тези вкаменелости в глобалната еволюционна схема. Те разгледаха базалта по-далеч от вкаменелостите и избраха 17 от 26 проби и стигнаха до приемлива максимална възраст от 4,4 милиона години. Останалите девет проби отново показаха много по-стара възраст, но експериментаторите решиха, че въпросът е в замърсяването на скалата, и отхвърлиха тези данни. По този начин методите за радиометрично датиране са значително повлияни от мирогледа на „дългите епохи“, който доминира в научните среди.

Подобна история е свързана и с датирането на черепа на примата (този череп е известен като екземпляр KNM-ER 1470). 10, 11 Първоначално беше получен резултат от 212–230 Ma, което, на базата на фосилие установено, че е невярно („по това време нямаше хора“), след което се правят опити да се установи възрастта на вулканичните скали в този район. Няколко години по-късно, след публикуването на няколко различни резултати от изследвания, те се „споразумяват“ с цифрата от 2,9 милиона години (въпреки че тези проучвания включват разделяне на „добрите“ резултати от „лошите“ – както в случая с Australopithecus ramidus).

Въз основа на предварителни идеи за човешката еволюция, изследователите не могат да се примирят с идеята, че черепът 1470 "толкова стар". След изучаване на вкаменелости на прасета в Африка, антрополозите с готовност повярваха, че черепът 1470 всъщност много по-млад. След като научната общност се утвърди в това мнение, по-нататъшните изследвания на скалите допълнително намалиха радиометричната възраст на този череп - до 1,9 милиона години - и отново откриха данни, "потвърждаващи" другномер. Ето такава "радиометрична игра за запознанства" ...

Ние не предполагаме, че еволюционистите са се заговорили, за да напаснат всички данни до най-удобния за тях резултат. Разбира се, това обикновено не е така. Проблемът е другаде: всички данни от наблюдения трябва да отговарят на парадигмата, която доминира в науката. Тази парадигма – или по-скоро вярата в милиони години еволюция от молекулата до човека – е толкова здраво закрепена в съзнанието, че никой не смее да я постави под въпрос; напротив, говори се за "факта" на еволюцията. Под тази парадигма и Трябваотговарят на всички наблюдения. В резултат на това изследователите, които изглеждат пред обществото като „обективни и безпристрастни учени“, несъзнателно избират онези наблюдения, които са в съответствие с вярата в еволюцията.

Не трябва да забравяме, че миналото е недостъпно за нормални експериментални изследвания (поредица от експерименти, проведени в настоящето). Учените не могат да експериментират със събития, случили се в миналото. Не се измерва възрастта на скалите - измерват се концентрациите на изотопи и те просто могат да бъдат измерени с висока точност. Но „възрастта“ се определя вече, като се вземат предвид предположения за миналото, които не могат да бъдат доказани.

Винаги трябва да помним Божиите думи към Йов: „Къде бяхте, когато положих основите на земята?“(Йов 38:4).

Тези, които се занимават с неписана история, събират информация в настоящето и по този начин се опитват да пресъздадат миналото. В същото време нивото на изискванията за доказателства е много по-ниско, отколкото в емпиричните науки, като физика, химия, молекулярна биология, физиология и др.

Уилямс ( Уилямс), специалист по трансформациите на радиоактивни елементи в околната среда, идентифицира 17 недостатъка в методите за изотопно датиране (в резултат на това датиране бяха публикувани три много солидни произведения, които позволиха да се определи възрастта на Земята при приблизително 4,6 милиарда години). 12 Джон Уудморап остро критикува тези методи за запознанства 8 и развенчава стотици митове, свързани с тях. Той убедително твърди, че малкото "добри" резултата, останали след филтрирането на "лошите" данни, могат лесно да бъдат обяснени с щастливо съвпадение.

„Коя възраст предпочиташ?“

Въпросниците, предлагани от радиоизотопните лаборатории, обикновено питат: „Каква според вас трябва да бъде възрастта на тази проба?“. Но какъв е този въпрос? Нямаше да има нужда от това, ако техниките за запознанства бяха абсолютно надеждни и обективни. Това вероятно се дължи на факта, че лабораториите са наясно с разпространението на аномални резултати и затова се опитват да разберат колко "добри" са техните данни.

Проверка на радиометричните методи за датиране

Ако методите за радиометрично датиране можеха наистина обективно да определят възрастта на скалите, те биха работили и в ситуации, в които знаем точната възраст; освен това различните методи биха дали последователни резултати.

Методите за запознанства трябва да показват надеждни резултати за предмети с известна възраст.

Има редица примери, при които методите за радиометрично датиране неправилно определят възрастта на скалите (тази възраст е била точно известна предварително). Един такъв пример е калиево-аргоновото „датиране“ на пет андезитови потока от лава от планината Нгаурухо в Нова Зеландия. Въпреки че е известно, че лавата е текла веднъж през 1949 г., три пъти през 1954 г. и още веднъж през 1975 г., „прогнозната възраст“ варира от 0,27 до 3,5 милиона години.

Същият ретроспективен метод доведе до следното обяснение: когато скалата се втвърди, в нея е останал „допълнителен” аргон поради магма (разтопена скала). В светската научна литература има много примери за това как излишъкът от аргон води до „допълнителни милиони години“ при датиране на скали от известна историческа възраст. 14 Източникът на излишък от аргон изглежда е горната част на земната мантия, разположена точно под земната кора. Това е напълно в съответствие с теорията за "младата Земя" - аргонът е имал твърде малко време, просто не е имал време да се освободи. Но ако излишъкът от аргон доведе до такива внушителни грешки при датирането на скалите известенвъзраст, защо да се доверяваме на същия метод, когато датираме скали, които са неизвестен?!

Други методи – по-специално използването на изохрони – включват различни хипотези за първоначалните условия; но учените все повече се убеждават, че дори такива "надеждни" методи водят и до "лоши" резултати. И тук отново изборът на данни се основава на предположението на изследователя за възрастта на определена порода.

д-р Стив Остин (Стив Остин), геолог, взе проби от базалт от долните слоеве на Гранд Каньон и от потоци лава по ръба на каньона. 17 Според еволюционната логика базалтът в ръба на каньона трябва да е с милиард години по-млад от базалта от дълбините. Стандартният лабораторен изотопен анализ с помощта на изохронно датиране на рубидий-стронций показа, че сравнително скорошен поток от лава от 270 милиона години по-старибазалт от дълбините на Гранд Каньон – което, разбира се, е абсолютно невъзможно!

Проблеми на методологията

Първоначално идеята на Либи се основава на следните хипотези:

  1. 14C се образува в горните слоеве на атмосферата под въздействието на космическите лъчи, след което се смесва в атмосферата, влизайки в състава на въглероден диоксид. В същото време процентът на 14C в атмосферата е постоянен и не зависи от времето или мястото, въпреки нехомогенността на самата атмосфера и разпадането на изотопите.
  2. Скоростта на радиоактивен разпад е постоянна стойност, измерена с полуживот от 5568 години (приема се, че половината от изотопите 14C се превръщат в 14N през това време).
  3. Животните и растенията изграждат телата си от атмосферния въглероден диоксид, но живите клетки съдържат същия процент от изотопа 14C, открит в атмосферата.
  4. След смъртта на организма, клетките му напускат цикъла на обмен на въглерод, но атомите на изотопа 14C продължават да се превръщат в атоми на стабилния изотоп 12C според експоненциалния закон на радиоактивния разпад, което позволява да се изчисли изминалото време от смъртта на организма. Това време се нарича "радиовъглеродна епоха" (или накратко "RC-възраст").

С тази теория, с натрупването на материал, започнаха да се появяват противоположни примери: анализът на наскоро мъртви организми понякога дава много древна възраст или, обратно, проба съдържа толкова огромно количество изотоп, че изчисленията дават отрицателна RU-възраст. Някои очевидно древни предмети са имали млада RU-възраст (такива артефакти са обявени за късни фалшификати). В резултат на това се оказа, че RU-възрастта не винаги съвпада с истинската възраст в случаите, когато истинската възраст може да бъде проверена. Такива факти водят до основателни съмнения в случаите, когато методът RU се използва за датиране на органични обекти с неизвестна възраст и датирането на RU не може да бъде проверено. Случаите на погрешно определяне на възрастта се обясняват със следните добре известни недостатъци на теорията на Либи (тези и други фактори са анализирани в книгата на М. М. Постников „Критично изследване на хронологията на древния свят, в 3 тома“, - М .: Kraft + Lean, 2000, в том 1, стр. 311-318, написана през 1978 г.):

  1. Променливост в процента на 14C в атмосферата.Съдържанието на 14C зависи от космическия фактор (интензивността на слънчевата радиация) и земния фактор (влизането в атмосферата на „стар“ въглерод поради изгарянето и разпадането на древна органична материя, появата на нови източници на радиоактивност, флуктуации в магнитното поле на Земята). Промяната на този параметър с 20% води до грешка във възрастта на RU от почти 2 хиляди години.
  2. Хомогенното разпределение на 14C в атмосферата не е доказано.Скоростта на атмосферно смесване не изключва възможността за значителни разлики в съдържанието на 14C в различните географски региони.
  3. Скоростта на радиоактивен разпад на изотопи не може да бъде определена съвсем точно.Така че, от времето на Либи, времето на полуразпад на 14C според официалните справочници се е „променило“ със сто години, тоест с няколко процента (това съответства на промяна в RU-възрастта с един и половин стотин години). Предполага се, че стойността на полуживота значително (в рамките на няколко процента) зависи от експериментите, в които се определя.
  4. Изотопите на въглерода не са съвсем еквивалентниклетъчните мембрани могат да ги използват селективно: някои абсорбират 14C, докато други го избягват. Тъй като процентът на 14C е незначителен (един 14C атом до 10 милиарда 12C атома), дори малка селективност на клетките в изотопното съотношение води до голяма промяна в RR-възрастта (10% флуктуация води до грешка от около 600 години).
  5. Когато един организъм умре, неговите тъкани не напускат непременно въглеродния метаболизъм., участващи в процесите на разпад и дифузия.
  6. Съдържанието на 14C в субекта може да бъде хетерогенно.От времето на Либи въглеродните физици са се научили да определят изобилието от изотоп в пробата много точно; те дори твърдят, че могат да преброят отделните атоми на изотоп. Разбира се, такова изчисление е възможно само за малка извадка, но в този случай възниква въпросът – колко точно тази малка извадка представя целия обект? Колко хомогенно е съдържанието на изотопи в него? В крайна сметка грешки от няколко процента водят до стогодишни промени в ерата на RU.

Резюме


Радиовъглеродното датиране е развиващ се научен метод. Въпреки това, на всеки етап от неговото развитие учените безусловно подкрепяха неговата обща валидност и замълчаха едва след откриването на сериозни грешки в оценките или в самия метод на анализ. Грешките не трябва да са изненадващи, като се има предвид броя на променливите, които ученият трябва да вземе предвид: атмосферни флуктуации, фонова радиация, бактериален растеж, замърсяване и човешка грешка.

Като част от представителни археологически изследвания, радиовъглеродното датиране продължава да бъде от изключителна важност; просто трябва да се постави в културна и историческа перспектива. Има ли един учен право да отхвърля противоречиви археологически доказателства само защото радиовъглеродното му датиране показва различна възраст? Това е опасно. Всъщност много египтолози подкрепиха предположението на Либи, че хронологията на Старото царство е неправилна, тъй като е „научно доказана“. Всъщност Либи грешеше.

Радиовъглеродното датиране е полезно като допълнение към други данни и това е неговата сила. Но докато не дойде денят, когато всички променливи са под контрол и всички грешки бъдат елиминирани, радиовъглеродното датиране няма да има последната дума в археологическите обекти.
източници Глава от книгата на К. Хам, Д. Сарфати, К. Виланд, изд. D. Batten "КНИГА ОТГОВОРИ: РАЗШИРЕНА И АКТУАЛИЗИРАНА"
Греъм Ханкок: Стъпките на боговете. М., 2006. Стр. 692-707.

Включително поради тези причини, описани по-горе, „изскачат“ и възникват пъзели Оригиналната статия е на сайта InfoGlaz.rfЛинк към статията, от която е направено това копие -

Енциклопедичен YouTube

    1 / 5

    Радиовъглеродно датиране част 1

    Радиовъглеродно датиране, част 2

    Радиоизотопно датиране: надеждни ли са основите на техниката?

    Торинска плащаница - радиовъглероден анализ

    Антикитерски механизъм истина и измислица

    Субтитри

    В това видео бих искал да се съсредоточа първо върху това как се появява въглерод-14 и как прониква във всички живи същества. И след това, или в това, или в по-късните видеоклипове, ще говорим за това как се използва за датиране, тоест как може да се използва, за да се открие, че тази кост е на 12 000 години или че този човек е починал преди 18 000 години - каквото и да е. Да нарисуваме Земята. Това е повърхността на земята. По-точно, само малка част от него. След това идва земната атмосфера. Ще го боядисам в жълто. Тук имаме атмосферата. Нека го подпишем. И 78% - най-разпространеният елемент в нашата атмосфера - е азотът. Състои се от 78% азот. Ще напиша "азот". Обозначението му е N. Има 7 протона и 7 неутрона. Така че атомната маса е около 14. И най-често срещаният изотоп на азота... Анализираме концепцията за изотоп във видео по химия. В един изотоп протоните определят кой елемент е той. Но това число може да се промени в зависимост от броя на наличните неутрони. Вариантите на даден елемент, които се различават по този начин, се наричат ​​изотопи. Мисля за него като за версии на един елемент. Във всеки случай имаме атмосфера, както и така наречената космическа радиация, излъчвана от нашето слънце, но всъщност това не е радиация. Това са космически частици. Можете да ги мислите като единични протони, което е същото като водородните ядра. Може да бъде и алфа частици, което е същото като ядрата на хелия. Понякога има и електрони. Те пристигат, след което се сблъскват със съставните части на нашата атмосфера и всъщност образуват неутрони. Така се произвеждат неутрони. Означаваме неутрона с малка буква n, тогава 1 е масовото му число. Не пишем нищо, защото тук няма протони. За разлика от азота, където имаше 7 протона. Така че, строго погледнато, не е елемент. Субатомна частица. Така се образуват неутрони. И от време на време... Нека си го кажем, не изглежда типична реакция. Но от време на време един от тези неутрони се сблъсква по определен начин с азот-14 атом. Нокаутира един от протоните на азота и всъщност той заема неговото място. сега ще обясня. Той избива един от протоните. Сега вместо седем протона получаваме 6. Но това число 14 няма да се промени на 13, защото е настъпила замяна. Така остават 14. Но сега, тъй като има само 6 протона, това по дефиниция не е азот. Сега е въглерод. И протонът, който е бил нокаутиран, ще бъде излъчен. Ще го нарисувам в друг цвят. Ето един плюс. Протон, излъчен в космоса... Можете да го наречете водород 1. По някакъв начин може да привлече електрон. Ако не получи електрон, той ще бъде просто водороден йон, все пак положителен йон или водородно ядро. Този процес не е типично явление, но се случва от време на време – така се образува въглерод-14. И така, ето въглерод-14. По същество можете да мислите за това като за азот-14, където един от протоните е заменен с неутрон. Интересното е, че той непрекъснато се образува в нашата атмосфера, не в огромни количества, а в забележими. ще го запиша. Постоянно формиране. Добре. Сега... искам да разбереш. Нека да разгледаме периодичната таблица. По дефиниция въглеродът има 6 протона, но типичният, най-често срещаният изотоп на въглерода е въглерод-12. Въглерод-12 е най-разпространеният. По-голямата част от въглерода в нашето тяло е въглерод-12. Но интересното е, че там се образува малка част от въглерод-14 и след това този въглерод-14 може да се комбинира с кислород и да образува въглероден диоксид. След това въглеродният диоксид се абсорбира в атмосферата и океана. Растенията могат да поемат властта. Когато хората говорят за улавяне на въглерод, те всъщност имат предвид използването на енергията от слънчевата светлина за улавяне на въглероден газ и превръщането му в органична тъкан. Така че въглерод-14 непрекъснато се образува. Той прониква в океаните, той е във въздуха. Слива се с цялата атмосфера. Да запишем: океани, въздух. И тогава попада в растенията. Растенията всъщност се състоят от този фиксиран въглерод, който е бил уловен в газообразна форма и прехвърлен, така да се каже, в твърда форма, в жива тъкан. Например, това е дърво. Въглеродът се вгражда в растенията и след това попада в тези, които ядат растенията. Може да сме ние. Защо е интересно? Вече обясних механизма, дори и въглерод-12 да е най-разпространеният изотоп, част от нашето тяло натрупва въглерод-14 през целия си живот. Интересното е, че можете да получите този въглерод-14 само докато живеете и ядете, докато ядете. Защото след като умрете и бъдете погребани под земята, няма начин въглерод-14 да стане част от вашите тъкани повече, защото вече не ядете нищо, съдържащо въглерод-14. И след като умрете, вече не получавате попълвания с въглерод-14. И този въглерод-14, който сте имали по време на смъртта, ще се разпадне чрез β-разпад - ние вече го проучихме - обратно в азот-14. Тоест процесът е обратен. Така той се разпада до азот-14 и при β-разпада се освобождават електрон и анти-неутрино. Сега няма да навлизам в подробности. По принцип, ето какво се случва тук. Един от неутроните се превръща в протон и в хода на реакцията излъчва това. Защо е интересно? Както казах, докато си жив, има прием на въглерод-14. Въглерод-14 непрекъснато се разпада. Но щом си отидеш и вече не консумираш растения или вдишваш атмосферата, ако самият ти си растение, улови въглерод от въздуха - какъвто е случаят с растенията... Когато растението умре, то вече не консумира въглероден диоксид от атмосферата и не го изгражда в тъканта. Въглерод-14 в тази тъкан е "замразен". След това се разпада с определена скорост. След това може да се използва, за да се определи преди колко време е умряло съществото. Скоростта, с която това се случва, скоростта, с която въглерод-14 се разпада до половината или половината от него, е около 5730 години. Това се нарича полуживот. Говорим за това в други видеоклипове. Това се нарича полуживот. Искам да разбереш това. Не се знае коя от половинките е изчезнала. Това е вероятностна концепция. Можете само да предположите, че целият въглерод-14 отляво ще се разпадне, а целият въглерод-14 отдясно няма да се разпадне през тези 5730 години. По същество това означава, че всеки даден атом въглерод-14 има 50% шанс да се разпадне до азот-14 в рамките на 5730 години. Тоест след 5730 години около половината от тях ще се разпаднат. Защо е важно? Ако знаете, че всички живи същества имат определена част от въглерод-14 в тъканите си като част от съставните им вещества, и след това откриете някакъв вид кост... Да приемем, че откривате кост по време на археологически разкопки. Ще кажете, че тази кост има половината от въглерод-14 от живите същества около вас. Би било напълно разумно да се предположи, че тази кост трябва да е на 5730 години. Още по-добре е, ако разровиш още по-дълбоко и намериш друга кост. Може би няколко фута по-дълбоко. И ще откриете, че съдържа 1/4 въглерод-14 от това, което бихте намерили в живо същество. Тогава на колко години е той? Ако е само 1/4 въглерод-14, той е минал през 2 полуживота. След един период на полуразпад ще му остане 1/2 въглерод. След това, след втория полуживот, половината от него също ще се превърне в азот-14. Така че тук има 2 полуживота, което дава 2 пъти по 5730 години. Какво ще бъде заключението за възрастта на обекта? Плюс или минус 11 460 години. Субтитри от общността на Amara.org

Физически основания

През 2015 г. учени от Imperial College London изчислиха, че продължителната употреба на въглеводороди ще отмени радиовъглеродното датиране.

Ясно е, че за да се обяви този или онзи артефакт за собственост на някаква пра-цивилизация, е необходимо да се установи възрастта му, като се определи точната дата на създаване на обекта. Съвременните археолози и историци обаче могат да направят това само в много редки случаи. По-голямата част от археологическите находки датират от приблизително.

Радиовъглеродно датиране при археолози
Използват се няколко метода за датиране на намерените предмети, но, за съжаление, всеки от тях не е лишен от недостатъци, особено по отношение на търсенето на следи от древни култури.

Радиовъглероден метод:

  1. - Образуване на радиовъглерод 14C
  2. - Разпад 14С
  3. - Условие на равновесие за живи организми и неравновесие за мъртви организми, при което радиовъглеродът се разпада без попълване отвън

радиовъглеродно датиране

В момента най-известният и често използван е радиовъглеродният метод, който работи с радиоактивния въглероден изотоп С14. Този метод е разработен през 1947 г. от американския физикохимик, носител на Нобелова награда W.F. Либи. Същността на метода е, че радиоактивният въглероден изотоп C14 се образува в атмосферата под въздействието на космическа радиация. Заедно с обикновения въглерод C12 се намира в органичната тъкан на всички живи същества. Когато един организъм умре, неговият обмен на въглерод с атмосферата спира, количеството C14 намалява по време на разлагането и не се възстановява. Определяне на съотношението C14/C12 в проби при известна и постоянна скорост на разлагане на C14 (5568±30 години) и дава възможност да се установи възрастта на обекта или по-точно периода, изминал от смъртта му .

лаборатории за радиовъглероден анализ

Изглежда, че всичко е ясно и просто, но с този метод за датиране на проби много дати се оказват грешни поради замърсяване на предмети или ненадеждността на връзката им с други археологически находки. Поради това дългогодишната практика на използване на радиовъглеродни измервания поставя под съмнение тяхната точност. Американският археолог У. Брей и английският историк Д. Тръмп пишат: „Първо, получените дати никога не са точни, само в два от три случая правилната дата се вписва в този интервал; второ, скоростта на разпадане на C14 се основава на полуживот от 5568±30 години и сега е ясно, че този полуживот е твърде нисък. Решено е смисълът да не се променя, докато не бъде приета нова международна норма; и трето, тезата за инвариантността на полуживота на C14 също среща възражения. Сравнявайки резултатите от този метод (използвайки същите проби) с резултатите от дендрохронологичния анализ (т.е. пръстени от отсечени дървета), изследователите, които вече споменахме, стигат до заключението, че на радиовъглеродното датиране може да се вярва само през последните 2000 години.

Снимка на Торинската плащаница, най-известният обект за изследване чрез радиовъглероден анализ

Руският учен Ф. Завелски казва, че методът за радиовъглеродно датиране зависи от валидността на предположенията, приети априори в науката:

  • - допускане, че интензитетът на космическата радиация, падаща върху Земята в продължение на десетки хиляди години, не се е променила;
  • - радиовъглерод, земната атмосфера е била облъчена с неутрони, "разредена" със стабилен въглерод е винаги една и съща;
  • - специфичната активност на въглерода в атмосферата не зависи от дължината и ширината на района и височината му над морското равнище;
  • - съдържанието на радиовъглерод в живите организми е било същото като в атмосферата през цялата обозрима история. Ако едно от приетите предположения се окаже неправилно (и ако няколко наведнъж), тогава резултатите от радиовъглеродния метод обикновено могат да станат илюзорни.
  • Изследователят А. Скляров пише за използването на радиовъглеродния анализ, както следва: „Ненатрапчивото желание“ на лабораториите за радиовъглеродни изследвания да получат предварително от историци и археолози „приблизителната възраст на пробата“ се генерира от внимателно прикривана грешка на самия метод и е „от лукавия“.
  • По този начин, за поне приблизително датиране, археолозите трябва да прилагат други методи успоредно, прибягвайки до просто сравнение на резултатите, въз основа на това кое датиране е най-подходящо за конкретна находка или за целия археологически комплекс. Ясно е, че точността на датирането в този случай оставя много да се желае.

Торинска плащаница: положителна и отрицателна

Изследването на фрагменти от Торинската плащаница е един от най-известните случаи на използване на радиовъглеродния метод за датиране на обект на изследване.
Радиовъглеродният анализ датира плащаницата към периода 11-13 век. Скептиците смятат този резултат като потвърждение, че плащаницата е средновековна фалшификат. Поддръжниците на автентичността на реликвата смятат, че получените данни са резултат от замърсяване на плащеницата с въглерод по време на пожар през 16 век.

Ясно е, че за да се обяви този или онзи артефакт за собственост на някаква пра-цивилизация, е необходимо да се установи възрастта му, като се определи точната дата на създаване на обекта. Съвременните археолози и историци обаче могат да направят това само в много редки случаи. По-голямата част от археологическите находки датират от приблизително. Метод на радиовъглеродно датиране в археолозите За датиране на намерените предмети се използват няколко метода, но, за съжаление, всеки от тях не е лишен от недостатъци, особено по отношение на търсенето на следи от древни култури. Радиовъглероден метод: - Образуване на радиовъглерод 14C - Разпадане на 14C - Условие на равновесие за живи организми и неравновесно за мъртвите организми, при което радиовъглеродът се разпада без попълване от външен радиовъглерод ...

Преглед



Секции