Analisi del carbonio. Metodo del radiocarbonio per la datazione archeologica

L’analisi del radiocarbonio ha cambiato la nostra comprensione degli ultimi 50.000 anni. Il professor Willard Libby lo dimostrò per la prima volta nel 1949, per il quale gli venne poi assegnato il Premio Nobel.

Metodo di datazione

L'essenza dell'analisi del radiocarbonio è il confronto di tre diversi isotopi del carbonio. Gli isotopi di un particolare elemento hanno lo stesso numero di protoni nel nucleo, ma un diverso numero di neutroni. Ciò significa che, pur avendo una grande somiglianza chimica, hanno masse diverse.

La massa totale di un isotopo è indicata da un indice numerico. Mentre gli isotopi più leggeri 12C e 13C sono stabili, l'isotopo più pesante 14C (radiocarbonio) è radioattivo. Il suo nucleo è così grande da essere instabile.

Nel corso del tempo, il 14 C, la base della datazione al radiocarbonio, decade in azoto 14 N. La maggior parte del carbonio-14 viene creata nell'alta atmosfera, dove i neutroni, prodotti dai raggi cosmici, reagiscono con atomi di 14 N.

Successivamente viene ossidato a 14 CO 2 , entra nell'atmosfera e si mescola con 12 CO 2 e 13 CO 2 . L'anidride carbonica viene utilizzata dalle piante durante la fotosintesi e da lì viaggia attraverso la catena alimentare. Pertanto, ogni pianta e animale in questa catena (compreso l'uomo) avrà una quantità uguale di 14 C rispetto a 12 C nell'atmosfera (rapporto 14 C: 12 C).

Limitazioni del metodo

Quando gli esseri viventi muoiono, i tessuti non vengono più sostituiti e diventa evidente il decadimento radioattivo del 14 C. Dopo 55 mila anni, il 14 C decade così tanto che i suoi resti non possono più essere misurati.

Cos’è l’analisi del radiocarbonio? può essere utilizzato come "orologio" poiché è indipendente dalle condizioni fisiche (ad esempio la temperatura) e chimiche (ad esempio il contenuto di acqua). In 5730 anni, metà del 14C contenuto nel campione decade.

Pertanto, se conosci il rapporto tra 14 C: 12 C al momento della morte e il rapporto odierno, puoi calcolare quanto tempo è passato. Purtroppo non è facile individuarli.

Analisi del radiocarbonio: errore

La quantità di 14 C nell'atmosfera, e quindi nelle piante e negli animali, non è sempre stata costante. Varia, ad esempio, a seconda di quanti raggi cosmici raggiungono la Terra. Dipende dall'attività solare e dal campo magnetico del nostro pianeta.

Fortunatamente è possibile misurare queste fluttuazioni in campioni datati con altri metodi. È possibile calcolare gli anelli annuali degli alberi e la variazione del loro contenuto di radiocarbonio. Da questi dati è possibile costruire una "curva di calibrazione".

Attualmente si sta lavorando per ampliarlo e migliorarlo. Nel 2008 potevano essere calibrate solo le date al radiocarbonio fino a 26.000 anni. Oggi la curva è stata estesa a 50.000 anni.

Cosa può essere misurato?

Non tutti i materiali possono essere datati con questo metodo. La maggior parte dei composti organici, se non tutti, consentono la datazione al radiocarbonio. Anche alcuni materiali inorganici, come la componente aragonite delle conchiglie, possono essere datati, poiché nella formazione del minerale è stato utilizzato il carbonio-14.

I materiali che sono stati datati fin dall'inizio del metodo includono legno, ramoscelli, semi, ossa, conchiglie, cuoio, torba, limo, terra, capelli, ceramica, polline, pitture murali, corallo, residui di sangue, stoffa, carta, pergamena, resina e acqua.

Il radiocarbonio non è possibile a meno che non contenga carbonio-14. L'eccezione sono i prodotti in ferro, nella cui fabbricazione viene utilizzato il carbone.

doppio conteggio

A causa di questa complicazione, le date al radiocarbonio vengono presentate in due modi. Le misurazioni non calibrate vengono fornite negli anni precedenti al 1950 (BP). Anche le date calibrate vengono presentate come BC. e., e dopo, nonché utilizzando l'unità calBP (calibrata fino ad oggi, prima del 1950). Questa è una "migliore stima" dell'età effettiva del campione, ma è necessario poter tornare ai vecchi dati e calibrarli poiché nuovi studi aggiornano continuamente la curva di calibrazione.

Quantità e qualità

La seconda difficoltà è l’abbondanza estremamente bassa di 14 C. Solo lo 0,0000000001% del carbonio nell’atmosfera moderna è 14 C, il che lo rende incredibilmente difficile da misurare e lo rende estremamente sensibile all’inquinamento.

Nei primi anni, l’analisi al radiocarbonio dei prodotti di decadimento richiedeva campioni enormi (ad esempio, mezzo femore umano). Molti laboratori ora utilizzano uno spettrometro di massa con acceleratore (AMS) in grado di rilevare e misurare la presenza di vari isotopi, oltre a contare i singoli atomi di carbonio-14.

Questo metodo richiede meno di 1 grammo di osso, ma pochi paesi possono permettersi più di uno o due AMS, che costano più di 500.000 dollari. Ad esempio, l’Australia ha solo due strumenti di questo tipo in grado di effettuare la datazione al radiocarbonio e sono fuori portata per gran parte del mondo in via di sviluppo.

La purezza è la chiave della precisione

Inoltre, i campioni devono essere accuratamente puliti dalla contaminazione di carbonio proveniente dall'adesivo e dal terreno. Ciò è particolarmente importante per i materiali molto vecchi. Se l'1% dell'elemento in un campione di 50.000 anni proviene da un inquinante moderno, verrà datato a 40.000 anni.

Per questo motivo, i ricercatori sviluppano costantemente nuovi metodi per una pulizia efficiente dei materiali. Possono avere un impatto significativo sul risultato fornito dall'analisi del radiocarbonio. La precisione del metodo è aumentata significativamente con lo sviluppo di un nuovo metodo di pulizia con carbone attivo ABOx-SC. Ciò ha permesso, ad esempio, di posticipare di oltre 10mila anni la data dell'arrivo dei primi uomini in Australia.

Analisi del radiocarbonio: critiche

Il metodo per dimostrare che dall'origine della Terra sono trascorsi molto più dei 10.000 anni menzionati nella Bibbia è stato più volte criticato dai creazionisti. Ad esempio, sostengono che entro 50.000 anni i campioni dovrebbero essere privi di carbonio-14, ma carbone, petrolio e gas naturale, che si ritiene abbiano milioni di anni, contengono quantità misurabili di questo isotopo, il che è confermato dalla datazione al radiocarbonio. più radiazione di fondo, che non può essere eliminata in laboratorio. Cioè, un campione che non contiene un singolo atomo di carbonio radioattivo mostrerà una data di 50mila anni. Tuttavia, questo fatto non mette in discussione la datazione degli oggetti e, inoltre, non indica che il petrolio, il carbone e il gas naturale siano più giovani di questa età.

Inoltre, i creazionisti notano alcune stranezze dell'analisi del radiocarbonio. Ad esempio, la datazione dei molluschi d'acqua dolce ha determinato che la loro età supera i 2.000 anni, il che, a loro avviso, scredita questo metodo. Si è infatti scoperto che i molluschi ottengono la maggior parte del loro carbonio dal calcare e dall'humus, che hanno un contenuto molto basso di 14C, poiché questi minerali sono molto antichi e non hanno accesso al carbonio atmosferico. L'analisi del radiocarbonio, la cui accuratezza in questo caso può essere messa in dubbio, è altrimenti vera. Il legno, ad esempio, non ha questo problema, perché le piante ottengono il carbonio direttamente dall’aria, che contiene una dose intera di 14 C.

Un altro argomento contro questo metodo è il fatto che gli alberi possono formare più di un anello in un anno. Questo è vero, ma più spesso accade che non formino affatto anelli di crescita. Il pino bristlecone, su cui si basano la maggior parte delle misurazioni, ha il 5% di anelli in meno rispetto alla sua età effettiva.

Impostazione della data

La datazione al radiocarbonio non è solo un metodo, ma scoperte entusiasmanti nel nostro passato e presente. Il metodo ha permesso agli archeologi di disporre i reperti in ordine cronologico senza la necessità di documenti scritti o monete.

Nel XIX e all'inizio del XX secolo, archeologi incredibilmente pazienti e attenti collegarono ceramiche e strumenti di pietra provenienti da diverse aree geografiche cercando somiglianze nella forma e nei modelli. Quindi, utilizzando l'idea che gli stili degli oggetti si sono evoluti e sono diventati più complessi nel tempo, sono riusciti a metterli in ordine.

Pertanto, le grandi tombe a cupola (conosciute come tholos) in Grecia erano considerate i precursori di strutture simili sull'isola scozzese di Maeshowe. Ciò supportava l’idea che le civiltà classiche della Grecia e di Roma fossero al centro di ogni innovazione.

Tuttavia, a seguito dell'analisi al radiocarbonio, si è scoperto che le tombe scozzesi erano migliaia di anni più antiche di quelle greche. I barbari del nord erano capaci di progettare strutture complesse simili a quelle classiche.

Altri progetti degni di nota furono l'assegnazione della Sindone di Torino al periodo medievale, la datazione dei Rotoli del Mar Morto all'epoca di Cristo e la periodizzazione alquanto controversa dei disegni a 38.000 calBP (circa 32.000 BP), migliaia di anni prima. del previsto.

La datazione al radiocarbonio è stata utilizzata anche per determinare i tempi dell'estinzione dei mammut e ha contribuito alla controversia sul fatto se gli esseri umani moderni e i Neanderthal si siano incontrati o meno.

L'isotopo 14 C viene utilizzato per qualcosa di più della semplice determinazione dell'età. Il metodo dell'analisi del radiocarbonio ci consente di studiare la circolazione dell'oceano e di tracciare il movimento dei farmaci in tutto il corpo, ma questo è un argomento per un altro articolo.

DATAZIONE AL RADIOCARBONIO
un metodo per datare materiali organici misurando il contenuto dell'isotopo radioattivo del carbonio 14C. Questo metodo è ampiamente utilizzato in archeologia e geoscienze.
Guarda anche
ISOTOPI;
RADIOATTIVITÀ.
Fonti di radiocarbonio. La Terra e la sua atmosfera sono costantemente esposte al bombardamento radioattivo da parte di flussi di particelle elementari provenienti dallo spazio interstellare. Penetrando nell'atmosfera superiore, le particelle dividono gli atomi lì, contribuendo al rilascio di protoni e neutroni, nonché di strutture atomiche più grandi. Gli atomi di azoto presenti nell'aria assorbono neutroni e rilasciano protoni. Questi atomi hanno, come prima, una massa di 14, ma hanno una carica positiva più piccola; ora il loro carico è di sei. Pertanto, l'atomo di azoto originale viene convertito in un isotopo radioattivo di carbonio:

Dove n, N, C e p sono rispettivamente neutrone, azoto, carbonio e protone. La formazione di nuclidi di carbonio radioattivi dall'azoto atmosferico sotto l'influenza dei raggi cosmici avviene ad una velocità media di ca. 2,4 at./s per ogni centimetro quadrato della superficie terrestre. I cambiamenti nell'attività solare possono causare alcune fluttuazioni in questo valore. Poiché il carbonio-14 è radioattivo, è instabile e si converte gradualmente negli atomi di azoto-14 da cui si è formato; nel processo di tale trasformazione, rilascia un elettrone, una particella negativa, che consente di correggere questo processo stesso. La formazione di atomi di radiocarbonio sotto l'influenza dei raggi cosmici avviene solitamente nell'alta atmosfera ad altitudini comprese tra 8 e 18 km. Come il carbonio normale, il radiocarbonio si ossida nell'aria, producendo biossido radioattivo (anidride carbonica). Sotto l'influenza del vento, l'atmosfera è costantemente miscelata e, alla fine, l'anidride carbonica radioattiva formata sotto l'influenza dei raggi cosmici viene distribuita uniformemente nell'anidride carbonica atmosferica. Tuttavia, il contenuto relativo di radiocarbonio 14C nell'atmosfera rimane estremamente basso - ca. 1,2 * 10-12 g per grammo di carbonio ordinario 12C.
Radiocarbonio negli organismi viventi. Tutti i tessuti vegetali e animali contengono carbonio. Le piante lo ottengono dall'atmosfera e poiché gli animali mangiano le piante, anche l'anidride carbonica entra nei loro corpi in forma indiretta. Pertanto, i raggi cosmici sono la fonte di radioattività in tutti gli organismi viventi. La morte priva la materia vivente della capacità di assorbire il radiocarbonio. Nei tessuti organici morti si verificano cambiamenti interni, compreso il decadimento degli atomi di radiocarbonio. Durante questo processo, nell'arco di 5730 anni, la metà del numero iniziale di nuclidi 14C viene convertita in atomi 14N. Questo intervallo di tempo è chiamato emivita del 14C. Dopo un'altra emivita, il contenuto dei nuclidi 14С è solo 1/4 del loro numero iniziale, dopo la successiva emivita - 1/8, ecc. In questo modo è possibile confrontare il contenuto dell'isotopo 14C nel campione con la curva di decadimento radioattivo e stabilire così l'intervallo di tempo trascorso dalla morte dell'organismo (la sua esclusione dal ciclo del carbonio). Tuttavia, per determinare l'età assoluta del campione, è necessario presupporre che il contenuto iniziale di 14C negli organismi non sia cambiato negli ultimi 50.000 anni (risorsa per la datazione al radiocarbonio). In effetti, la formazione del 14C sotto l'influenza dei raggi cosmici e il suo assorbimento da parte degli organismi sono leggermente cambiati. Di conseguenza, la misurazione dell'isotopo 14C in un campione fornisce solo una data approssimativa. Per tenere conto dell'effetto dei cambiamenti nel contenuto iniziale di 14C, è possibile utilizzare i dati dendrocronologici sul contenuto di 14C negli anelli degli alberi. Il metodo della datazione al radiocarbonio fu proposto da W. Libby (1950). Nel 1960, la datazione al radiocarbonio aveva ottenuto un consenso generale, furono istituiti laboratori di radiocarbonio in tutto il mondo e Libby ricevette il Premio Nobel per la chimica.
Metodo. Il campione destinato all'analisi del radiocarbonio deve essere prelevato con strumenti assolutamente puliti e conservato asciutto in una busta di plastica sterile. Sono necessarie informazioni precise sul luogo e sulle condizioni di selezione. Un campione ideale di legno, carbone o tessuto dovrebbe pesare circa 30 g, per le conchiglie è auspicabile una massa di 50 g e per le ossa - 500 g (i metodi più recenti, tuttavia, consentono di determinare l'età da campioni molto più piccoli). Ogni campione deve essere accuratamente ripulito dai contaminanti carboniosi più vecchi e più giovani, come le radici di piante cresciute successivamente o frammenti di antiche rocce carbonatiche. Alla pulizia preliminare del campione segue il trattamento chimico in laboratorio. Una soluzione acida o alcalina viene utilizzata per rimuovere minerali carboniosi estranei e sostanze organiche solubili che potrebbero essere entrate nel campione. Successivamente, i campioni organici vengono bruciati, i gusci vengono sciolti in acido. Entrambe queste procedure comportano il rilascio di gas di anidride carbonica. Contiene tutto il carbonio del campione purificato e talvolta viene convertito in un'altra sostanza adatta all'analisi del radiocarbonio. Esistono diversi metodi per misurare l'attività del radiocarbonio. Uno di questi si basa sulla determinazione del numero di elettroni rilasciati durante il decadimento del 14C. L'intensità del loro rilascio corrisponde alla quantità di 14С nel campione di prova. Il tempo di conteggio può durare fino a diversi giorni, poiché solo circa un quarto di milionesimo del numero di atomi di 14C contenuti nel campione decade ogni giorno. Un altro metodo richiede l'uso di uno spettrometro di massa, che rileva tutti gli atomi con massa 14; uno speciale filtro permette di distinguere tra 14N e 14C. Poiché non è necessario attendere il verificarsi del decadimento, il conteggio del 14C può essere completato in meno di un'ora; è sufficiente avere un campione del peso di 1 mg. Il metodo spettrometrico di massa diretto è chiamato datazione AMS. In questo caso vengono utilizzati strumenti complessi altamente sensibili che, di norma, sono disponibili presso i centri che conducono ricerche nel campo della fisica nucleare.
(vedi anche SPETTROSCOPIA; ACCELERATORE DI PARTICELLE).
Il metodo tradizionale richiede attrezzature molto meno ingombranti. Innanzitutto è stato utilizzato un contatore che determinava la composizione del gas e, secondo il principio di funzionamento, era simile a un contatore Geiger. Il contatore è stato riempito con anidride carbonica o altro gas (metano o acetilene) ottenuto dal campione. Qualsiasi decadimento radioattivo che si verifica all'interno dello strumento provocherà un piccolo impulso elettrico. L'energia della radiazione di fondo dell'ambiente di solito fluttua in un ampio intervallo, in contrasto con la radiazione causata dal decadimento del 14C, la cui energia, di regola, è vicina al limite inferiore dello spettro di fondo. La relazione altamente indesiderabile tra i valori di fondo e i dati 14C può essere migliorata isolando il misuratore dalle radiazioni esterne. A tale scopo, il bancone è ricoperto da schermi di ferro o piombo ad alta purezza spessi diversi centimetri. Inoltre, le pareti del contatore stesso sono schermate da contatori Geiger posti uno vicino all'altro, che, ritardando tutta la radiazione cosmica, disattivano il contatore stesso contenente il campione per circa 0,0001 secondi. Il metodo di screening riduce il segnale di fondo a pochi decadimenti al minuto (un campione di legno di 3 g risalente al XVIII secolo fornisce DATI AL RADIOCARBONE 40 decadimenti di 14C al minuto), il che rende possibile la datazione di campioni piuttosto antichi. Dal 1965 circa, il metodo della scintillazione liquida si è diffuso nella datazione. Una volta utilizzato, il gas carbonioso ottenuto dal campione viene convertito in un liquido che può essere conservato ed esaminato in un piccolo recipiente di vetro. Al liquido viene aggiunta una sostanza speciale, uno scintillatore, che viene caricato con l'energia degli elettroni rilasciati durante il decadimento dei radionuclidi 14C. Lo scintillatore emette quasi immediatamente l'energia immagazzinata sotto forma di esplosioni di onde luminose. La luce può essere catturata con un tubo fotomoltiplicatore. Il contatore a scintillazione ha due di questi tubi. Un falso segnale può essere rilevato ed eliminato perché viene inviato da un solo tubo. I moderni contatori a scintillazione sono caratterizzati da una radiazione di fondo molto bassa, quasi nulla, che consente di datare campioni fino a 50.000 anni con elevata precisione. Il metodo della scintillazione richiede un'attenta preparazione del campione poiché il carbonio deve essere convertito in benzene. Il processo inizia con una reazione tra anidride carbonica e litio fuso per formare carburo di litio. L'acqua viene gradualmente aggiunta al carburo e questo si dissolve rilasciando acetilene. Questo gas, contenente tutto il carbonio del campione, sotto l'azione di un catalizzatore si trasforma in un liquido trasparente: benzene. La seguente catena di formule chimiche mostra come il carbonio passa da un composto all'altro in questo processo:

Tutte le determinazioni dell'età derivate da misurazioni di laboratorio del 14C sono chiamate date al radiocarbonio. Sono espressi in numero di anni prima dei nostri giorni (BP) e come punto di partenza viene presa una data moderna rotonda (1950 o 2000). Le date al radiocarbonio vengono sempre fornite con l'indicazione di un possibile errore statistico (ad esempio, 1760 ± 40 aC).
Applicazione. Di solito vengono utilizzati diversi metodi per determinare l'età di un evento, soprattutto se si tratta di un evento relativamente recente. L'età di un esemplare grande e ben conservato può essere determinata con una precisione di dieci anni, ma sono necessari diversi giorni per l'analisi ripetuta di un esemplare. Di solito il risultato si ottiene con una precisione dell'1% dell'età determinata. L'importanza della datazione al radiocarbonio aumenta soprattutto in assenza di dati storici. In Europa, Africa e Asia, le prime tracce dell'uomo primitivo vanno oltre il tempo databile al radiocarbonio, vale a dire hanno più di 50.000 anni. Tuttavia, le fasi iniziali dell'organizzazione della società e dei primi insediamenti permanenti, nonché l'emergere delle città e degli stati più antichi, rientrano nell'ambito della datazione al radiocarbonio. La datazione al radiocarbonio ha avuto particolare successo nello sviluppo di una linea temporale per molte culture antiche. Grazie a ciò è ora possibile confrontare il corso dello sviluppo di culture e società e stabilire quali gruppi di persone sono stati i primi a padroneggiare determinati strumenti, a creare un nuovo tipo di insediamento o ad aprire una nuova rotta commerciale. La determinazione dell'età mediante il radiocarbonio è diventata universale. Dopo la formazione negli strati superiori dell'atmosfera, i radionuclidi 14C penetrano in vari mezzi. Le correnti d'aria e le turbolenze nella bassa atmosfera forniscono una distribuzione globale del radiocarbonio. Passando nelle correnti d'aria sopra l'oceano, il 14C entra prima nello strato superficiale dell'acqua e poi penetra negli strati profondi. Nei continenti, la pioggia e la neve portano il 14C sulla superficie terrestre, dove si accumula gradualmente nei fiumi e nei laghi, così come nei ghiacciai, dove può persistere per millenni. Lo studio della concentrazione del radiocarbonio in questi ambienti amplia la nostra conoscenza del ciclo dell’acqua negli oceani e del clima delle epoche passate, compresa l’ultima era glaciale. L’analisi al radiocarbonio dei resti degli alberi abbattuti dall’avanzata del ghiacciaio ha mostrato che il periodo freddo più recente sulla Terra è terminato circa 11.000 anni fa. Le piante assorbono annualmente l'anidride carbonica dall'atmosfera durante la stagione di crescita e gli isotopi 12C, 13C e 14C sono presenti nelle cellule vegetali all'incirca nella stessa proporzione in cui sono presenti nell'atmosfera. Gli atomi 12C e 13C sono contenuti nell'atmosfera in proporzione quasi costante, ma la quantità dell'isotopo 14C varia a seconda dell'intensità della sua formazione. Gli strati di crescita annuale, chiamati anelli degli alberi, riflettono queste differenze. La successione continua degli anelli annuali di un singolo albero può durare 500 anni per la quercia e oltre 2000 anni per le sequoie e i pini spinosi. Nelle aride regioni montuose degli Stati Uniti nordoccidentali e nelle torbiere dell'Irlanda e della Germania sono stati rinvenuti orizzonti con tronchi di alberi morti di varie età. Questi ritrovamenti consentono di combinare i dati sulle fluttuazioni della concentrazione di 14C nell'atmosfera per un periodo di quasi 10.000 anni. La correttezza della determinazione dell'età dei campioni nel corso degli studi di laboratorio dipende dalla conoscenza della concentrazione di 14C durante la vita dell'organismo. Negli ultimi 10.000 anni tali dati sono stati raccolti e vengono solitamente presentati come una curva di calibrazione che mostra la differenza tra i livelli atmosferici di 14C nel 1950 e nel passato. La discrepanza tra il radiocarbonio e le date calibrate non supera i ±150 anni per l'intervallo tra il 1950 d.C. e 500 a.C Per i tempi più antichi, questa discrepanza aumenta e ad un'età del radiocarbonio di 6000 anni raggiunge gli 800 anni.
Guarda anche
ARCHEOLOGIA;
CARBONIO.

LETTERATURA
Libby W.F. Determinazione dell'età mediante radiocarbonio. - In: Gli isotopi in geologia. M., 1954 Rankama K. Gli isotopi in geologia. M., 1956 Argento L.R. Metodo del radiocarbonio e sua applicazione allo studio della paleografia del Quaternario. M., 1961 Il vecchio I.E. Geocronologia nucleare. L., 1961 Argento L.R. Applicazione del metodo del radiocarbonio alla geologia del Quaternario. M., 1965 Ilves E.O., Liiva A.A., Punning J.-M.K. Metodo del radiocarbonio e sue applicazioni nella geologia e nell'archeologia del Quaternario. Tallinn, 1977 Arslanov Kh.A. Radiocarbonio: geochimica e geocronologia. L., 1987

Enciclopedia Collier. - Società aperta. 2000 .

Il metodo del radiocarbonio, sviluppato oltre 60 anni fa e premiato con il Premio Nobel, era originariamente utilizzato per determinare l'età degli oggetti archeologici e geologici, ma presto il suo campo di applicazione si espanse in modo significativo. Il metodo ha dimostrato la sua versatilità e continua ad essere applicato con grande successo nella scienza, nella tecnologia, nella medicina e in altri settori dell'attività umana.

Il metodo del radiocarbonio ha un impatto significativo sullo sviluppo di vari campi della scienza: dalla fisica nucleare alla medicina legale, ma soprattutto alla geologia e all'archeologia. Nel marzo 1949 fu pubblicato un articolo in cui veniva dimostrato il principio di funzionamento di questo metodo. I suoi autori - scienziati dell'Università di Chicago (USA) Willard F. Libby, Ernst S. Anderson e James R. Arnold - hanno dimostrato di poter determinare l'età di eventi geologici o storici che hanno avuto luogo non solo centinaia e prime migliaia di anni fa, ma anche fino a 40-50 mila anni fa. Allo stesso tempo, il metodo proposto aveva una precisione sufficientemente elevata ed era completamente indipendente dalle altre tecnologie utilizzate a quel tempo nelle scienze della Terra e in archeologia. Si può affermare senza esagerare che il metodo del radiocarbonio ha apportato una vera rivoluzione al concetto di tempo nella conoscenza scientifica. Il riconoscimento dell'importanza di questa scoperta fu l'assegnazione del premio a W.F. Libby nel 1960 Premio Nobel per la Chimica.

Questo articolo fornisce brevi informazioni sulla scoperta e lo sviluppo del metodo, i suoi fondamenti fisici; segue poi una panoramica sull'applicazione del metodo del radiocarbonio in vari campi della scienza e della tecnologia, il suo impatto sul sistema della conoscenza scientifica del XX secolo. generalmente. Esiste una vasta letteratura sul metodo del radiocarbonio (vedi, ad esempio:), quindi nell'articolo l'autore fa riferimento solo alle fonti più generali ed esaustive.

Subito dopo i primi lavori di U.F. Libby e i suoi colleghi, l'American Anthropological Association e la US Geological Society crearono una commissione speciale per valutare i primi risultati della datazione al radiocarbonio, che nel 1951 concluse che i dati ottenuti erano affidabili e coerenti con il paradigma scientifico esistente. La comunità scientifica accettò con entusiasmo il nuovo approccio di ricerca e iniziò ad utilizzarlo attivamente nello studio del passato della Terra e dell'umanità; per molti anni il metodo è diventato il principale nel determinare l'età di alcuni oggetti. Dalla metà degli anni ’50 la datazione al radiocarbonio si è diffusa in tutto il mondo.

Il nuovo metodo aveva anche degli oppositori. Pertanto, gli archeologi V. Miloichich e S. Yamanouchi ritenevano che le date al radiocarbonio dei monumenti preistorici dell'Europa e del Giappone fossero troppo antiche, ma lo sviluppo della conoscenza archeologica in queste regioni confermò la correttezza del metodo al radiocarbonio. Contemporaneamente all'accumulo di materiale fattuale, vale a dire le date al radiocarbonio, ci fu un costante miglioramento delle basi metodologiche gettate dai fondatori del metodo, e alla fine degli anni '70 furono formulate le disposizioni di base del metodo al radiocarbonio tenendo conto conto di nuovi dati.

Fondamenti del metodo del radiocarbonio

Nell'ambiente naturale della Terra, l'elemento chimico carbonio è costituito da tre isotopi: due stabili - 12 C e 13 C e uno radioattivo - 14 C, o radiocarbonio. L'isotopo 14C si forma costantemente nella stratosfera terrestre a seguito del bombardamento degli atomi di azoto da parte dei neutroni che fanno parte dei raggi cosmici (Fig. 1, il livello “formazione”). Nel giro di pochi anni, il "neonato" 14C, insieme agli isotopi stabili 12C e 13C, entra nel ciclo del carbonio terrestre nell'atmosfera, nella biosfera e nell'idrosfera (vedi Fig. 1, livello di "distribuzione"). Finché l'organismo è in uno stato di metabolismo con il suo ambiente (ad esempio, un albero riceve carbonio sotto forma di anidride carbonica dall'atmosfera a seguito della fotosintesi), il contenuto di 14 C in esso rimane costante ed è in equilibrio con la concentrazione di questo isotopo nell’atmosfera. Quando l'organismo muore, lo scambio di carbonio con l'ambiente esterno si interrompe; il contenuto dell'isotopo radioattivo comincia a diminuire, poiché non c'è più un afflusso di 14 C “fresco” dall'esterno (vedi Fig. 1, livello di “decadimento”). Il decadimento radioattivo di qualsiasi elemento avviene a una velocità costante, definita in modo molto preciso. Quindi, per l'isotopo 14C, il tempo di dimezzamento è di circa 5730 anni. Pertanto, conoscendo la quantità iniziale di 14C nell'organismo in rapporto agli isotopi stabili 12C e 13C nello stato di equilibrio (quando l'organismo è vivo) e il contenuto di 14C nei resti fossili, è possibile determinare quanto tempo è trascorso trascorso dalla morte della sostanza contenente carbonio. Questa è l'essenza del modello ideato da W.F. Libby et al. Nonostante il fatto che nel suo sviluppo il metodo del radiocarbonio abbia subito una serie di aggiornamenti significativi, nelle parole di K. Renfrew - "rivoluzioni", le sue basi, gettate nel 1949, rimangono invariate fino ad oggi.

In altre parole, trovando resti di piante e animali, nonché alcune altre sostanze contenenti carbonio, in natura e negli insediamenti dell'uomo antico, è possibile determinare, utilizzando il metodo del radiocarbonio, quanto tempo è trascorso dalla fine della vita dell’organismo, cioè stabilire l’età di questi oggetti. E questo, a sua volta, significa che è possibile rispondere all'annosa domanda di geologi e archeologi: da quanto tempo esiste questo organismo o antico insediamento? Il metodo del radiocarbonio consente di stabilire l'età delle sostanze contenenti carbonio fino a 47.000 anni 14 C, che corrisponde a un'età astronomica di circa 50.000 anni.

È noto che l'elemento chimico carbonio fa parte di quasi tutta la materia vivente, così come di molte sostanze della categoria dei non viventi (cioè create senza la partecipazione di organismi viventi). Pertanto, il metodo del radiocarbonio è veramente universale. Con il suo aiuto, viene determinata l'età di un numero di oggetti, che possono essere suddivisi condizionatamente nei seguenti gruppi: "geologici" - sedimenti carbonatici degli oceani e serbatoi di acqua dolce, carote di ghiaccio, meteoriti; "biologico" - legno e carbone, semi, frutti e ramoscelli di piante, torba, humus del suolo, granelli di polline, resti di insetti e pesci, ossa, corna, zanne, denti, capelli, pelle e pelle di vertebrati e esseri umani, coproliti; "antropogenico" - ossa bruciate, ceramiche, metalli fioriti, resti di cibo bruciato, tracce di sangue su strumenti antichi, tessuti, papiro, pergamena e carta. In alcuni casi, ad esempio, per studiare le fluttuazioni del contenuto di 14 C in base all'attività solare, la sua attività viene misurata in oggetti "esotici" come vini, whisky e cognac.

Laboratori di radiocarbonio e loro apparecchiature

Il primo gruppo che iniziò a sviluppare il metodo del radiocarbonio fu il gruppo di U.F. Libby a Chicago. Dall'inizio degli anni '50 il numero dei laboratori negli USA, Canada, Europa e Giappone è cresciuto notevolmente, e alla fine degli anni '70 se ne contavano già più di 100 (fig. 2: secondo , con integrazioni) ; attualmente se ne contano circa 140 in tutti i continenti. In totale nel mondo nella seconda metà del XX secolo. Erano in funzione 250 impianti per la misurazione del contenuto di 14 C. Alla fine degli anni '70 apparvero i primi laboratori che utilizzavano la spettrometria di massa con acceleratore (AMS), ora ce ne sono già 40. L'elenco dei laboratori di radiocarbonio viene regolarmente aggiornato e pubblicato nel pubblicazione principale su questo argomento - la rivista internazionale Radiocarbon » (disponibile al pubblico: www.radiocarbon.org).

Il primo laboratorio del radiocarbonio nel nostro paese fu organizzato nel 1956 presso l'Istituto del radio dell'Accademia delle scienze dell'URSS e la filiale di Leningrado dell'Istituto di archeologia dell'Accademia delle scienze dell'URSS (ora Istituto di storia della cultura materiale dell'Accademia Russa delle Scienze); gli ispiratori della sua creazione furono I.E. Starik e S.I. Rudenko.

Attualmente in Russia operano 7 laboratori: a Mosca - presso l'Istituto Geologico dell'Accademia Russa delle Scienze, l'Istituto di Geografia dell'Accademia Russa delle Scienze, l'Istituto di Ecologia ed Evoluzione. UN. Severtsov RAS; a San Pietroburgo - presso l'Istituto di Storia della Cultura Materiale dell'Accademia Russa delle Scienze, Università Statale di San Pietroburgo e VSEGEI; a Novosibirsk - presso l'Istituto di geologia e mineralogia della filiale siberiana dell'Accademia delle scienze russa.

Per condurre studi sul radiocarbonio erano necessari strumenti sofisticati, la cui creazione fu una parte importante della formazione del metodo. Questi includono: un contatore Geiger-Muller con pareti a griglia con carbonio solido come vettore di 14 C (U.F. Libby, fine anni '40); contatore gas proporzionale (utilizzato dagli anni '50); contatore a scintillazione liquida - il tipo di dispositivo più comune oggi (utilizzato dagli anni '60); spettrometro di massa con acceleratore.

Le apparecchiature UMS sono le più tecnologiche, complesse e costose. Nonostante ciò, il numero dei laboratori CMS nel mondo è in continua crescita. Figura 3 - Installazione UMS dell'Università dell'Arizona con una tensione operativa di 3 milioni di eV. In breve, il principio del suo funzionamento (Fig. 3, a) può essere descritto come segue: ioni di carbonio negativi С? (compreso l'isotopo 14C) ottenuti nella sorgente ionica (Fig. 3, b), vengono accelerati nel serbatoio dell'acceleratore (Fig. 3, c) e alimentati per la misurazione della loro quantità nel rilevatore (Fig. 3, d) . Successivamente, è possibile determinare il numero di atomi di 14C nel campione e, conoscendo il loro numero iniziale (misurato per campioni “moderni” di vari materiali), determinare l’età di campioni molto piccoli (fino a 0,1 mg di carbonio o meno). Questo metodo presenta un indubbio vantaggio: per ottenere una datazione al radiocarbonio è necessario circa 1000 volte meno carbonio rispetto a quando si utilizzano i metodi "tradizionali" a scintillazione liquida e a gas proporzionale; sotto altri aspetti (limite inferiore di sensibilità, requisiti per il campionamento, loro preparazione, ecc.), il metodo UMS differisce poco da loro.

Applicazione del metodo del radiocarbonio

L'archeologia e la geologia del Quaternario sono state e rimangono i principali ambiti di applicazione del metodo del radiocarbonio. In archeologia, l'uso di un metodo indipendente per determinare l'età è diventato veramente rivoluzionario e ha cambiato significativamente i concetti archeologici esistenti. Attualmente è impossibile svolgere un serio lavoro archeologico senza l'uso della datazione al radiocarbonio. Ora, insieme all’analisi di oggetti “di routine”, che includono legno, carbone e ossa, la determinazione dell’età (principalmente con il metodo UMS) di materiali inadatti nel recente passato come singoli semi e frutti di piante, tessuti, acidi grassi è sempre più presente (lipidi) nella ceramica antica e nella ceramica stessa, resti di sangue su strumenti di pietra, arte rupestre. A quanto pare, il numero totale di date al radiocarbonio per i siti archeologici nel mondo oggi è diverse centinaia di migliaia; all'inizio degli anni '60 non ce n'erano più di 2.400.

I risultati dell'utilizzo del metodo del radiocarbonio nell'archeologia del Vecchio e del Nuovo Mondo sono riassunti in lavori riassuntivi. Uno degli esempi più interessanti e importanti sono gli appuntamenti. La Sacra Sindone, manoscritti del Mar Morto, pitture rupestri nelle grotte di Francia e Spagna, i siti più antichi del mondo con ceramica e agricoltura. Il metodo del radiocarbonio ha aperto ampie opportunità per archeologi e dendrocronologi, che ora possono “legare” i loro dati alla scala temporale assoluta utilizzando la cosiddetta “corrispondenza delle fluttuazioni”. In questo caso, le fluttuazioni sono bruschi cambiamenti nel contenuto dell'isotopo 14 C negli ultimi 10-12 mila anni, che possono essere identificati e confrontati con i picchi registrati sulla curva riconosciuta a livello internazionale.

Nella datazione dei monumenti antichi non sono stati scoperti falsificazioni. Anche agli albori del metodo al radiocarbonio, uno dei primi campioni, presumibilmente provenienti dall'antico Egitto, si rivelò essere una copia moderna. Un esempio da manuale è la datazione dell'"uomo" di Piltdown dall'Inghilterra (età prevista - almeno 75.000 anni, reale - 500-600 anni) e dei resti dell'"Arca di Noè" sul monte Ararat (la loro età era di soli 1200-1400 anni , e non almeno 5000 anni secondo la cronologia biblica) .

Nella geologia e paleogeografia del Quaternario, il metodo del radiocarbonio è utilizzato tanto quanto in archeologia. Con il suo aiuto sono stati stabiliti i parametri cronologici delle principali epoche calde e fredde degli ultimi 40-50 mila anni, in particolare degli ultimi 10 mila anni (l'epoca dell'Olocene) (vedi, ad esempio :). La letteratura sull'applicazione del metodo del radiocarbonio in geologia è estremamente ampia (vedi, ad esempio :), quindi ci soffermeremo solo su alcuni esempi: geocronologia della seconda metà del tardo Pleistocene della Siberia, datazione delle eruzioni vulcaniche in Kamchatka ; Cronologia dell'era glaciale della Russia europea nordoccidentale e dell'Eurasia settentrionale nel suo complesso.

Il metodo del radiocarbonio è diventato lo strumento più importante per studiare il processo di estinzione dei grandi mammiferi (la cosiddetta megafauna) alla fine dell'ultimo periodo geologico: il Pleistocene (da 2,6 milioni a 10 mila anni fa). Sulla base della datazione di massa al radiocarbonio dei resti fossili di mammut, rinoceronti lanosi e di numerose altre specie animali, è stato possibile stabilire l'ora e il luogo della loro estinzione finale. Uno dei risultati più importanti è stata la determinazione dell'età delle ossa e delle zanne dei mammut. O. Wrangel(Siberia nord-orientale): i resti si sono rivelati sorprendentemente "giovani" - da 9000 a 3700 anni fa; oggi questi sono gli ultimi mammut sulla Terra. Non meno interessanti sono i risultati della datazione al radiocarbonio delle ossa di un cervo gigante fossile con corna larghe fino a 4 m: i suoi ultimi rappresentanti vivevano negli Urali meridionali e nei Trans-Urali fino a 6900 anni fa. Recentemente, con l'aiuto della datazione diretta UMS del guscio d'uovo di struzzo asiatico, sono stati ottenuti dati sulla sua esistenza nell'Asia orientale e centrale fino a 8000 anni fa.

Il metodo del radiocarbonio è ampiamente utilizzato in geofisica, oceanologia, biologia, medicina e molte altre scienze. Le misurazioni del contenuto di 14 C nell'acqua di mare si sono consolidate nella pratica della ricerca oceanologica (questo consente di rivelare i modelli di circolazione delle acque dell'Oceano Mondiale) e nello studio delle acque sotterranee terrestri e delle sorgenti minerali. Una direzione in via di sviluppo dinamico può essere definita lo studio del contenuto di 14 C in oggetti come meteoriti e ghiacciai. Il metodo del radiocarbonio aiuta nello studio dei fenomeni astrofisici: fluttuazioni dell'attività solare, esplosioni di supernova, ecc.

Un ruolo importante è giocato dalla misurazione dell'attività dell'isotopo 14 C negli studi relativi al radiocarbonio "tecnogenico". Come è noto, nella seconda metà degli anni Cinquanta, in concomitanza con l'inizio dei test delle bombe all'idrogeno nell'atmosfera, si verificò la formazione di 14 C "artificiale" a seguito dell'emissione di un gran numero di neutroni liberi momento di un'esplosione nucleare (vedi Fig. 1, livello "formazione"), e lo sfondo naturale è stato gravemente disturbato. Nel 1965, il contenuto dell'isotopo 14C ha superato il suo valore "pre-bomba", cioè di fondo, di quasi 2 volte - 190% rispetto al livello del 1950 (Fig. 4) e anche oggi non è ancora tornato al suo valore originale stato. Ora l'attività del 14 C è circa il 105-110% di quella del 1950, ed è apparso anche il termine "14 C post-bomba". Tuttavia, c'è una benedizione sotto mentite spoglie: questo fenomeno è ampiamente utilizzato per determinare l'ora della morte di organismi giovani (non più vecchi di 40-50 anni); a volte con l'aiuto di questo approccio è possibile smascherare falsi di antiche mummie umane. Negli anni 50-60 sono stati costruiti molti studi biomedici sul fenomeno dell’arricchimento artificiale dell’atmosfera con 14 C, dove l’isotopo 14 C è una sorta di “etichetta” (vedi ad esempio :). Le misurazioni dell'attività del 14C vengono utilizzate per studiare l'inquinamento ambientale causato dai radionuclidi rilasciati durante la produzione di combustibile per l'industria nucleare. E può essere definito "esotico" Utilizzo del metodo del radiocarbonio in medicina legale – per individuare il commercio dell’avorio(gli animali uccisi dopo il 1955-1960 hanno un alto contenuto di 14C "post-bomba" nelle zanne) e il contrabbando di droga (basato anch'esso sull'effetto "post-bomba"). In effetti, la portata di questo metodo è quasi illimitata!

Una delle aree della ricerca sul radiocarbonio, importante per tutte le scienze, negli anni '60 e 2000 era la calibrazione di 14 date C. La necessità di calibrazione è dovuta al fatto che la quantità dell'isotopo 14C nell'atmosfera, nell'idrosfera e nella biosfera non è rimasta costante (come inizialmente credevano W.F. Libby e i suoi colleghi), ma è cambiata sotto l'influenza di una serie di condizioni esterne , le principali delle quali erano le fluttuazioni nella recente attività geologica passata dei raggi cosmici che producevano radiocarbonio (vedi Fig. 1). Pertanto, la relazione tra 14 C ed età di calendario non è lineare. L'influenza di questo fattore, che complica la conversione dell'età del radiocarbonio in date astronomiche (del calendario), è ormai stata superata per l'intervallo di tempo che va dai nostri giorni a 20.000 anni fa; sono in corso i lavori per elaborare programmi per la conversione delle 14 date C in date di calendario fino al limite di sensibilità del metodo al radiocarbonio (circa 45.000–50.000 14 anni C).

Prospettive del metodo del radiocarbonio

Esistono numerosi esempi dell'influenza del metodo 14C sullo sviluppo delle conoscenze scientifiche e sulla revisione di numerose disposizioni. Pertanto, è stato sulla base dei risultati della datazione del 14°C di sezioni dei depositi del tardo Pleistocene e dell'Olocene che è stato possibile costruire una base cronologica affidabile per la storia del clima e dell'ambiente naturale della Terra nel suo insieme, che è estremamente importante per prevedere i cambiamenti climatici futuri.

Un vivido esempio dell'influenza del metodo del radiocarbonio sulla scienza e sulla cultura moderne è la determinazione dell'età di una delle reliquie cristiane più famose: la Sindone di Torino (che, secondo la leggenda, servì come copertura funeraria di Gesù Cristo) . Risultò essere pari a circa 690 anni 14 C, che corrisponde al 1260–1390. ANNO DOMINI . Ovviamente, in questo caso, la Sindone di Torino non ha nulla a che fare con l'era della vita di Cristo, che, secondo la cronologia biblica, risale a circa 1-35 anni. ANNO DOMINI La critica alla conclusione sulla “giovane età” della sindone (con un tentativo di confutarla) è stata intrapresa da un gruppo di D.A. Kuznetsov, tuttavia, uno studio dettagliato dei processi da loro descritti non è stato confermato. Pertanto, i risultati della datazione della Sindone di Torino possono essere considerati scientificamente attendibili, così come la necessità di confermare o chiarire l'età di importanti oggetti d'arte, storia e religione (dipinti, incisioni, manoscritti, sindoni, ossa e reliquie di santi, ecc.) .) l'uso del metodo al radiocarbonio è diventato poi ovvio .

Un altro esempio molto rivelatore è la determinazione diretta dell’età degli antichi mediante la datazione al 14 C delle loro ossa. Il lavoro intrapreso negli ultimi 15-20 anni in questa direzione con i resti dell’uomo di Neanderthal (Homo neanderthalensis) e dell’uomo moderno (Homo sapiens sapiens) in Europa, Nord America e Asia ha dimostrato che in alcuni casi l’età delle ossa è molto “ più giovane” di quello ricavato da dati archeologici o antropologici. Tuttavia, per la maggior parte degli oggetti, le date del 14C ottenute sono abbastanza coerenti con i risultati attesi.

L'apertura e il libero accesso alle informazioni sono uno dei principi fondamentali del lavoro della comunità di specialisti che utilizza il metodo 14 C. Pertanto, vengono costantemente eseguiti controlli interlaboratorio dell'età del radiocarbonio di campioni appositamente selezionati. Sono in corso lavori per migliorare la procedura di calibrazione per 14 date C, che dipende principalmente dal grado di affidabilità dei dati iniziali. Negli ultimi anni sono stati ottenuti risultati che lasciano sperare che presto sarà possibile una calibrazione attendibile delle 14 date C fino a 50.000 anni fa.

Nel prossimo futuro, il più promettente sarà l'uso di piccoli impianti UMS, i cui requisiti operativi non sono così rigorosi come quelli delle macchine con una tensione operativa di 3-6 milioni di eV e le capacità di apparecchiature di dimensioni compatte sono molto alti. Un fattore importante è anche il prezzo di dispositivi così piccoli (tensione operativa 200-500 mila eV), che è molte volte inferiore al costo delle grandi installazioni. Pertanto, le possibilità di datare direttamente oggetti molto piccoli o preziosi si stanno espandendo: opere d'arte, ossa del Paleolitico, ecc., L'elenco degli oggetti viene costantemente aggiornato. Quindi, negli ultimi anni, per stabilire è stato utilizzato il metodo UMS età delle ossa calcinate provenienti da sepolture a cremazione; tali "campi di sepoltura" sono comuni in Europa e in Siberia. Tra gli ambiti prioritari rientra anche lo studio delle variazioni del contenuto dell'isotopo 14C nell'atmosfera fino a 50.000 anni fa basato sullo studio dei depositi della cintura lacustre (con stratificazione annuale). Ciò, in particolare, consentirà di correlare eventi naturali e culturali non solo per il recente passato dell'umanità, ma anche per l'intero Paleolitico superiore (fino a 35.000–40.000 anni fa). Uno degli aspetti più importanti della protezione ambientale - il monitoraggio della contaminazione radioattiva - è attualmente impensabile senza misurare l'attività dell'isotopo 14 C in vari oggetti naturali e artificiali.

Il grande potenziale scientifico e pratico dell’applicazione del metodo del radiocarbonio probabilmente non sarà esaurito nemmeno nel 21° secolo. Essendo uno dei metodi più versatili e accurati per determinare l'età geologica e archeologica, oltre ad essere un indicatore sensibile dell'inquinamento ambientale con materiali radioattivi e altre sostanze contenenti carbonio, il metodo del radiocarbonio è oggi richiesto in vari campi della scienza fondamentale e ricerca applicata. Ciò conferma ancora una volta la lungimiranza di U.F. Libby e i suoi studenti sono i fondatori di una nuova direzione scientifica.

Prima pubblicazione: Bollettino dell'Accademia russa delle scienze, 2011, volume 81, n° 2, p. 127–133

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La datazione al radiocarbonio (RC) fu inventata dal chimico americano Willard Libby nel 1946 e nel 1960 Libby vinse il Premio Nobel per la chimica per aver dimostrato questo metodo e la sua applicazione. Il metodo RU consiste nel misurare la percentuale dell'isotopo radioattivo del carbonio C14 nella sostanza organica e calcolare su questa base l'età della sostanza organica. Inizialmente, l'idea di Libby si basava su quanto segue

ipotesi:

1. Il C14 si forma nell'alta atmosfera sotto l'azione dei raggi cosmici, quindi si mescola nell'atmosfera, diventando parte dell'anidride carbonica. Si è ipotizzato che la percentuale di C14 nell'atmosfera sia costante e non dipenda dal tempo e dal luogo, nonostante la disomogeneità dell'atmosfera stessa e il decadimento degli isotopi.
2. Il tasso di decadimento radioattivo è un valore costante, misurato da un tempo di dimezzamento di 5568 anni (si presume che metà degli isotopi C14 vengano convertiti in C12 durante questo periodo).
3. Gli animali e le piante costruiscono i loro corpi a partire dall'anidride carbonica atmosferica, mentre le cellule viventi contengono la stessa percentuale dell'isotopo C14 presente nell'atmosfera.
4. Alla morte di un organismo, le sue cellule lasciano il ciclo di scambio del carbonio, quindi gli isotopi di carbonio C14, secondo la legge esponenziale del decadimento radioattivo, si trasformano in un isotopo stabile C12. Questo ci permette di calcolare il tempo trascorso dalla morte dell'organismo. Questo periodo è chiamato “età del radiocarbonio”.

Con questa teoria, man mano che il materiale veniva accumulato, iniziarono ad apparire controesempi: gli organismi recentemente morti si rivelarono improvvisamente molto antichi o, al contrario, potevano contenere una quantità così grande di isotopo da ricevere un'età RU negativa. Alcuni oggetti ovviamente antichi avevano un'età RU giovane (tali artefatti furono dichiarati falsificazioni tardive). Di conseguenza, si è scoperto che l'età RU non sempre coincide con l'età reale, nel caso in cui sia possibile verificare l'età reale. Ma il metodo RU viene utilizzato principalmente per datare oggetti organici di età sconosciuta, quindi queste date potrebbero non avere una verifica indipendente. I paradossi risultanti possono essere spiegati dai seguenti difetti della teoria di Libby (questi e altri fattori sono analizzati nel libro di M.M. Postnikov "Uno studio critico della cronologia del mondo antico, in 3 volumi", - M.: Kraft + Lean , 2000, nel volume 1, pp. 311-318, scritto nel 1978):

1) Volatilità, percentuale disomogenea di C14 nell'atmosfera, sua distribuzione non uniforme. Il contenuto di C14 dipende dal fattore cosmico (l'intensità della radiazione solare) e dal fattore terra (l'ingresso nell'atmosfera del "vecchio" carbonio dovuto alla combustione o al decadimento di materia organica antica, all'emergere di nuove fonti di radioattività, fluttuazioni del campo magnetico terrestre). Una variazione di questo parametro del 20% comporta un errore nell'età RU di quasi 2mila anni.
2) Il tasso di decadimento radioattivo degli isotopi non è costante - anzi, dai tempi di Libby, il tempo di dimezzamento del C14, secondo i libri di consultazione ufficiali, è "cambiato" di cento anni, cioè di un paio di per cento (questo corrisponde a un cambiamento nell'età RU di un centinaio di anni e mezzo). Apparentemente, il valore di questo periodo dipende in modo significativo (entro pochi punti percentuali) dagli esperimenti in cui viene determinato. E, forse, dipende da alcune condizioni, campi e forze esterne.
3) Gli isotopi del carbonio non sono del tutto equivalenti chimicamente, e quindi le membrane cellulari possono utilizzarli in modo selettivo: alcuni assorbono il C14, altri, al contrario, lo evitano. Poiché la percentuale di C14 è trascurabile (da un atomo di C14 a 10 miliardi di atomi di C12), anche una piccola quantità di selettività isotopica di una cellula causerà un grande cambiamento nell’età RR (una fluttuazione del 10% porta ad un errore di circa 600 anni).
4) Dopo la morte dell'organismo, i suoi tessuti non lasciano lo scambio di carbonio, partecipando ai processi di decadimento e diffusione.

Sin dai tempi di Libby, i fisici del carbonio hanno imparato a determinare l'abbondanza di un isotopo in un campione in modo molto accurato, affermando addirittura di essere in grado di contare i singoli atomi di un isotopo. Naturalmente, un calcolo del genere è possibile solo per un piccolo campione di tessuto organico, ma in questo caso sorge la domanda: quanto accuratamente questo piccolo campione rappresenta l'intero oggetto? Quanto è omogeneo il contenuto isotopico in esso contenuto? Dopotutto, errori di pochi punti percentuali portano a cambiamenti centennali nell'età delle RU.

Scala di calibrazione C14.

Riconoscendo la significativa variabilità del contenuto di C14 nell'atmosfera, i fisici del radiocarbonio iniziarono a costruire il cosiddetto. "scale di calibrazione" dell'isotopo C14: dalla distribuzione dell'isotopo negli anelli di alberi longevi (sequoie americane millenarie) è stata estrapolata l'abbondanza dell'isotopo nell'atmosfera nelle ultime migliaia di anni. Tale scala ha un certo significato per la regione in cui è stata compilata, ma trasferirla ad altre regioni, ad altri continenti è infondata e molto probabilmente errata.
I tentativi di costruire scale simili per alberi a vita breve in Europa sollevano un altro problema: la scala RU risulta essere legata alla dendroscala della regione, compilata, come indicato sopra, in modo ancora meno affidabile. Di conseguenza, si scopre che la scala RU è legata a una dendroscala arbitraria ed errata, e quest'ultima è giustificata facendo riferimento all'accordo con la scala RU: e il cieco guida il cieco. Gli archeologi russi della scuola di Kolchin amano ripetere questo tipo di argomentazioni.
La scala di calibrazione C14 presenta variazioni significative nei suoi valori. Ciò ha portato al fatto che ora, per determinare l'età RC, i ricercatori del radiocarbonio devono conoscere l'intervallo di ricerca per la data richiesta, poiché i valori di abbondanza isotopica desiderati possono ora essere localizzati in tutti i millenni storici. Questo intervallo è tratto da indicazioni a priori degli storici tradizionali: gli storici indicano un'età sospetta - la datazione al radiocarbonio fornisce agli storici una data "esatta", in altri secoli le date sarebbero diverse. Il processo per ottenere altre date sullo stesso materiale è stato illustrato da A.M. Tyurin<2>.

Tutte queste innovazioni del metodo RU cercano di rimuovere l'influenza del fattore 1) dai precedenti, mentre altri non possono essere presi in considerazione. Di conseguenza, si scopre che la datazione al radiocarbonio non è più affidabile o scientifica della datazione "a occhio", secondo lo "stile dell'epoca", ma viene utilizzata per dare l'impressione del carattere scientifico della cronologia tradizionale creata da astrologi e teologi medievali. A volte si sentono addirittura affermazioni da parte degli storici secondo cui le monete antiche venivano datate con il metodo RU! Ma anche se queste monete fossero di ghisa e contenessero una quantità sufficiente di carbonio, la datazione RU dovrebbe mostrare non il tempo di fabbricazione della moneta, ma l'età del minerale (molte centinaia di migliaia di anni). Si dovrebbe pensare che molti riferimenti alla datazione RU siano lo stesso inganno del mondo scientifico.

Letteratura
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2. Articoli di A.M. Tyurin nell'HX Almanacco n. 3:

12 maggio 2013

Tutto ciò che ci è giunto dal paganesimo è avvolto da una fitta nebbia; appartiene a quell'intervallo di carico che non possiamo misurare. Sappiamo che è più antico del cristianesimo, ma di due anni, di duecento anni o di un intero millennio: qui possiamo solo indovinare. Rasmus Nierup, 1806.

Molti di noi sono intimiditi dalla scienza. La datazione al radiocarbonio come uno dei risultati dello sviluppo della fisica nucleare è un esempio di tale fenomeno. Questo metodo è importante per discipline scientifiche diverse e indipendenti come l'idrologia, la geologia, la scienza dell'atmosfera e l'archeologia. Tuttavia, lasciamo la comprensione dei principi della datazione al radiocarbonio agli specialisti scientifici e condividiamo ciecamente le loro conclusioni per rispetto per l'accuratezza delle loro apparecchiature e ammirazione per la loro intelligenza.

In effetti, i principi della datazione al radiocarbonio sono sorprendentemente semplici e facilmente accessibili. Inoltre, la nozione di datazione al radiocarbonio come “scienza esatta” è fuorviante e, in verità, pochi scienziati sono di questa opinione. Il problema è che in molte discipline coloro che utilizzano la datazione al radiocarbonio per scopi cronologici non ne comprendono la natura e lo scopo. Esaminiamo questo.

Principi di datazione al radiocarbonio

William Frank Libby e il suo team svilupparono i principi della datazione al radiocarbonio negli anni '50. Nel 1960 il loro lavoro fu completato e nel dicembre dello stesso anno Libby fu nominata per il Premio Nobel per la chimica. Uno degli scienziati coinvolti nella sua nomina ha osservato:

“Raramente è accaduto che una scoperta nel campo della chimica abbia avuto un tale impatto su diversi ambiti della conoscenza umana. Raramente una singola scoperta ha suscitato così tanto interesse”.

Libby scoprì che l'isotopo radioattivo instabile del carbonio (C14) decade a una velocità prevedibile in isotopi stabili del carbonio (C12 e C13). Tutti e tre gli isotopi si trovano naturalmente nell'atmosfera nelle seguenti proporzioni; C12 - 98,89%, C13 - 1,11% e C14 - 0,00000000010%.

Gli isotopi stabili del carbonio C12 e C13 si sono formati insieme a tutti gli altri atomi che compongono il nostro pianeta, cioè molto, molto tempo fa. L'isotopo C14 viene prodotto in quantità microscopiche a seguito del bombardamento quotidiano dell'atmosfera solare da parte dei raggi cosmici. In caso di collisione con determinati atomi, i raggi cosmici li distruggono, a seguito dei quali i neutroni di questi atomi passano allo stato libero nell'atmosfera terrestre.

L'isotopo C14 si forma quando uno di questi neutroni liberi si fonde con il nucleo di un atomo di azoto. Pertanto, il radiocarbonio è un "isotopo di Frankenstein", una lega di diversi elementi chimici. Successivamente gli atomi C14, che si formano a velocità costante, subiscono l'ossidazione ed entrano nella biosfera attraverso la fotosintesi e la catena alimentare naturale.

Negli organismi di tutti gli esseri viventi, il rapporto tra gli isotopi C12 e C14 è uguale al rapporto atmosferico di questi isotopi nella loro regione geografica ed è mantenuto dal loro tasso metabolico. Tuttavia, dopo la morte, gli organismi smettono di accumulare carbonio e da quel momento in poi il comportamento dell’isotopo C14 diventa interessante. Libby ha scoperto che il tempo di dimezzamento del C14 è di 5568 anni; dopo altri 5568 anni, la metà degli atomi rimanenti dell'isotopo decade.

Pertanto, poiché il rapporto iniziale tra gli isotopi C12 e C14 è una costante geologica, l'età di un campione può essere determinata misurando la quantità di isotopo C14 residuo. Ad esempio, se nel campione è presente una quantità iniziale di C14, la data di morte dell'organismo è determinata da due emivite (5568 + 5568), che corrispondono a un'età di 10.146 anni.

Questo è il principio base della datazione al radiocarbonio come strumento archeologico. Il radiocarbonio viene assorbito nella biosfera; cessa di accumularsi con la morte dell'organismo e decade ad una certa velocità misurabile.

In altre parole, il rapporto C 14/C 12 diminuisce gradualmente. Otteniamo così un "orologio" che inizia a funzionare dal momento della morte di un essere vivente. Ovviamente, questo orologio funziona solo con cadaveri che una volta erano esseri viventi. Ad esempio, non possono essere utilizzati per determinare l’età delle rocce vulcaniche.

La velocità di decadimento del C 14 è tale che metà di questa sostanza si trasforma nuovamente in N 14 entro 5730 ± 40 anni. Questa è la cosiddetta "emivita". In due emivite, cioè in 11460 anni, rimarrà solo un quarto della quantità originale. Pertanto, se il rapporto C 14/C 12 nel campione è un quarto del rapporto negli organismi viventi moderni, teoricamente questo campione ha un'età di 11.460 anni. È teoricamente impossibile determinare l’età di oggetti più vecchi di 50.000 anni utilizzando il metodo del radiocarbonio. Pertanto, la datazione al radiocarbonio non può mostrare un’età di milioni di anni. Se il campione contiene C 14, ciò indica già la sua età meno milioni di anni.

Tuttavia, tutto non è così semplice. Innanzitutto, le piante assorbono peggio l'anidride carbonica contenente C 14. Di conseguenza, si accumulano meno del previsto e quindi appaiono più vecchi di quanto non siano in realtà quando vengono testati. Inoltre, piante diverse assorbono C 14 in modo diverso e anche questo dovrebbe essere corretto. 2

In secondo luogo, il rapporto C 14 /C 12 nell'atmosfera non è stato sempre costante: ad esempio, è diminuito con l'inizio dell'era industriale, quando, a seguito della combustione di enormi quantità di combustibile organico, una massa di anidride carbonica si è esaurita in C14 è stato rilasciato. Di conseguenza, gli organismi morti durante questo periodo appaiono più antichi nella datazione al radiocarbonio. Poi si è verificato un aumento di C 14 O 2 associato ai test nucleari a terra negli anni '50, 3 facendo sembrare più giovani gli organismi morti durante questo periodo di quanto non fossero in realtà.

Le misurazioni del contenuto di C 14 in oggetti la cui età è stata accuratamente stabilita dagli storici (ad esempio, grano nelle tombe con indicazione della data di sepoltura) consentono di stimare il livello di C 14 nell'atmosfera di quel tempo e, quindi, “correggere parzialmente il progresso” degli “orologi” al radiocarbonio. Di conseguenza, la datazione al radiocarbonio basata su dati storici può essere molto fruttuosa. Tuttavia, anche con un tale "contesto storico", gli archeologi non considerano assolute le date al radiocarbonio a causa delle frequenti anomalie. Si affidano maggiormente ai metodi di datazione associati ai documenti storici.

Al di fuori dei dati storici, la "regolazione" dell '"orologio" da 14 non è possibile

Nel laboratorio

Considerati tutti questi fatti inconfutabili, è estremamente strano vedere sulla rivista Radiocarbon (che pubblica i risultati degli studi sul radiocarbonio in tutto il mondo) la seguente affermazione:

“Sei rinomati laboratori hanno eseguito 18 analisi sull’età del legno da Shelford nel Cheshire. Le stime variano da 26.200 a 60.000 anni (ad oggi), con un'estensione di 34.600 anni.

C'è un altro fatto: anche se la teoria della datazione al radiocarbonio sembra convincente, quando i suoi principi vengono applicati a campioni di laboratorio, entra in gioco l'elemento umano. Ciò porta a errori, a volte molto significativi. Inoltre, i campioni di laboratorio sono contaminati da radiazioni di fondo che modificano il livello residuo di C14 misurato.

Come sottolinearono Renfrew nel 1973 e Taylor nel 1986, la datazione al radiocarbonio si basa su una serie di ipotesi infondate fatte da Libby durante lo sviluppo della sua teoria. Ad esempio, negli ultimi anni si è discusso molto sul tempo di dimezzamento del C14, presumibilmente 5568 anni. Oggi, la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che Libby aveva torto e che il tempo di dimezzamento del C14 è in realtà di circa 5730 anni. Una discrepanza di 162 anni diventa di grande importanza quando si datano campioni di migliaia di anni.

Ma insieme al Premio Nobel per la Chimica, Libby arrivò ad avere completa fiducia nel suo nuovo sistema. La datazione al radiocarbonio degli esemplari archeologici dell'Antico Egitto era già stata datata, poiché gli antichi egizi seguivano attentamente la loro cronologia. Sfortunatamente, l’analisi al radiocarbonio ha fornito un’età troppo bassa, in alcuni casi 800 anni in meno rispetto a quanto indicato dai documenti storici. Ma Libby è giunta ad una conclusione sorprendente:

"La distribuzione dei dati mostra che le date storiche dell'antico Egitto prima dell'inizio del secondo millennio a.C. sono troppo elevate e potrebbero superare quelle reali di 500 anni all'inizio del terzo millennio a.C.."

Questo è un classico caso di presunzione scientifica e di fede cieca, quasi religiosa, nella superiorità dei metodi scientifici rispetto a quelli archeologici. Libby si sbagliava, il metodo del radiocarbonio lo aveva fallito. Ora questo problema è stato risolto, ma la reputazione autoproclamata della datazione al radiocarbonio supera ancora il suo livello di affidabilità.

La mia ricerca mostra che ci sono due seri problemi associati alla datazione al radiocarbonio, che ancora oggi possono portare a grandi malintesi. Si tratta di (1) contaminazione dei campioni e (2) cambiamenti nel livello di C14 nell'atmosfera durante le ere geologiche.

Standard per la datazione al radiocarbonio. Il valore dello standard adottato nel calcolo dell'età al radiocarbonio del campione influisce direttamente sul valore ottenuto. Sulla base dei risultati di un'analisi dettagliata della letteratura pubblicata, è stato stabilito che nella datazione al radiocarbonio venivano utilizzati diversi standard. I più famosi tra questi sono lo standard Anderson (12,5 dpm/g), lo standard Libby (15,3 dpm/g) e lo standard moderno (13,56 dpm/g).

Datazione della barca del faraone. Il legno della barca del faraone Sesostri III è stato datato al radiocarbonio sulla base di tre standard. Datando il legno nel 1949, sulla base dello standard (12,5 dpm/g), si ottenne un'età al radiocarbonio di 3700 +/- 50 anni BP. Successivamente Libby datò il legno sulla base di uno standard (15,3 dpm/g). L’era del radiocarbonio non è cambiata. Nel 1955, Libby ridatò il legno della barca sulla base di uno standard (15,3 dpm/g) e ottenne un'età al radiocarbonio di 3621 +/- 180 anni BP. Per datare il legno della barca nel 1970 è stato utilizzato lo standard (13,56 dpm/g). L’età del radiocarbonio è rimasta pressoché invariata e ammontava a 3640 anni BP. I dati concreti da noi forniti sulla datazione della barca del faraone possono essere verificati tramite i collegamenti corrispondenti alle pubblicazioni scientifiche.

Prezzo della domanda. Ottenere praticamente la stessa età al radiocarbonio del legno della barca del faraone: 3621-3700 anni BP sulla base dell'utilizzo di tre standard, i cui valori differiscono notevolmente, è fisicamente impossibile. L'utilizzo di uno standard (15,3 dpm/g) aumenta automaticamente l'età del campione datato 998 anni rispetto al riferimento (13,56 dpm/g), e 1668 anni, rispetto allo standard (12,5 dpm/g). Ci sono solo due modi per uscire da questa situazione. Riconoscere che:

Nel datare il legno della barca del faraone Sesostri III furono effettuate manipolazioni con standard (il legno, contrariamente a quanto dichiarato, fu datato sulla base dello stesso standard);

La barca magica del faraone Sesostri III.

Conclusione. L'essenza dei fenomeni considerati, chiamati manipolazioni, è espressa in una parola: falsificazione.

Dopo la morte, il contenuto di C 12 rimane costante, mentre il contenuto di C 14 diminuisce

Contaminazione del campione

Mary Levine spiega:

“La contaminazione è la presenza in un campione di materiale organico di origine estranea che non si è formato insieme al materiale campione”.

Molte delle prime fotografie al radiocarbonio mostrano scienziati che fumano sigarette mentre raccolgono o elaborano campioni. Non molto intelligente da parte loro! Come sottolinea Renfrew, "lascia cadere un pizzico di cenere sui campioni pronti per l'analisi e otterrai l'età al radiocarbonio del tabacco da cui è stata prodotta la sigaretta".

Sebbene tale incompetenza metodologica sia oggi considerata inaccettabile, i campioni archeologici soffrono ancora di contaminazione. I tipi noti di inquinamento e i modi per affrontarli sono discussi nell'articolo di Taylor (1987). Egli divide l'inquinamento in quattro categorie principali: 1) fisicamente rimovibile, 2) solubile negli acidi, 3) solubile negli alcali, 4) solubile nei solventi. Tutti questi contaminanti, se non eliminati, influenzano notevolmente la determinazione di laboratorio dell'età del campione.

H. E. Gove, uno degli inventori del metodo della spettrometria di massa con acceleratore (AMS), ha datato al radiocarbonio la Sindone di Torino. Concluse che le fibre utilizzate per realizzare la sindone risalgono al 1325.

Sebbene Gove e i suoi colleghi siano abbastanza fiduciosi nell'autenticità della loro definizione, molti, per ovvie ragioni, considerano l'età della Sindone di Torino molto più venerabile. Gove e i suoi collaboratori hanno dato una risposta decente a tutti i critici, e se dovessi fare una scelta, oserei dire che la datazione scientifica della Sindone di Torino è molto probabilmente accurata. Ma in ogni caso, l’uragano di critiche che ha colpito questo particolare progetto mostra quanto possa essere costoso un errore nella datazione al radiocarbonio e quanto diffidenti siano alcuni scienziati riguardo a questo metodo.

È stato sostenuto che i campioni potrebbero essere stati contaminati con carbonio organico più giovane; i metodi di pulizia potrebbero aver perso tracce di contaminanti moderni. Robert Hedges dell’Università di Oxford lo nota

"un piccolo errore sistematico non può essere completamente escluso."

Chissà se chiamerebbe la discrepanza nelle datazioni ottenute da diversi laboratori su un campione di legno di Shelford un "piccolo errore sistematico"? Non sembra che ci stiamo ancora una volta ingannando con la retorica accademica e facendoci credere nella perfezione dei metodi esistenti?

Di questo avviso è certamente Leoncio Garza-Valdez per quanto riguarda la datazione della Sindone di Torino. Tutti i tessuti antichi sono ricoperti da una pellicola bioplastica prodotta dai batteri, che secondo Garza-Valdez confonde gli analizzatori del radiocarbonio. In effetti, l'età della Sindone di Torino potrebbe essere di 2000 anni, poiché la sua datazione al radiocarbonio non può essere considerata definitiva. Sono necessarie ulteriori ricerche. È interessante notare che Gove (anche se non è d’accordo con Garza-Valdez) concorda sul fatto che tale critica fornisce la base per nuove ricerche.

Il ciclo del radiocarbonio (14C) nell'atmosfera, nell'idrosfera e nella biosfera della Terra

Livello di C14 nell'atmosfera terrestre

Secondo il "principio di simultaneità" di Libby, il livello di C14 in una data regione geografica è costante nel corso della storia geologica. Questa premessa era vitale per l’affidabilità della datazione al radiocarbonio nelle fasi iniziali del suo sviluppo. Infatti, per misurare in modo affidabile i livelli residui di C14, è necessario sapere quanto di questo isotopo era presente nell’organismo al momento della morte. Ma questa premessa, secondo Renfrew, è errata:

"Tuttavia, è ormai noto che il rapporto proporzionale tra radiocarbonio e C12 ordinario non è rimasto costante nel tempo e che prima del 1000 a.C. le deviazioni sono così grandi che le date al radiocarbonio possono differire notevolmente dalla realtà."

Gli studi dendrologici (lo studio degli anelli degli alberi) dimostrano in modo convincente che il livello di C14 nell'atmosfera terrestre negli ultimi 8000 anni ha subito notevoli fluttuazioni. Quindi Libby scelse una falsa costante e la sua ricerca si basò su presupposti errati.

L'età del pino del Colorado che cresce nelle regioni sudoccidentali degli Stati Uniti può raggiungere diverse migliaia di anni. Alcuni alberi che sono ancora vivi oggi sono nati 4.000 anni fa. Inoltre, dai tronchi raccolti nei luoghi in cui crescevano questi alberi, è possibile risalire indietro di 4.000 anni nel passato. Altri alberi longevi utili per gli studi dendrologici sono la quercia e la sequoia della California.

Come sapete, ogni anno sul taglio di un tronco d'albero vivente cresce un nuovo anello annuale. Contando gli anelli annuali puoi scoprire l'età dell'albero. È logico supporre che il livello di C14 nell'anello annuale di 6000 anni di età sarà simile al livello di C14 nell'atmosfera moderna. Ma non lo è.

Ad esempio, l'analisi degli anelli degli alberi ha mostrato che il livello di C14 nell'atmosfera terrestre 6000 anni fa era significativamente più alto di adesso. Di conseguenza, i campioni al radiocarbonio datati a questa età sono risultati notevolmente più giovani di quanto fossero in realtà, sulla base dell'analisi dendrologica. Grazie al lavoro di Hans Suiss, sono stati compilati grafici di correzione del livello C14 per compensare le sue fluttuazioni nell'atmosfera in diversi periodi di tempo. Tuttavia, ciò ha ridotto significativamente l’affidabilità della datazione al radiocarbonio di campioni più vecchi di 8000 anni. Semplicemente non disponiamo di dati sul contenuto di radiocarbonio dell'atmosfera prima di quella data.

Spettrometro di massa acceleratore dell'Università dell'Arizona (Tucson, Arizona, USA) prodotto dalla National Electrostatics Corporation: a – schema, b – pannello di controllo e sorgente ionica C¯, c – serbatoio dell'acceleratore, d – rilevatore di isotopi di carbonio. Foto di J.S. Burra

A proposito di installazioni.

Risultati "cattivi"?

Quando l'"età" dichiarata differisce da quella prevista, i ricercatori si affrettano a trovare una scusa per invalidare il risultato della datazione. La diffusa prevalenza di queste prove a posteriori dimostra che esistono seri problemi con la datazione radiometrica. Woodmorapp fornisce centinaia di esempi dei trucchi utilizzati dai ricercatori per spiegare valori di età "inappropriati".

Quindi, gli scienziati hanno rivisto l'età dei resti fossili Australopithecus ramidus. 9 La maggior parte dei campioni di basalto più vicini agli strati in cui sono stati ritrovati questi fossili mostravano un'età di circa 23 milioni di anni utilizzando il metodo argon-argon. Gli autori hanno deciso che questa cifra era "troppo alta" in base alle loro idee sul posto di questi fossili nello schema evolutivo globale. Hanno esaminato il basalto più lontano dai fossili e hanno selezionato 17 campioni su 26 e hanno individuato un'età massima accettabile di 4,4 milioni di anni. I rimanenti nove campioni mostrarono ancora una volta un'età molto più antica, ma gli sperimentatori decisero che il problema era nella contaminazione della roccia e rifiutarono questi dati. Pertanto, i metodi di datazione radiometrica sono significativamente influenzati dalla visione del mondo delle “epoche lunghe” che domina negli ambienti scientifici.

Una storia simile è legata alla datazione del cranio del primate (questo cranio è noto come esemplare KNM-ER 1470). 10, 11 Inizialmente è stato ottenuto un risultato di 212–230 Ma che, basato sui fossili si è rivelata errata ("a quel tempo non c'erano persone"), dopodiché si è tentato di stabilire l'età delle rocce vulcaniche in questa regione. Alcuni anni dopo, dopo la pubblicazione di diversi risultati di ricerche, si “concordarono” sulla cifra di 2,9 milioni di anni (anche se questi studi includevano la separazione dei risultati “buoni” da quelli “cattivi” - come nel caso di Australopithecus ramidus).

Basandosi su idee preconcette sull'evoluzione umana, i ricercatori non sono riusciti a venire a patti con l'idea che il teschio 1470 "così vecchio". Dopo aver studiato i fossili di maiale in Africa, gli antropologi credevano prontamente che si trattasse di un teschio 1470 in realtà molto più giovane. Dopo che la comunità scientifica si fu affermata in questa opinione, ulteriori studi sulle rocce ridussero ulteriormente l'età radiometrica di questo cranio - a 1,9 milioni di anni - e trovarono nuovamente dati "confermanti" un altro numero. Ecco un tale "gioco di datazione radiometrica" ​​...

Non stiamo suggerendo che gli evoluzionisti abbiano cospirato per adattare tutti i dati al risultato più conveniente per loro. Naturalmente, normalmente non è così. Il problema è altrove: tutti i dati osservativi devono conformarsi al paradigma che domina la scienza. Questo paradigma – o meglio, la credenza in milioni di anni di evoluzione dalla molecola all’uomo – è così saldamente radicato nella coscienza che nessuno osa metterlo in discussione; al contrario, si parla del “fatto” dell'evoluzione. Sotto questo paradigma e dovere soddisfare tutte le osservazioni. Di conseguenza, i ricercatori che appaiono al pubblico come "scienziati oggettivi e imparziali" selezionano inconsciamente quelle osservazioni che sono coerenti con la fede nell'evoluzione.

Non dobbiamo dimenticare che il passato è inaccessibile per la normale ricerca sperimentale (una serie di esperimenti condotti nel presente). Gli scienziati non possono sperimentare eventi accaduti nel passato. Non viene misurata l'età delle rocce: vengono misurate le concentrazioni di isotopi e possono semplicemente essere misurate con elevata precisione. Ma l'“età” viene determinata già tenendo conto delle ipotesi sul passato, che non possono essere dimostrate.

Dobbiamo sempre ricordare le parole di Dio a Giobbe: "Dov'eri quando gettavo le fondamenta della terra?"(Giobbe 38:4).

Coloro che si occupano di storia non scritta raccolgono informazioni nel presente e cercano così di ricreare il passato. Allo stesso tempo, il livello delle prove richieste è molto più basso che nelle scienze empiriche, come fisica, chimica, biologia molecolare, fisiologia, ecc.

Williams ( Williams), uno specialista nelle trasformazioni degli elementi radioattivi nell'ambiente, ha identificato 17 difetti nei metodi di datazione isotopica (sulla base dei risultati di questa datazione sono stati pubblicati tre lavori molto solidi, che hanno permesso di determinare l'età della Terra a circa 4,6 miliardi di anni). 12 John Woodmorapp critica aspramente questi metodi di datazione 8 e sfata centinaia di miti ad essi associati. Egli sostiene in modo convincente che i pochi risultati "buoni" rimasti dopo che i dati "cattivi" sono stati filtrati possono essere facilmente spiegati da una fortunata coincidenza.

"Che età preferisci?"

I questionari offerti dai laboratori di radioisotopi di solito chiedono: "Quale pensi che dovrebbe essere l'età di questo campione?". Ma qual è questa domanda? Non ce ne sarebbe bisogno se le tecniche di datazione fossero assolutamente affidabili e obiettive. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che i laboratori sono consapevoli della prevalenza di risultati anomali e stanno quindi cercando di capire quanto siano "buoni" i loro dati.

Verifica dei metodi di datazione radiometrica

Se i metodi di datazione radiometrica potessero davvero determinare oggettivamente l’età delle rocce, funzionerebbero anche in situazioni in cui conosciamo l’età esatta; inoltre, metodi diversi darebbero risultati coerenti.

I metodi di datazione dovrebbero mostrare risultati affidabili per elementi di età nota.

Esistono numerosi esempi in cui i metodi di datazione radiometrica hanno determinato in modo errato l'età delle rocce (questa età era nota con precisione in anticipo). Uno di questi esempi è la "datazione" potassio-argon di cinque colate di lava andesitica dal monte Ngauruho in Nuova Zelanda. Sebbene fosse noto che la lava scorreva una volta nel 1949, tre volte nel 1954 e un'altra volta nel 1975, le "età stimate" variavano da 0,27 a 3,5 milioni di anni.

Lo stesso metodo retrospettivo ha dato origine alla seguente spiegazione: quando la roccia si è solidificata, al suo interno è rimasto argon “extra” a causa del magma (roccia fusa). Nella letteratura scientifica secolare ci sono molti esempi di come un eccesso di argon porti a "milioni di anni in più" nella datazione delle rocce di un'età storica conosciuta. 14 La fonte dell'argon in eccesso sembra essere la parte superiore del mantello terrestre, situata appena sotto la crosta terrestre. Ciò è abbastanza coerente con la teoria della "giovane Terra": l'argon ha avuto troppo poco tempo, semplicemente non ha avuto il tempo di liberarsi. Ma se un eccesso di argon portasse a errori così eclatanti nella datazione delle rocce? famoso età, perché dovremmo fidarci dello stesso metodo quando incontriamo le rocce che lo sono sconosciuto?!

Altri metodi, in particolare l'uso delle isocrone, includono varie ipotesi sulle condizioni iniziali; ma gli scienziati sono sempre più convinti che anche metodi così "affidabili" portino anche a risultati "cattivi". E anche in questo caso la scelta dei dati si basa sull'ipotesi del ricercatore circa l'età di una particolare razza.

Il dottor Steve Austin (Steve Austin), un geologo, prelevò campioni di basalto dagli strati inferiori del Grand Canyon e dalle colate laviche sul bordo del canyon. 17 Secondo la logica evolutiva, il basalto sul bordo del canyon dovrebbe essere un miliardo di anni più giovane del basalto delle profondità. L'analisi isotopica standard di laboratorio utilizzando la datazione isocrona rubidio-stronzio ha dimostrato che un flusso di lava relativamente recente di 270 milioni di anni più vecchio basalto dalle profondità del Grand Canyon - il che, ovviamente, è assolutamente impossibile!

Problemi di metodologia

Inizialmente l'idea di Libby si basava sulle seguenti ipotesi:

1. Il 14C si forma nell'alta atmosfera sotto l'influenza dei raggi cosmici, quindi si mescola nell'atmosfera, entrando nella composizione dell'anidride carbonica. Allo stesso tempo, la percentuale di 14C nell'atmosfera è costante e non dipende dal tempo o dal luogo, nonostante la disomogeneità dell'atmosfera stessa e il decadimento degli isotopi.
2. Il tasso di decadimento radioattivo è un valore costante, misurato da un tempo di dimezzamento di 5568 anni (si presume che la metà degli isotopi 14C vengano convertiti in 14N durante questo periodo).
3. Gli animali e le piante costruiscono i loro corpi a partire dall'anidride carbonica atmosferica, ma le cellule viventi contengono la stessa percentuale dell'isotopo 14C presente nell'atmosfera.
4. Alla morte di un organismo, le sue cellule escono dal ciclo di scambio del carbonio, ma gli atomi dell'isotopo 14C continuano a trasformarsi in atomi dell'isotopo stabile 12C secondo la legge esponenziale del decadimento radioattivo, che consente di calcolare il tempo trascorso dalla morte dell'organismo. Questo periodo è chiamato “età del radiocarbonio” (o, in breve, “età RC”).

Con questa teoria, man mano che il materiale veniva accumulato, iniziarono ad apparire controesempi: l'analisi di organismi recentemente morti a volte fornisce un'età molto antica o, al contrario, un campione contiene una quantità così grande di un isotopo che i calcoli danno un'età RU negativa. Alcuni oggetti ovviamente antichi avevano un'età RU giovane (tali artefatti furono dichiarati falsificazioni tardive). Di conseguenza, si è scoperto che l'età RU non sempre coincide con l'età reale nei casi in cui è possibile verificare l'età reale. Tali fatti portano a dubbi giustificati nei casi in cui viene utilizzato il metodo RU per datare oggetti organici di età sconosciuta e la datazione RU non può essere verificata. I casi di errata determinazione dell'età sono spiegati dai seguenti ben noti difetti della teoria di Libby (questi e altri fattori sono analizzati nel libro di M. M. Postnikov "Uno studio critico della cronologia del mondo antico, in 3 volumi", - M.: Kraft + Lean, 2000, nel volume 1, pp. 311-318, scritto nel 1978):

1. Variabilità nella percentuale di 14C nell'atmosfera. Il contenuto di 14C dipende dal fattore cosmico (intensità della radiazione solare) e dal fattore terrestre (l'ingresso nell'atmosfera del “vecchio” carbonio dovuto alla combustione e al decadimento della materia organica antica, l'emergere di nuove fonti di radioattività, le fluttuazioni nel campo magnetico terrestre). Una variazione di questo parametro del 20% comporta un errore nell'età RU di quasi 2mila anni.
2. La distribuzione omogenea del 14C nell'atmosfera non è stata dimostrata. Il tasso di mescolamento atmosferico non esclude la possibilità di differenze significative nel contenuto di 14C in diverse regioni geografiche.
3. La velocità di decadimento radioattivo degli isotopi non può essere determinata in modo abbastanza accurato. Quindi, dai tempi di Libby, il tempo di dimezzamento del 14C secondo i libri di consultazione ufficiali è "cambiato" di cento anni, cioè di un paio di punti percentuali (questo corrisponde a un cambiamento nell'età RU di uno e mezzo secolo). Si suggerisce che il valore dell'emivita dipenda in modo significativo (entro pochi punti percentuali) dagli esperimenti in cui viene determinato.
4. Gli isotopi del carbonio non sono del tutto equivalenti, le membrane cellulari possono utilizzarli in modo selettivo: alcune assorbono il 14C, mentre altre lo evitano. Poiché la percentuale di 14C è trascurabile (un atomo di 14C su 10 miliardi di atomi di 12C), anche una piccola selettività cellulare nel rapporto isotopico comporta un grande cambiamento nell'età RR (una fluttuazione del 10% porta ad un errore di circa 600 anni).
5. Quando un organismo muore, i suoi tessuti non abbandonano necessariamente il metabolismo del carbonio., partecipando ai processi di decadimento e diffusione.
6. Il contenuto di 14C nel soggetto può essere eterogeneo. Sin dai tempi di Libby, i fisici del carbonio hanno imparato a determinare l'abbondanza di un isotopo in un campione in modo molto accurato; affermano addirittura di poter contare i singoli atomi di un isotopo. Naturalmente, un calcolo del genere è possibile solo per un piccolo campione, ma in questo caso sorge la domanda: quanto accuratamente questo piccolo campione rappresenta l'intero oggetto? Quanto è omogeneo il contenuto isotopico in esso contenuto? Dopotutto, errori di pochi punti percentuali portano a cambiamenti centennali nell'età RU.

Riepilogo

La datazione al radiocarbonio è un metodo scientifico in evoluzione. Tuttavia, in ogni fase del suo sviluppo, gli scienziati ne hanno sostenuto incondizionatamente la validità generale e hanno taciuto solo dopo aver scoperto gravi errori nelle stime o nel metodo di analisi stesso. Gli errori non dovrebbero sorprendere, dato il numero di variabili che uno scienziato deve prendere in considerazione: fluttuazioni atmosferiche, radiazione di fondo, crescita batterica, inquinamento ed errore umano.

Nell'ambito della ricerca archeologica rappresentativa, la datazione al radiocarbonio continua ad essere della massima importanza; ha solo bisogno di essere collocato in una prospettiva culturale e storica. Uno scienziato ha il diritto di scartare prove archeologiche contraddittorie solo perché la sua datazione al radiocarbonio indica un’età diversa? È pericoloso. In effetti, molti egittologi hanno sostenuto il suggerimento di Libby secondo cui la cronologia dell'Antico Regno non è corretta, poiché è stata "scientificamente provata". In effetti, Libby aveva torto.

La datazione al radiocarbonio è utile come complemento ad altri dati, e questo è il suo punto di forza. Ma finché non arriverà il giorno in cui tutte le variabili saranno sotto controllo e tutti gli errori saranno eliminati, la datazione al radiocarbonio non avrà l’ultima parola nei siti archeologici.
fonti Un capitolo dal libro di K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, ed. D. Batten "LIBRO DELLE RISPOSTE: AMPLIATO E AGGIORNATO"
Graham Hancock: Le orme degli dei. M., 2006. P. 692-707.

Anche per questi motivi, sopra descritti, sorgono “pop up” ed enigmi L'articolo originale è sul sito InfoGlaz.rf Link all'articolo da cui è stata ricavata questa copia -