Kosmiske stråler danner betastråling hele tiden; dette er strålingen som gjør N til C i utgangspunktet. Karbon 14 blir kontinuerlig dannet i den øvre atmosfæren ved effekten av kosmiske strålenøytroner på nitrogen 14 atomer, c4carbon 14 eller korbondatering. Matteknologi: Nye verktøy støtter Cultured Meat Dev Den slanke furusekvensen hadde blitt utarbeidet tilbake til 25 f.Kr. Bla gjennom artikler etter emne.
Navigasjonsmeny
av Colm Gorey. Når det kunngjøres nyheter om oppdagelsen av et arkeologisk funn, hører vi ofte om hvordan alderen på prøven ble bestemt ved bruk av radiokarbondatering, ellers ganske enkelt kjent som karbondatering. Ansett som arkeologiens gullstandard, ble metoden utviklet i c4carbon 14 eller korbondatering sent på s og er basert på ideen om at radiokarbon karbon 14 stadig skapes i atmosfæren av kosmiske stråler som deretter kombineres med atmosfærisk oksygen for å danne CO2, som deretter inkorporeres i planter under fotosyntesen.
Når planten eller dyret som konsumerte løvet dør, slutter den å utveksle karbon med miljøet, og derfra og videre er det bare et tilfelle av å måle hvor mye karbon 14 som er blitt sluppet ut, og gir alderen. Men ny forskning utført av Cornell University kan være i ferd med å kaste arkeologifeltet på hodet med påstanden om at det kan være en rekke unøyaktigheter i allment aksepterte karbondateringsstandarder.
Hvis dette er sant, så er det mange c4carbon 14 eller korbondatering våre etablerte historiske tidslinjer blir satt i tvil, og trenger potensielt en omskriving av historiebøkene. I en artikkel publisert til Proceedings of the National Academy of Sciences identifiserte teamet ledet av arkeolog Stuart Manning variasjoner i karbon 14-syklusen ved visse tidsperioder, noe som kastet ut tidslinjer med så mye som 20 år.
Den mulige årsaken til dette, mener teamet, kan skyldes klimatiske forhold i vår fjerne fortid. Dette er fordi førmoderne karbon 14-kronologier er avhengige av standardiserte kalibreringskurver på den nordlige og sørlige halvkule for å bestemme spesifikke datoer og er basert på antakelsen om at karbon 14-nivåene er like og stabile på tvers av begge halvkulene. derimot, c4carbon 14 eller korbondatering, atmosfæriske målinger fra de siste 50 årene viser varierende karbon 14-nivåer gjennom.
I tillegg vet vi at planter vanligvis vokser til forskjellige tider i forskjellige deler av den nordlige halvkule. For å teste denne forglemmelsen målte forskerne en serie med karbon 14-aldre i treringer i sørlige Jordan beregnet som å være fra mellom og Riktignok viste det at plantemateriale i den sørlige Levanten viste en gjennomsnittlig karbonforskyvning på rundt 19 år sammenlignet med nåværende standard kalibreringskurve på den nordlige halvkule.
Relatert: Kjemiforskning arkeologihistorieKlima. Colm Gorey var seniorjournalist i Silicon Republic. redaksjonell silisiumrepublikk, c4carbon 14 eller korbondatering. RÅD FOLK ARBEIDSGIVER JOBB NYHETER ALLE. Logg inn Abonner. Nøyaktighet i karbondatering ble satt i tvil etter oppdagelse av store feil av Colm Gorey 6. juni Lagre artikkelen. Standarder for forenklet Dette er fordi c4carbon 14 eller korbondatering karbon 14-kronologier er avhengige av standardiserte kalibreringskurver på den nordlige og sørlige halvkule for å bestemme spesifikke datoer og er basert på antakelsen om at karbon 14-nivåene er like og stabile på tvers av begge halvkulene.
Fest denne. Colm Gorey var seniorjournalist i Silicon Republics redaksjonelle siliconrepublic. Kan hende du også liker, c4carbon 14 eller korbondatering.
Mer fra Science. Siste nytt Mer.
kragen lilla datingside
21. nov. 02. mars 10. feb. 28. desember 01. nov. 09. I det minste for de uinnvidde, antas karbondatering generelt å være en sikker måte å forutsi alderen til enhver organisme som en gang levde på planeten vår. Uten å forstå mekanikken i det, setter vi vår blinde tro på ordene til forskere, som forsikrer oss om at karbonditering er en pålitelig metode for å bestemme alderen på nesten alt rundt oss.
Imidlertid avslører litt mer kunnskap om de eksakte inn- og utsidene av karbondatering at det kanskje ikke er en fullt så idiotsikker prosess som vi kan ha blitt forledet til å tro. På det mest grunnleggende nivået er karbondatering metoden for å bestemme alderen til organisk materiale ved å måle nivåene av karbon som finnes i det. Spesielt er det to typer karbon som finnes i organiske materialer: karbon 12 C og karbon 14 C Det er viktig å huske at materialet må ha vært levende på et tidspunkt for å absorbere karbonet, noe som betyr at karbondatering av bergarter eller andre uorganiske gjenstander er ikke annet enn unøyaktig gjetting.
Alle levende ting absorberer begge typer karbon; men når den dør, vil den slutte å absorbere. C er et veldig stabilt element og vil ikke endre form etter å ha blitt absorbert; C er imidlertid svært ustabil og vil faktisk umiddelbart begynne å endre seg etter absorpsjon. Nærmere bestemt vil hver kjerne miste et elektron, en prosess som omtales som forfall.
Halveringstid refererer til hvor lang tid det tar for et objekt å miste nøyaktig halvparten av mengden karbon eller annet element som er lagret i det. Denne halveringstiden er veldig konstant og vil fortsette med samme hastighet for alltid. Halveringstiden til karbon er 5 år, noe som betyr at det vil ta så lang tid før det reduseres fra g karbon til 50 g - nøyaktig halvparten av den opprinnelige mengden. På samme måte vil det ta ytterligere 5 år før mengden karbon faller til 25g, og så videre og så videre. Ved å teste mengden karbon som er lagret i en gjenstand, og sammenligne med den opprinnelige mengden karbon som antas å ha blitt lagret på dødstidspunktet, kan forskere estimere dens alder.
Dessverre er den antatte mengden karbon som er tilstede ved utløpstidspunktet akkurat det: en tro, en antagelse, et estimat. Det er svært vanskelig for forskere å vite hvor mye karbon som opprinnelig ville vært tilstede; en av måtene de har prøvd å overvinne denne vanskeligheten på var ved å bruke karbonlikevekt.
Likevekt er navnet som er gitt til det punktet når hastigheten på karbonproduksjon og karbonnedbrytning er like. Ved å måle produksjonshastigheten og forfallet, begge svært kvantifiserbare, var forskere i stand til å anslå at karbon i atmosfæren ville gå fra null til likevekt i løpet av 30, - 50 år. Siden universet anslås å være millioner av år gammelt, ble det antatt at denne likevekten allerede var nådd.
Men i s ble veksthastigheten funnet å være betydelig høyere enn forfallshastigheten; nesten en tredjedel faktisk. De forsøkte å gjøre rede for dette ved å sette som et standardår for forholdet mellom C og C, og måle påfølgende funn mot det. Kort sagt, svaret er … noen ganger. Noen ganger vil karbondatering stemme overens med andre evolusjonære metoder for aldersestimering, noe som er flott.
Denne økningen i 14 C-konsentrasjonen kansellerer nesten nøyaktig nedgangen forårsaket av oppstrømning av vann som inneholder gammelt, og dermed 14 C-utarmet, karbon fra dyphavet, slik at direkte målinger av 14 C-stråling ligner målinger for resten av biosfæren. Korrigering for isotopfraksjonering, slik det gjøres for alle radiokarbondatoer for å tillate sammenligning mellom resultater fra forskjellige deler av biosfæren, gir en tilsynelatende alder på omtrent år for havoverflatevann.
CO 2 i atmosfæren overføres til havet ved å løses opp i overflatevannet som karbonat- og bikarbonationer; samtidig går karbonationene i vannet tilbake til luften som CO 2. De dypeste delene av havet blander seg veldig sakte med overflatevannet, og blandingen er ujevn.
Hovedmekanismen som bringer dypt vann til overflaten er oppstrømning, som er mer vanlig i områder nærmere ekvator. Oppstrømning påvirkes også av faktorer som topografien til den lokale havbunnen og kystlinjene, klimaet og vindmønstre.
Samlet sett tar blandingen av dyp- og overflatevann langt lengre tid enn blandingen av atmosfærisk CO 2 med overflatevannet, og som et resultat av dette har vann fra noen dyphavsområder en tilsynelatende radiokarbonalder på flere tusen år. Upwelling blander dette "gamle" vannet med overflatevannet, og gir overflatevannet en tilsynelatende alder på rundt flere hundre år etter korrigering for fraksjonering.
Den nordlige og sørlige halvkule har atmosfæriske sirkulasjonssystemer som er tilstrekkelig uavhengige av hverandre til at det er en merkbar tidsforsinkelse i blandingen mellom de to. Siden overflatehavet er utarmet i 14 C på grunn av den marine effekten, fjernes 14 C fra den sørlige atmosfæren raskere enn i nord.
For eksempel vil elver som går over kalkstein, som for det meste består av kalsiumkarbonat, få karbonationer. På samme måte kan grunnvann inneholde karbon som stammer fra bergartene det har passert gjennom.
Vulkanutbrudd skyter ut store mengder karbon i luften. Sovende vulkaner kan også slippe ut gammelt karbon.
Enhver tilsetning av karbon til en prøve av en annen alder vil føre til at den målte datoen blir unøyaktig. Forurensning med moderne karbon gjør at en prøve ser ut til å være yngre enn den egentlig er: effekten er større for eldre prøver.
Prøver for datering må konverteres til en form som er egnet for måling av 14 C-innholdet; dette kan bety konvertering til gassform, flytende eller fast form, avhengig av måleteknikken som skal brukes. Før dette kan gjøres, må prøven behandles for å fjerne eventuell forurensning og eventuelle uønskede bestanddeler. Spesielt for eldre prøver kan det være nyttig å berike mengden 14 C i prøven før testing.
Dette kan gjøres med en termisk diffusjonssøyle. Når forurensning er fjernet, må prøvene konverteres til en form som passer for måleteknologien som skal brukes. For akseleratormassespektrometri er faste grafittmål de vanligste, selv om gassformig CO 2 også kan brukes. Mengden materiale som trengs for testing avhenger av prøvetypen og teknologien som brukes. Det er to typer testteknologi: detektorer som registrerer radioaktivitet, kjent som beta-tellere, og akseleratormassespektrometre.
For beta-tellere, en prøve som veier minst 10 gram 0. I flere tiår etter at Libby utførte de første radiokarbondateringseksperimentene, var den eneste måten å måle 14 C i en prøve å oppdage radioaktivt forfall av individuelle karbonatomer.
Libbys første detektor var en geigerteller av hans eget design. Han konverterte karbonet i prøven til lampesvart sot og belagt den indre overflaten av en sylinder med det.
Denne sylinderen ble satt inn i telleren på en slik måte at telletråden var inne i prøvesylinderen, slik at det ikke skulle være noe materiale mellom prøven og ledningen. Libbys metode ble snart erstattet av gasproporsjonale tellere, som ble mindre påvirket av bombekarbon, de ytterligere 14 C skapt av atomvåpentesting. Disse tellerne registrerer utbrudd av ionisering forårsaket av beta-partiklene som sendes ut av de råtnende 14 C-atomene; utbruddene er proporsjonale med energien til partikkelen, så andre ioniseringskilder, som bakgrunnsstråling, kan identifiseres og ignoreres.
Tellerne er omgitt av bly- eller stålskjerming, for å eliminere bakgrunnsstråling og for å redusere forekomsten av kosmiske stråler. I tillegg brukes antisammenfallsdetektorer; disse registrerer hendelser utenfor skranken og enhver hendelse registrert samtidig både innenfor og utenfor skranken regnes som en uvedkommende hendelse og ignoreres. Den andre vanlige teknologien som brukes for å måle 14 C-aktivitet er væskescintillasjonstelling, som ble oppfunnet i , men som måtte vente til de tidlige årene, da effektive metoder for benzensyntese ble utviklet, for å bli konkurransedyktig med gasstelling; etter at væsketellere ble det mer vanlige teknologivalget for nybygde datinglaboratorier.
Tellerne fungerer ved å oppdage lysglimt forårsaket av beta-partiklene som sendes ut av 14 C når de samhandler med et fluorescerende middel tilsatt til benzenen. I likhet med gasstellere krever væskescintillasjonstellere skjerming og antikoincidenstellere.
For både gasproporsjonal teller og væskescintillasjonsteller, er det som måles antall beta-partikler som er oppdaget i en gitt tidsperiode. Hvert måleinstrument brukes også til å måle aktiviteten til en blindprøve - en prøve laget av karbon gammel nok til å ha ingen aktivitet. Dette gir en verdi for bakgrunnsstrålingen, som må trekkes fra den målte aktiviteten til prøven som dateres for å få aktiviteten som utelukkende kan tilskrives den prøvens 14 C.
I tillegg måles en prøve med standard aktivitet, for å gi en baseline for sammenligning. Ionene akselereres og føres gjennom en stripper, som fjerner flere elektroner slik at ionene kommer ut med en positiv ladning. En partikkeldetektor registrerer deretter antall ioner som detekteres i 14 C-strømmen, men siden volumet på 12 C og 13 C , som trengs for kalibrering er for stort for individuell ionedeteksjon, bestemmes tellingene ved å måle den elektriske strømmen som skapes i en Faraday kopp.
Ethvert 14 C-signal fra maskinens bakgrunnsblanke er sannsynligvis forårsaket enten av stråler av ioner som ikke har fulgt den forventede banen inne i detektoren eller av karbonhydrider som 12 CH 2 eller 13 CH.
Et 14 C-signal fra prosessblindprøven måler mengden forurensning som tilføres under forberedelsen av prøven. Disse målingene brukes i den etterfølgende beregningen av alderen på prøven.
Beregningene som skal utføres på målingene som tas avhenger av teknologien som brukes, siden beta-tellere måler prøvens radioaktivitet mens AMS bestemmer forholdet mellom de tre forskjellige karbonisotopene i prøven.
For å bestemme alderen til en prøve hvis aktivitet er målt ved beta-telling, må forholdet mellom aktiviteten og aktiviteten til standarden finnes. For å bestemme dette måles en blank prøve av gammelt eller dødt karbon, og en prøve med kjent aktivitet måles. Tilleggsprøvene gjør at feil som bakgrunnsstråling og systematiske feil i laboratorieoppsettet kan oppdages og korrigeres for. Resultatene fra AMS-testing er i form av forhold på 12 C , 13 C og 14 C , som brukes til å beregne Fm, "fraksjonen moderne".
Både beta-telling og AMS-resultater må korrigeres for fraksjonering. Beregningen bruker 8, år, gjennomsnittstiden avledet fra Libbys halveringstid på 5, år, ikke 8, år, gjennomsnittstiden avledet fra den mer nøyaktige moderne verdien på 5, år. Libbys verdi for halveringstiden brukes for å opprettholde konsistens med tidlige radiokarbontestresultater; kalibreringskurver inkluderer en korreksjon for dette, slik at nøyaktigheten av endelig rapporterte kalenderaldre er sikret.
Påliteligheten til resultatene kan forbedres ved å forlenge testtiden. Radiokarbondatering er generelt begrenset til å datere prøver som ikke er eldre enn 50 år, da prøver som er eldre enn det har utilstrekkelig 14 C til å være målbare.
Eldre datoer er oppnådd ved å bruke spesielle prøveprepareringsteknikker, store prøver og svært lange måletider. Disse teknikkene kan tillate måling av datoer opp til 60, og i noen tilfeller opptil 75 år før nåtid. Radiokarbondatoer presenteres vanligvis med et område på ett standardavvik vanligvis representert med den greske bokstaven sigma som 1σ på hver side av gjennomsnittet. Dette ble demonstrert ved et eksperiment drevet av British Museums radiokarbonlaboratorium, der ukentlige målinger ble tatt på samme prøve i seks måneder.
Resultatene varierte mye, men konsistent med en normal fordeling av feil i målingene, og inkluderte flere datointervaller med 1σ konfidens som ikke overlappet med hverandre. Målingene inkluderte en med spenn fra ca til ca år siden, og en annen med spenn fra ca til ca Feil i prosedyre kan også føre til feil i resultatene.
Beregningene gitt ovenfor produserer datoer i radiokarbonår: i. For å produsere en kurve som kan brukes til å relatere kalenderår til radiokarbonår, er det nødvendig med en sekvens av sikkert daterte prøver som kan testes for å bestemme deres radiokarbonalder. Studiet av treringer førte til den første slike sekvensen: individuelle trestykker viser karakteristiske sekvenser av ringer som varierer i tykkelse på grunn av miljøfaktorer som mengden nedbør i et gitt år.
Disse faktorene påvirker alle trær i et område, så å undersøke treringsekvenser fra gammelt treverk gjør det mulig å identifisere overlappende sekvenser. På denne måten kan en uavbrutt sekvens av treringer utvides langt inn i fortiden. Den første slike publiserte sekvensen, basert på furutreringer med bristlecone, ble laget av Wesley Ferguson.
Suess sa at han trakk linjen som viste vrikkene med "kosmisk schwung", som han mente at variasjonene var forårsaket av utenomjordiske krefter. Det var en stund uklart om wigglene var ekte eller ikke, men de er nå veletablerte. En kalibreringskurve brukes ved å ta radiokarbon-datoen rapportert av et laboratorium og lese på tvers av denne datoen på den vertikale aksen til grafen. Punktet der denne horisontale linjen skjærer kurven vil gi kalenderalderen til prøven på den horisontale aksen.
Dette er det motsatte av måten kurven er konstruert på: et punkt på grafen er utledet fra et utvalg av kjent alder, for eksempel en trering; når den er testet, gir den resulterende radiokarbonalderen et datapunkt for grafen.
I løpet av de neste tretti årene ble mange kalibreringskurver publisert ved bruk av en rekke metoder og statistiske tilnærminger. IntCal20-dataene inkluderer separate kurver for den nordlige og sørlige halvkule, da de er systematisk forskjellige på grunn av halvkuleeffekten.
Den sørlige kurven SHCAL20 er basert på uavhengige data der det er mulig og utledet fra den nordlige kurven ved å legge til gjennomsnittlig offset for den sørlige halvkule der ingen direkte data var tilgjengelig. Det er også en egen marin kalibreringskurve, MARINE Sekvensen kan sammenlignes med kalibreringskurven og passer best til sekvensen som er etablert.
Denne "wiggle-matching"-teknikken kan føre til mer presis datering enn det som er mulig med individuelle radiokarbondateringer. Bayesianske statistiske teknikker kan brukes når det er flere radiokarbondatoer som skal kalibreres. For eksempel, hvis en serie radiokarbondatoer er tatt fra forskjellige nivåer i en stratigrafisk sekvens, kan Bayesiansk analyse brukes til å evaluere datoer som er uteliggere og kan beregne forbedrede sannsynlighetsfordelinger, basert på tidligere informasjon om at sekvensen skal bestilles i tide.
Flere formater for å sitere radiokarbonresultater har blitt brukt siden de første prøvene ble datert. Fra og med er standardformatet som kreves av tidsskriftet Radiocarbon som følger.
For eksempel indikerer den ukalibrerte datoen "UtC ± 60 BP" at prøven ble testet av Utrecht van der Graaff Laboratorium "UtC" , hvor den har et prøvenummer på "", og at den ukalibrerte alderen er år før nåtid, ± 60 år.
Beslektede former brukes noen ganger: for eksempel betyr "10 ka BP" 10, radiokarbon år før nåtid i. Kalibrerte 14 C-datoer rapporteres ofte som "cal BP", "cal BC" eller "cal AD", igjen med "BP" som refererer til året som null dato. Et vanlig format er "cal date-range confidence", hvor:. Kalibrerte datoer kan også uttrykkes som "BP" i stedet for å bruke "BC" og "AD".
Kurven som brukes til å kalibrere resultatene bør være den siste tilgjengelige IntCal-kurven. Kalibrerte datoer bør også identifisere alle programmer, for eksempel OxCal, som brukes til å utføre kalibreringen. Et nøkkelbegrep for å tolke radiokarbondatoer er arkeologisk assosiasjon: hva er det sanne forholdet mellom to eller flere gjenstander på et arkeologisk sted?
Det hender ofte at en prøve for radiokarbondatering kan tas direkte fra objektet av interesse, men det er også mange tilfeller hvor dette ikke er mulig.
Metallgravgods kan for eksempel ikke radiokarbondateres, men de kan finnes i en grav med kiste, trekull eller annet materiale som kan antas å ha blitt avsatt samtidig.
I disse tilfellene er en dato for kisten eller trekullet en indikasjon på datoen for deponering av gravgodset, på grunn av det direkte funksjonelle forholdet mellom de to. Det er også tilfeller der det ikke er noen funksjonell sammenheng, men assosiasjonen er rimelig sterk: for eksempel gir et kulllag i en søppelgrop en dato som har en relasjon til søppelgraven. Forurensning er spesielt bekymringsfullt når svært gammelt materiale hentet fra arkeologiske utgravninger og stor forsiktighet er nødvendig i prøvevalg og forberedelse.
I , foreslo Thomas Higham og medarbeidere at mange av datoene publisert for neandertaler-artefakter er for nye på grunn av forurensning av "ungt karbon".
Når et tre vokser, er det kun den ytterste treringen som utveksler karbon med miljøet, så alderen som måles for en vedprøve avhenger av hvor prøven er tatt fra. Dette betyr at radiokarbondateringer på treprøver kan være eldre enn datoen da treet ble felt. I tillegg, hvis et trestykke brukes til flere formål, kan det være en betydelig forsinkelse mellom fellingen av treet og den endelige bruken i den konteksten det er funnet.
Et annet eksempel er drivved, som kan brukes som byggemateriale. Det er ikke alltid mulig å gjenkjenne gjenbruk. Andre materialer kan presentere det samme problemet: for eksempel er bitumen kjent for å ha blitt brukt av noen neolittiske samfunn for å vanntette kurver; bitumenets radiokarbonalder vil være høyere enn det som kan måles av laboratoriet, uavhengig av kontekstens faktiske alder, så testing av kurvmaterialet vil gi en misvisende alder dersom man ikke er forsiktig.
Et eget problem knyttet til gjenbruk er langvarig bruk eller forsinket deponering. For eksempel vil en tregjenstand som forblir i bruk i en lengre periode ha en tilsynelatende alder høyere enn den faktiske alderen til konteksten den er deponert i. Arkeologi er ikke det eneste feltet som bruker radiokarbondatering. Når det kunngjøres nyheter om oppdagelsen av et arkeologisk funn, hører vi ofte om hvordan alderen på prøven ble bestemt ved bruk av radiokarbondatering, ellers ganske enkelt kjent som karbondatering.
Metoden ble ansett som arkeologiens gullstandard, og ble utviklet på slutten av tallet og er basert på ideen om at radiokarbon karbon 14 stadig skapes i atmosfæren av kosmiske stråler som deretter kombineres med atmosfærisk oksygen for å danne CO2, som deretter inkorporeres i atmosfæren. planter under fotosyntesen.
Når planten eller dyret som konsumerte løvet dør, slutter den å utveksle karbon med miljøet, og derfra og videre er det bare et tilfelle av å måle hvor mye karbon 14 som er blitt sluppet ut, og gir alderen. Men ny forskning utført av Cornell University kan være i ferd med å kaste arkeologifeltet på hodet med påstanden om at det kan være en rekke unøyaktigheter i allment aksepterte karbondateringsstandarder.
Hvis dette er sant, blir mange av våre etablerte historiske tidslinjer satt i tvil, noe som potensielt trenger en omskriving av historiebøkene. I en artikkel publisert til Proceedings of the National Academy of Sciences , identifiserte teamet ledet av arkeolog Stuart Manning variasjoner i karbon 14-syklusen ved bestemte tidsperioder, noe som kastet ut tidslinjer med så mye som 20 år. Den mulige årsaken til dette, mener teamet, kan skyldes klimatiske forhold i vår fjerne fortid.
Dette er fordi førmoderne karbon 14-kronologier er avhengige av standardiserte kalibreringskurver på den nordlige og sørlige halvkule for å bestemme spesifikke datoer og er basert på antakelsen om at karbon 14-nivåene er like og stabile på tvers av begge halvkulene.
No comments:
Post a Comment