Do leta 1949, ko so arheologi izkopali prazgodovinske kosti, kamnite točke, ostanke oglja ali druge artefakte iz zgodnje človeške zgodovine, niso mogli natančno vedeti, koliko so stari ti predmeti. Kemik Willard Libby je to spremenil in oblikoval iznajdljivo metodo za datiranje starodavnih predmetov, ki temelji na vrstah ogljikovih atomov, ki jih vsebujejo.
Libby in njegovi sodelavci so svojo zamisel utemeljili na dejstvu, da živa bitja vključujejo drobne količine določenega izotopa ogljika (C-14) iz ozračja v svojo strukturo; ko umrejo, prenehajo z dodajanjem novega C-14, količina, ki ostane v notranjosti, pa počasi razgradi v drug element, dušik-14. Če bi ugotovili, da je razpolovni čas C-14 (koliko časa traja, da polovica določene količine C-14 razpade v N-14) 5.730 let, bi lahko kemično analizirali razmerje med C-14 v košček lesa ali kosti v N-14 in določite, koliko časa je bil mrtev.
Ta tehnika ima revolucijo v arheologiji, antropologiji in drugih področjih, kar nam omogoča, da določimo absolutno starost predmetov do približno 60.000 let. Kljub temu je natančnost te tehnike omejila dejstvo, da se je količina C-14 v atmosferi sčasoma spreminjala - in nikdar ni bilo velikega podatka o tem, koliko je nihal v letih.
Glede na to je bila skupina znanstvenikov z univerze v Oxfordu in drugod še posebej navdušena, ko so izkopali fosilizirane liste in jedra plasti sedimentov izpod japonskega jezera Suigetsu. Ti vzorci morda ne bi bili videti veliko, vendar zaradi edinstvene plasti usedlin in neokrnjenega stanja najdba predstavlja popoln zapis atmosferskega C-14 izpred približno 11.200 do 52.800 let. Vzorci usedlin s te lokacije na zemeljskem površju, z drugimi besedami, bodo naše zmožnosti datiranja starodavnih artefaktov, ki jih najdemo kjer koli na planetu, bistveno natančnejše.
"Novi rezultati ponujajo pomembno izpopolnitev zapisov o atmosferskem ogljikovodiku in postavljajo časovno lestvico ogljikovodikov na trdnejšo podlago, " je dejal Jesse Smith, urednik Science, kjer so bile te ugotovitve objavljene v prispevku danes.
Mikroskopska slika usedlin plasti jezera Suigetsu. (Slika prek Gordona Schlolauta) Poseben nabor procesov in pogojev, ki se zgodijo v jezeru, pomaga razložiti, zakaj so jedra usedlin in vzorci listov tako dragoceni. Vsako zimo majhne alge, ki se imenujejo diatomi, umrejo in prekrivajo jezersko dno; vsako poletje jih prekriva temnejša plast usedlin. Ker je jezero izredno mirno, ima malo kisika in ga ledeniki ali geološka aktivnost v zadnjih 52.800 letih niso motili, te mikroskopske plasti vsebujejo celoten letni zapis ohranjenih v jedrih usedlin.
Ker so bili listi in drugi organski materiali ujeti med plastmi, so znanstveniki lahko uporabili količino C-14 v vsakem listu, da bi sčasoma ustvarili popolno sliko atmosferskega C-14. Prej so bili atmosferski zapisi C-14 izvirani iz morskih vzorcev (ki se razlikujejo od vzorcev na kopnem) ali drevesnih obročev (ki so bili datirani le pred nekaj več kot 12.000 leti), tako da bodo ta jedra močno izboljšala natančnost radiokarbonskega datiranja za starejše predmete. Raziskovalci so novi zapis C-14 "zasidrali" na prejšnje podatke, tako da so primerjali ravni, najdene v novejših plasteh jeder, in tistim, ki so že znane iz drevesnih obročev.
"Čeprav ta zapis ne bo prinesel večjih popravkov datumov, na primer arheologije, se bodo podrobno spremenile stotine let, " je dejal arheolog univerze v Oxfordu Bronk Ramsey, glavni avtor prispevka. "Takšne spremembe so lahko zelo pomembne, ko poskušate pogledati odzive ljudi na podnebje, ki jih pogosto datirajo z drugimi metodami, na primer prek grenlandskih ledenih jeder. Natančnejša umerjena časovna lestvica nam bo omogočila, da odgovorimo na vprašanja iz arheologije, česar prej nismo imeli resolucije. "
Raziskovalci so sumili, da bi razmere v jezeru Suigetsu lahko prinesle tako pomemben zapis C-14 že leta 1993, vendar so se do zdaj srečevali s tehničnimi težavami pri pridobivanju in analiziranju nedotaknjenih jeder. "To je uresničitev 20-letnih japonskih sanj, " je dejal soavtor Takeshi Nakagawa z univerze Newcastle upon Tyne v Angliji. Čeprav je potrebnih nekaj časa, da se vzorci uspešno obnovijo, bodo zdaj raziskovalcem pomagali ugotoviti starost veliko starejših osebkov in artefaktov.
