Суть метода
Метод радиоуглеродного датирования позволяет установить возраст органических останков путем измерения содержания в изучаемом материале изотопа 14C по отношению к стабильным изотопам углерода.
Этот метод был создан в 1946 году американским профессором Чикагского университета Уиллардом Либби. За свое изобретение он получил Нобелевскую премию.
Метод радиоуглеродного датирования основан на том, что живые организмы вместе с пищей поглощают и нерадиоактивный, и радиоактивный углерод, который вырабатывается в атмосфере под воздействием космических лучей.
После смерти животного или растения прекращается обмен углеродом с окружающей средой. В останках начинается процесс распада 14 C, и на основании его остаточной удельной активности можно определить время гибели животного.
Чтобы определить возраст используются калибровочные кривые.
Подготовка образца
Образец, предназначаемый для радиоуглеродного анализа, нужно брать чистыми инструментами и хранить в сухом виде в стерильном полиэтиленовом пакете.
Также необходимы точные данные о месте и условиях отбора.
Идеальный образец древесины, древесного угля или ткани, которые подходят для исследования, должен весить около 30 граммов.
Образцы предварительно должны быть очищены от более древних и более молодых углеродсодержащих загрязнений, например, от корней растений или обломков древних карбонатных пород.
После того как образец был очищен, его отправляют в лабораторию на химическую обработку. Там с помощью кислотного или щелочного раствора из образца удаляют инородные углеродсодержащие минералы и растворимые органические вещества. Затем органические образцы сжигают, раковины растворяют в кислоте. В результате этих процедур выделяется газообразный диоксид углерода. В нем содержится весь углерод очищенного образца, и его иногда превращают в другое вещество, пригодное для радиоуглеродного анализа.
Применение метода
Радиоуглеродный метод в первую очередь применяется в археологии и четвертичной геологии.
Данный метод определения возраста стал революционным и даже позволил изменить ранее существовавшие археологически концепции.
В настоящее время ни одни серьезные археологические работы не проводятся без использования радиоуглеродного метода датирования.
Теперь у ученых есть возможность параллельно с анализом таких «рутинных» объектов, как древесина, древесный уголь и кости, проводить датирование семян и плодов растений, текстиля, жирных кислот в древней керамике и самих керамических изделий, а также наскальной живописи.
На сегодняшний день общее количество датировок археологических памятников, которые удалось установить методом радиоуглеродного анализа, составляет несколько сотен тысяч. В начале 60-х гг. их было не больше 2,4 тыс.
Метод радиоуглеродного датирования был использован при датировании Туринской плащаницы, рукописей Мертвого моря, наскальных рисунков, обнаруженных в пещерах Франции и Испании, и древнейших в мире стоянок с керамическими изделиями и следами земледелия.
Кроме того, метод радиоуглеродного датирования открыл широкие возможности для археологов и дендрохронологов. У них появилась возможность привязать полученные ими данные к абсолютной шкале времени с помощью так называемого «сопоставления флуктуаций».
Флуктуация – это резкие изменения содержания изотопа 14С в течение последних 10–12 тыс. лет, которые могут быть идентифицированы и сопоставлены с зафиксированными на международно признанной кривой пиками.
Радиоуглеродный метод нашел широкое применение в четвертичной геологии и палеогеографии. Используя данный метод, ученым удалось установить хронологические параметры основных теплых и холодных эпох за последние 40-50 лет.
В геологии есть огромное количество примеров использования радиоуглеродного метода датирования. Например, датирование извержений вулканов Камчатки, составление хронологии ледникового века северо-запада Европейской России и севера Евразии в целом.
Кроме того, данный метод активно применяется в исследовании причин вымирания крупных млекопитающих (мегафауны) в конце новейшего геологического периода – плейстоцена (от 2,6 млн. до 10 тыс. лет назад).
Специалисты с помощью радиоуглеродного метода датирования ископаемых остатков мамонтов, шерстистых носорогов и других животных выяснили время и место их окончательного вымирания.
Одним из наиболее важных достижений стало датирование костей и бивней мамонтов о. Врангеля. Оказалось, что возраст этих останков составляет 9-3,7 тыс. лет.
Также любопытны результаты радиоуглеродного датирования костей ископаемого гигантского оленя с рогами размахом до 4 метров. Оказалось, что последние такие животные вымерили 6900 лет назад. А зоной их обитания были Южный Урал и Зауралье.
Радиоуглеродный метод также нашел широкое применение в таких науках, как геофизика, океанология, биология, медицина др.
