A radiokarbon korhatározás
A régészet második nagy forradalmaként tartják számon a radiokarbon korhatározás feltalálását, ami Willard F. Libby, amerikai kémikus nevéhez fűződik. Ez volt ugyanis az egyik első módszer a régészetben, ami abszolút korhatározásra volt képes, vagyis nemcsak az derült ki, hogy "A" kultúra előbb volt egy területen, mint "B" kultúra, de konkréten meg tudta mondani, hogy "A" kultúra Kr.e. 3000-2500 körül volt, "B" pedig Kr.e. 2300-2000 között. De hogyan is működik és mik a korlátai?
Mi a radiokarbon korhatározás alapja?
A radiokarbon kormeghatározás elve. A0: a minta aktivitása a halál idején, λ: bomlási állandó, A(t): a t éve elpusztult minta aktivitása. [Forrás: Svingor 2012, 1. ábra]
A szénizotópos korhatározás alapja, hogy a Földön minden szerves lény (ember, állat, növény, gomba) szervezetébe beépülnek az anyagcserével (táplálkozás, fotoszintézis) a szén különböző izotópjai, haláluk után viszont nem kerülnek utánpótlásra. Egyes izotópok (a szén esetében pl. a 14-es) viszont bomlásnak indulnak, ami azt jelenti, hogy bizonyos időközönként (ezt eredetileg 5568 évnek tekintették, most az 5730 +/- 30 év a nemzetközileg elfogadott) feleződik a mintában (pl. csontban) lévő 14C mennyisége. Önmagában ezzel még sokra nem mennénk, mert ha nem tudjuk, hogy eredetileg mennyi 14C volt egy mintában, akkor azt se lehet megállapítani, hogy hányszor feleződött azóta. Szerencsére a szénnek van másik izotópja is, például a 12C, ami viszont az előlények halála, pusztulása után is stabil értéket mutat, így a korhatározás során ennek a két izotópnak az arányát vizsgáljuk.
Milyen korú minták esetén használható?
A felezési idő mérete miatt vannak bizonyos korlátai a módszer alkalmazásának, így a nagyon fiatal (pl. középkori, újkori) minták esetén nem a legjobb választás. Ugyanígy a másik irányban is vannak határai (ezt korábban 30-40, ma már inkább 60 ezer év körülre szokták tenni), mert egy idő után annyira pici mennyiség marad csak a 14C-ből, hogy nem lesz többé mérhető. Szerencsére a technológiai fejlődés miatt ezek a határok tovább feszíthetők, mint ahogy már most is nagyobb intervallumot zárnak le, mint az 50-es években, amikor először próbálgatták a módszert.
Egy példa arról, hogy mekkora a különbség a kapott korban a kalibrált és a kalibrálatlan görbe használata esetén - itt most majdnem 3000 év. [Forrás: Svingor 2012, 3. ábra]
Miért volt szükség kalibrációra?
A kezdetekkor abból indultak ki Libby-ék, hogy a szénizotópok mennyisége a légkörben (ahonnan aztán bekerül a vizekbe, növényekbe, állatokba) állandó, így a fix felezési idővel pontosan meghatározható a minták kora. Szép lassan azonban egyre több olyan mérési eredményük lett, ami nem passzolt össze megbízható írásos feljegyzésekkel vagy más adatokkal, amik az adott mintával kapcsolatban ismertek voltak. A kutatóknak rá kellett jönniük, hogy korántsem olyan stabil az izotópok aránya, mint hitték, így szükségessé vált, hogy a korábbi egyenesen arányos vonalból (izotópok aránya / idő) egy kalibrált görbét hozzanak létre, ami már a valós kort mutatja (2. kép). Ebben a dendrokronológia, vagyis a fák évgyűrűinek a használata segített - ismert korú évgyűrűkből vettek 14C mintákat és összevetették egymással a két számot. Idővel pedig egyre több másik módszert is bevetettek a kalibrációs görbe megtámogatására, finomítására.
A csontok jó “alapanyagot” jelentenek a szénizotópos korhatározáshoz.
Mit jelent a BP és a BC kifejezés?
A BP (Before Past) itt a konvencionális radiokarbon kort jelenti, ami mindig 1950-től visszafelé számítja a minta korát kalibráció nélkül. Ez a kifejezés és a hozzá tartozó szám, azért nagyon fontos, mert a kalibrációs görbék évről-évre változnak, pontosulnak, a BP viszont lehetővé teszi a különféle módon kalibrált eredmények összevetését, illetve a régi eredmények újrakalibrálását is. A BC, amit helyesen cal BC-nek kell írni, már a minta kalibrált naptári korát adja meg időszámításunk előtt, párja a cal AD, pedig az időszámításunk utáni kalibrált korokat jelenti. A BP, cal BC és cal AD mellett mindig meg kell adni azt is, hogy a kalibrálás során melyik (mikori) kalibrációs görbét használták, mert ez hatással lehet az eredmények értelmezésére.
Milyen leletek esetén alkalmazható a régészetben?
A működési elve alapján már valószínűleg sejtitek, de alapvetően a szerves anyagokból vett minták lehetnek alkalmasak a radiokarbonos korhatározásra, de ezekből se jó minden. Például az emberi és állati csontok felhasználása között is vannak különbségek, minél jobb állapotban konzerválódtak és minél több kollagén maradt bennük, annál jobb mintát lehet belőlük venni. A csont mellett faszénből, szövetekből, fákból, magvakból, karbonátokból és cseppkövekből is lehet korhatározásra alkalmas mintákat kinyerni.