DSCN4055

UW BADAŃ

poczyna się ciągły proces rozpadu promieniotwórczego, czyli moment od tlófe»w chronometrii radiowęglowej liczy się czas.

Rozpad odbywa się z szybkością określoną cznscm-połowicznogo- zanik u. Dzięki temu stosunek ilości ^,4C w próbce materiału kopalnego do ilości ^,4C w żyjącychNorganizmach może byę.miernikiem czasu, jaki upłynął od ustania czynności życiowych organizmu, którego szczątki stanowią próbkę. Do obliczenia wieku'radio węglowego konieczne jest przyjęcie założeń, że koncentracja ¹⁴C w różnych, organizmach żywych jest taka sama i nie zmieniała się w przeszłości, oraz że od momentu obumarcia organizmu nie zachodziła wymiana węgla z otoczeniem. Założenia te nie zawsze są spełnione, a coraz lepsza znajomość tych zjawisk umożliwia wprowadzenie poprawek i współczynników prowadzących do zbliżenia wyników datowań do wieku astronomicznego. Ponieważ są to zagadnienia skomplikowane i niejednoznaczne, ich znajomość ulega zmianom w miarę przybywania nowych informacji, więc w celu ujednolicenia obliczania dat radiowęglowych i zapewnienia porównywalności wyników uzyskiwanych w różnych laboratoriach wprowadzono pojęcie Jkonwencjonal-Jiego wieku radiowęglowego? (TJ, czyli wieku obliczanego bez uwzględnienia zmian koncentracji ^UĆ w przeszłości. Jest to wiek obliczany według wzoru:

W procesie laboratoryjnym ilośo. atomów ^UC określa się pośrednio przez zliczanie cząstek P emitowanych przez rozpadające się atomy ^,4C. S₀ oznacza szybkość zliczeń cząstek P żyjącego ^organizmu, S — szybkość zliczeń cząstek P badanej próbki, t jest to średni cza\życia atomów ^>4C obliczony ze wzoru:

' t =    = TTST = 8033 lat

ln 2    0,697    \

Tyjczas połowicznego zaniku przyjmuje się 5568+30 lat. Wielkość ta

. obliczona była przez W.F. Libby’ego i stosowana jest od początku istnienia

metody do dziś, co zapewnia porównywalność wyników datowań wykonanych

w różnym czasie. Nowe obliczenia określają tę. wielkość na 5730±40 lat, więc

w celu przeliczenia należy pomnożyć wynik konwencjonalny przez 1,03.

W celu określenia wielkość S₀ będącej miernikiem ilości ^,4C w żyjących organizmach, kilka laboratoriów dokonało pomiarów w różnych próbkach roślinnych. Różnice otrzymanych wyników są dużeyz kilku względów. Jednym t nich jest tzw. efekt przemysłowy, czyli trwające od 100 lat zmniejszanie się względnej ilości węgla radioaktywnego' w atmosferze^ także w organizmach żywych na skutek dostania się do atmosfery C0₂ pochodzącego ze spalania starego węgla i paliw ciekłych. Domieszki te dają różniceWyników rzędu kilku procent. Innym efektem, działającym w odwrętnyrti kierunku, jest dostanie się do atmosfery produktów wybuchów radioaktywnych, co w latach 50-tych dawało wzrost ilości ^l4C do 30%, a na początku 60-tych nawet do 100%.

* > Do podjęcia datowań konieczne więc było stworzenie wzorca aktywności¹⁴C W żyjącej biosferze. Do tego wykorzystano próbki słoi drzewydatowanych ‘ dendrochronologicznic na okres bezpośrednio przed skażenieir\ atmosfery.

Wyznaczona w ten sposób średnia koncentracja izotopu ^,4C w żyjącej biosferze* jest taka, że z I g czystego węgla wypreparowanego z żyjącej rośliny emitowanych jest w czasie I min 13,56±0,07 cząstek (i.

W wyniku dyskusji na międzynarodowych konferencjach przyjęto kilka wzorców aktywności izotopu ^,4C. Wzorcem podstawowym jest wytworzony sztucznie związek organiczny (kwas szczawiowy) znakowany izotopem¹⁴C. Jego aktywność^C została precyzyjnie wyznaczona przez porównanie z aktywnością **0 Słoi rocznych przyrostów z lat 1856— 1865. Wzorzec ten, wyprodukowany i rozprowadzany przez National Bureau of Standards, USA, nosi nazwę Ozaiic Acid NBS i jest powszechnie używany przez większość laboratoriów radiowęglowych ną świecie. Wiele laboratoriów używa ponadto własnych wtórnych wzorców wewnętrznych. Próby upowszechnienia innych wzorców (np. wytworzonego w Laboratorium Radiowęglowym Australian National University wzorca o nazwie ANU Sucrose) nie uzyskały powszechnej aprobaty.

Daty konwencjonalne są podawane z symbolem BP (before present\ co oznacza, że są liczone względem 1950 r. System ten obowiązuje przy publikowaniu wyników datowań w wychodzącym od 1959 r. międzynarodowym czasopiśmie Radiocarbon publikującym wyniki datowań ponad 120 laboratoriów świata. Daty skorygowane ze względu na zmiany koncentracji ^t4C w przeszłości, o czym będzie mowa niżej, są podawane zwykle z symbolem BC (before Christ) lub AD (Anno Domini). W literaturze geologicznej nie zawsze wskazówki te są przestrzegane, na co' należy zwracać uwagę ze względu na porównywalność wyników datowań.

Zmiany produkcji ^t4C w górnych warstwach atmosfery zachodzą w zależności od zmian aktywności Słońca, promieniowania kosmicznego i zmian ziemskiego pola magnetycznego wpływającego na skuteczność działania promieniowania kosmicznego. Zmniejszenie natężenia pola magnetycznego powoduje wzrost strumienia kosmicznego, a więc i wzrost produkcji ^,4C.

Obecnie istnieją liczne opracowania kalibracyjne oparte na skalach dend-rochronologicznych. Opracowania te wykazały istnienie korelacji zmian koncentracji ^l4C w biosferze z warunkami klimatycznymi. Wahania klimatyczne mogą pośrednio, poprzez zmiany w geochemicznym cyklu obiegu węgla w przyrodzie, wpływać na zróżnicowanie pierwotnej koncentracji ^,4C.

Dla .©kresu sięgającego do 8 Tysięcy lat Vstecz opracowano szereg tabeli i wykresów, dzięki którym wprowadzić można poprawki do dat konwencjonalnych i przeliczyć je na daty astronomiczne (ryc.33.1). Dla starszych okresów istnieją próby kalibracji dat konwencjonalnych^N'na podstawie porównania z datowaniami innymi metodami fizykochemicznymhoraz przez konstruowanie modeli matematycznych opisujących zjawiska astronomiczne, geofizyczne i obieg węgla w przyrodzie.    \

Założenie dotyczące stałego składu izotopowego rożnych substancji organicznych także nic jest ścisłe, gdyż skład izotopowy ptoduktów procesów fizykochemicznych i reakcji chemicznych jest często odmienny od składu izotopowego substancji wyjściowych, np. przy parowaniu 'atomy lżejszego