DSCN4065

6 METODY HADAŃ

fosyłizacji (K.P. Oakley 1969, 1980). Wszelkie zmiany chemiczne w kościach będące funkcją czasu zależą w dużym stopniu od typu osadów w jakich spoczywają, wilgotności, zasięgu wód gruntowych i ich chemizmu. Szybkość zmian determinuje temperatura.

'Główny składnik mineralny kości - hydroksyapatyt Ca₅(P0₄)₃0H - przechodzi w stanie kopalnym we fluoroapatyt Ca₅(P0₄)₃F. Ilościowo proces len zależy\od zawartości fluoru w wodzie gruntowej. Hamowany Jest przez impregnację porów kości przez węglany i siarczany, szczególnie w środowisku jaskiniowym, w wapnistych poziomach iluwialnych lessów i iluwialnych poziomach gleb półpustynnych. Wskaźnik fluorowy jest obliczany jako stosunek ilości fluoru do P}p₅. Do określania wieku względnego kości bywa także stosowana analiza zawartości uranu absorbowanego, podobnie jak fluor, z wody gruntowej.

Innym procesem chemicznym zachodzącym w kościach kopalnych jest rozkład podstawowego składnika organicznego, kolagenu. Szybkość tego procesu zależy w dużym stopniu od temperatury.

Wszystkie te zmiany chemiczne dają względne wskaźniki wieku, stosowane być mogą w badaniach kości pogrzebanych w podobnych warunkach i w tej samej strefie klimatycznej.

W Polsce istnieje laboratorium, w którym jest stosowany wskaźnik fluoro--chloro-apatytowy (T. Wysoczański-Minkowicz 1969), czyli [F C1:(P₂O_s)²]x x 10⁵ dający dość konsekwentny wzrost wraz z upływem czasu, przy czym jego wielkości bezwzględne są różpe w środowiskach jaskiniowych i na stanowisk; ^u otwartych. Jako uzupełnieni^ tego wskaźnika stosowany jest wskaźnik strat kolagenu, który daie obraz zmian temperatury w momencie pogrzebania kości. Straty kolagenu są większe w wyższych temperaturach.

!U Datowanie na podstawie aminokwasów (AAR — amino acid racemisation). Białka (proteiny) zawarte w kościach kręgowców i skorupkach mięczaków ulegają po śmierci zwierzęcia różnym zmianom chemicznym, przy czym niektóre z tych zmian są na tyle długotrwałe,'że można je wykorzystać w badaniach geochronołogicznych jako wskaźniki zaawansowania diagenezy. Jednym z nich jest wzrastający z czasem stosunek wolnych aminokwasów do aminokwasów związanych łańcuchem peptydowym, będący wynikiem rozkładu poszczególnych aminokwasów wskutek hydrolizy. Najważniejszy jest jednak proces racemizacii.    V    ,•

Prawie wszystkie aminokwasy mogą istnieć w 2 izomerycznych formach molekularnych oznaczanych D i L. Tylko formy L występują w aktywnych białkach żywych organizmów, formy D mogą występować w stanie wolnym jako składniki struktur niebialkowych, a w szczątkach organizmów kopalnych w kolagenie, jako produkt rozpadu protein.    \

Podczas diagenezy następuje racemizacja, inaczej ebimeryzacju, polegająca na tym, że formy L poszczególnych aminokwasów przekształcają się w formy D, aż do osiągnięcia stałego stosunku równowagi. Szybkośc\przebiegu tej reakcji podczas diagenezy zależy od różnych czynników, a mianowicie od rodzajów aminokwasów różnych dla różnych gatunków zwierząt, od rodzaju struktury

protein, a także od przepuszczalności skorupki lub kości, w dużej mierze także od temperatury (ryc. 33.11). Obliczono, że w strefie umiarkowanej, przy średniej temperaturze + 10°C\ równowaga może być osiągnięta w czasie 2 min lat, a w strefie arktycznej, o, temperaturze średniej — 10°C, po 20 min lat.

Ze względu na te złożone zależności, metoda aminokwasów najlepiej może być wykorzystana do regionalnej korelacji osadów zawierających te same rodzaje (a najlepiej gatunki) mięczaków, ze stref, które charakteryzowały się podobną historią zmian temperatury (J.F. Wehmiller w: W.C. Mahaney, red. 1984).    \

Przykładem zastosowania aminostratygrafii jest opracowana na tej podstawie korelacja interglacjalnych osadów morskich północno-zachodniej Europy (G.K. Miller, J. Majhgerud'1985). Podstawę stanowiła analiza ponad 1000 okazów skorupek różnych mięczaków morskich, po kitka z każdej próbki. Przydatność poszczególnych taksonów określono empirycznie, wydzielono grupę gatunków charakteryzujących się podobnym, umiarkowanym tempem epimeryzacji. Wyniki pozwoliły autorom skorelować serie osadów reprezentujących poszczególne interglacjały ąa obszarze od wybrzeży Atlantyku po dolną Wisłę.    \

Na rycinie 33.12 zestawiono wyniki oznaczenia stosunku D/L w skorupkach dominujących mięczaków badanych stanowisk osadów morskich. Stanowiska są uszeregowane według obecnej średniej rocznej temperatury, a nachylenie zakreskowanych pól oznaczających „a^ninozony" pokazuje wzrost stosunku D/L, czyli szybkość epimeryzacji w poszczególnych okresach interglacjalnych zgodnie ze wzrastającą temperaturą. Podwójna szrafura pola odpowiadającego interglacjałowi eemskiemu pokazuje możliwość wydzielenia interglucjału starszego od cemskiego u młodszego od holsztyńskiego.