В пещере в штате Орегон археологи обнаружили кости, растительные остатки и копролиты—окаменелые фекалии. ДНК, оставшаяся в копролитах, указывала на их человеческое происхождение, но не возраст. Для этого ученые обратили внимание на углерод, содержащийся в древнем навозе.
По определению, каждый атом данного элемента имеет определенное число протонов в своем ядре. Например, элемент углерод имеет шесть протонов. Но число нейтронов в ядре может меняться. Эти различные формы элемента, называемые изотопами, по своей природе стабильны или нестабильны. Последние называются радиоактивными изотопами, и со временем они распадаются, выделяя частицы (нейтроны или протоны) и энергию (излучение) и, следовательно, превращаются в другой изотоп или элемент. Они делают это с постоянной скоростью, называемой "периодом полураспада"изотопа.
Большая часть углерода поступает в стабильных формах углерода-12 (шесть протонов, шесть нейтронов) или углерода-13, но очень небольшое количество (около 0,0000000001%) существует в виде радиоактивного углерода-14 (шесть протонов, восемь нейтронов). Живые растения и животные поглощают углерод-14 вместе с другими изотопами углерода, но когда они умирают и их метаболические функции прекращаются, они перестают поглощать углерод. Со временем углерод-14 распадается на азот-14; половина сделает это примерно через 5730 лет (это период полураспада изотопа). Примерно через 60 000 лет весь углерод-14 исчезнет.
Все, что когда—то было частью живого объекта—например, древесный уголь, древесина, кость, пыльца или копролиты, найденные в Орегоне,-может быть отправлено в лабораторию, где ученые измеряют, сколько углерода-14 осталось. Поскольку они знают, сколько было бы в атмосфере и, следовательно, сколько кто-то впитал бы при жизни, они могут вычислить, сколько времени прошло с момента смерти или осаждения. Копролитам в среднем около 14 300 лет, и они являются одними из самых старых человеческих останков в Америке.
Hominid skulls, Herto, Ethiopia
Age: ~154,000 to 160,000 years old
Method: argon-argon dating
Группа ученых, проводивших раскопки в Эфиопии в 1997 году, обнаружила каменные орудия, ископаемые останки нескольких видов животных, включая гиппопотамов, и три черепа гоминидов. Сколько им было лет? Органические останки были слишком старыми для датировки углеродом-14, поэтому команда обратилась к другому методу.
Радиоуглеродное датирование хорошо работает для некоторых археологических находок, но оно имеет ограничения: его можно использовать для датировки только органических материалов возрастом менее 60 000 лет. Однако существуют и другие радиоактивные изотопы, которые могут быть использованы для датировки неорганических материалов (таких как горные породы) и более старых материалов (возрастом до миллиардов лет).
Одним из таких радиоизотопов является калий-40, который содержится в вулканических породах. После того, как вулканическая порода остывает, ее калий-40 распадается на аргон-40 с периодом полураспада 1,25 миллиарда лет. Можно измерить соотношение калия-40 к аргону-40 и оценить возраст породы, но этот метод неточен. Однако в 1960-х годах ученые обнаружили, что они могут облучать образец породы нейтронами и тем самым превращать калий-40 в аргон-39, изотоп, который обычно не встречается в природе и легче поддается измерению. Хотя этот процесс и более сложный, он дает более точные даты. Например, ученые из Калифорнийского университета в Беркли смогли датировать образцы извержения вулкана Везувий 79 годом нашей эры с точностью до семи лет
ВОТ ВАМ КАЛЕНДАРЬ ВСЕГО И ВСЕ
