Hva betyr den arkeologiske dateringen "cal BP"?

Det vitenskapelige uttrykket "cal BP" er en forkortelse for "kalibrerte år før nåtiden" eller "kalenderår før present ", og det er en notasjon som indikerer at den sitert rå radiokarbon-dato er blitt korrigert ved å bruke strøm metoder.

Radiocarbon-datering ble oppfunnet på slutten av 1940-tallet, og i mange tiår siden har arkeologer gjort det oppdagede vrikker i radiokarbonkurven - fordi atmosfærisk karbon har vist seg å svinge over tid. Justeringer av den kurven for å korrigere for vinglene ("vrikke" er virkelig den vitenskapelige betegnelsen som brukes av forskerne) kalles kalibreringer. Betegnelsene cal BP, cal BCE og cal CE (så vel som cal BC og cal AD) betyr alle at den nevnte radiokarbon-datoen er kalibrert for å gjøre rede for de vingene; datoer som ikke er justert, betegnes som RCYBP eller "radiokarbon år før i dag."

Radiokarbon datering er et av de mest kjente arkeologiske dateringsverktøyene som er tilgjengelig for forskere, og de fleste har i det minste hørt om det. Men det er mange misoppfatninger om hvordan radiokarbon fungerer og hvor pålitelig en teknikk det er; denne artikkelen vil prøve å rydde dem.

Alle levende ting bytter ut gassen Carbon 14 (forkortet C₁₄, 14C, og, oftest, ¹⁴C) med miljøet rundt seg - dyr og planter bytter karbon 14 med atmosfæren, mens fisk og koraller bytter karbon med oppløst ¹⁴C i sjø og innsjø vann. Gjennom hele livet til et dyr eller en plante, mengden av ¹⁴C er perfekt balansert med omgivelsene. Når en organisme dør, blir den likevekten brutt. De ¹⁴C i en død organisme avtar sakte med en kjent hastighet: dens "halveringstid."

Halveringstiden til en isotop som ¹⁴C er tiden det tar for halvparten av det å råtne bort: inn ¹⁴C, hvert 5.730 år, halvparten av det er borte. Så hvis du måler mengden av ¹⁴C i en død organisme, kan du finne ut hvor lenge det sluttet å bytte karbon med atmosfæren. Gitt relativt uberørte forhold kan et radiokarbonlaboratorium måle mengden radiokarbon nøyaktig i en død organisme for opptil 50 000 år siden; gjenstander som er eldre enn det, inneholder ikke nok ¹⁴C igjen for å måle.

Det er imidlertid et problem. Karbon i atmosfæren svinger med styrken til jordens magnetfelt og solaktivitet, for ikke å nevne hva mennesker har kastet i det. Du må vite hvordan det atmosfæriske karbonnivået (radiokarbonreservoaret) var på den tiden av en organismes død, for å kunne beregne hvor mye tid som har gått siden organismen døde. Det du trenger er en linjal, et pålitelig kart til reservoaret: med andre ord et organisk sett med objekter som sporer årlig karboninnhold i atmosfæren, et som du sikkert kan feste en date på, for å måle det ¹⁴C-innhold og dermed etablere basislinjereservoaret i et gitt år.

Heldigvis har vi et sett med organiske gjenstander som holder oversikt over karbonet i atmosfæren på årlig basis - trær. Trær opprettholder og registrerer karbon-likevekt i vekstringene - og noen av trærne gir en synlig vekstring for hvert år de lever. Studien av dendrokronologi, også kjent som trering, er basert på det faktum av naturen. Selv om vi ikke har noen 50.000 år gamle trær, har vi overlappende træringssett som dateres (så langt) tilbake til 12.594 år. Så, med andre ord, vi har en ganske solid måte å kalibrere rå radiokarbondatoer for de siste 12.594 årene av planeten vår.

Men før det er bare fragmentariske data tilgjengelig, noe som gjør det veldig vanskelig å definitivt datere noe eldre enn 13 000 år. Pålitelige estimater er mulig, men med store +/- faktorer.

Som du kanskje forestiller deg, har forskere forsøkt å oppdage organiske gjenstander som kan dateres sikkert ganske jevnt de siste femti årene. Andre organiske datasett som er sett på har inkludert varves, som er lag med sedimentær bergart som ble lagt ned årlig og inneholder organiske materialer; dype hav koraller, speleothems (huleforekomster) og vulkanske tefras; men det er problemer med hver av disse metodene. Grotteforekomster og varver har potensial til å inkludere gammelt karbon i jord, og det er foreløpig uavklarte problemer med svingende mengder av ¹⁴C i havstrømmer.

En koalisjon av forskere ledet av Paula J. Reimer av CHRONO Senter for klima, miljø og kronologi, School of Geography, Archaeology and Paleoecology, Queen's University Belfast og publisering i tidsskriftet radiokarbon, har jobbet med dette problemet i løpet av de siste tiårene, og utviklet et program som bruker et stadig større datasett for å kalibrere datoer. Den siste er IntCal13, som kombinerer og forsterker data fra treringer, iskjerner, tephra, koraller, speleothems og sist, data fra sedimentene i Lake Suigetsu, Japan, for å komme med et betydelig forbedret kalibreringssett til ¹⁴C er mellom 12.000 og 50.000 år siden.

I 2012 ble det rapportert at en innsjø i Japan hadde potensial til å finjustere radiokarbondatering ytterligere. Lake Suigetsus årlige dannede sedimenter inneholder detaljert informasjon om miljøendringer i det siste 50 000 år, noe radiokarbonspesialist PJ Reimer sier er like bra som og kanskje bedre enn Grønlandsisen Kjerner.

Forskerne Bronk-Ramsay et al. rapporterte 808 AMS-datoer basert på sedimentvarv målt av tre forskjellige radiokarbonlaboratorier. Datoene og tilsvarende miljøendringer lover å gjøre direkte korrelasjoner mellom andre viktige klimaregistreringer, og tillater det forskere som Reimer for å finkalibrere radiokarbondatoer mellom 12 500 til den praktiske grensen for c14-dateringen av 52,800.

Det er mange spørsmål som arkeologer ønsker å svare på som faller inn i 12.000-50.000 års periode. Blant dem er:

• Når ble våre eldste husholdningsforhold opprettet (hunder og ris)?
• Når gjorde Neandertalere dør ut?
• Når ankom mennesker i Amerika?
• Viktigst, for dagens forskere, er evnen til å studere mer nøyaktig detaljene fra tidligere Klima forandringer.

Reimer og kollegene påpeker at dette bare er det siste innen kalibreringssett, og ytterligere forbedringer er å forvente. For eksempel har de oppdaget bevis på at det var under Yngre Dryas (12.550–12.900 kal BP) en nedstenging eller i det minste en bratt reduksjon av formasjonen Nord-Atlanterhavet, som sikkert var en refleksjon av klimaendringer; de måtte kaste ut data for den perioden fra Nord-Atlanteren og bruke et annet datasett.

Valgte kilder

• Adolphi, Florian, et al. "Usikkerheter om radiokarbonkalibrering under den siste nedbryting: innsikt fra nye flytende tre-ring kronologier." Quaternary Science Reviews 170 (2017): 98–108.
• Albert, Paul G., et al. "Geokjemisk karakterisering av det sene kvartær utbredte japanske tephrostratigrafiske markørene og korrelasjoner til Suigetsu sedimentære arkiv (SG06 Core)." Kvaternær geokronologi 52 (2019): 103–31.
• Bronk Ramsey, Christopher, et al. "En komplett terrestrisk radiokarbonrekord for 11,2 til 52,8 Kyr B.P." Vitenskap 338 (2012): 370–74.
• Currie, Lloyd A. "Den bemerkelsesverdige metrologiske historien til radiokarbondating [II]." Journal of Research of National Institute of Standards and Technology 109.2 (2004): 185–217.
• Dee, Michael W., og Benjamin J. S. Pave. "Forankring av historiske sekvenser ved bruk av en ny kilde med astro-kronologiske båndpunkter." Proceedings of the Royal Society A: Matematisk, fysisk og ingeniørvitenskap 472.2192 (2016): 20160263.
• Michczynska, Danuta J., et al. "Ulike forbehandlingsmetoder for 14c datering av yngre dryas og Allerød furu (" Kvaternær geokronologi 48 (2018): 38-44. Skrive ut.Pinus sylvestris L.).
• Reimer, Paula J. "Atmosfærisk vitenskap. Raffinering av Radiocarbon Time Scale." Vitenskap 338.6105 (2012): 337–38.
• Reimer, Paula J., et al. "Intcal13 og Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0–50,000 Years Cal BP." radiokarbon 55.4 (2013): 1869–87.