Радиоуглеродный анализ. Естественные науки в помощь гуманитарным

В чем задача метода?
Определить возраст исторического памятника
Сколько времени прошло с тех событий?

Аналогичные задачи из повседневности

Какой нужен процесс?
-Достаточно медленный
-Процесс должен начинаться синхронно с “моментом” существования памятника
-Результаты процесса могут быть измерены
-Не должен зависеть от последующих исторических обстоятельств
-Приемлемая погрешность

Автор методики
Willard Frank Libby (17.12.1908 – 08.09.1980).
Нобелевская премия по химии (1960)

Биологические, химические и физические основы метода

Биологические, химические и физические основы метода

Биологические, химические и физические основы метода

Углерод – основа жизни на Земле

Углерод – основа жизни на Земле

Углерод – основа жизни на Земле
Белок

Углерод – основа жизни на Земле
Белок
Жир

Углерод – основа жизни на Земле
Белок
Жир
ДНК

Круговорот углерода

Круговорот углерода

Атом углерода

Изотопы углерода

Изотопы углерода

Радиоактивность углерода C-14
Период полураспада T1/2 радиоуглерода составляет 5730 лет. За это время ½ всего радиоуглерода распадется.
Вопрос: какое количество радиоуглерода останется в образце спустя 11460 лет?

Радиоактивность углерода C-14
C12
C14

Итоги
Все живое основано на углероде
Углерод C14 из атмосферы попадает в пищевую цепочку при фотосинтезе
При жизни организма происходит постоянный обмен углерода, поэтому соотношение C14/C12 остается неизменным
После смерти организма обмен углерода прекращается, количество стабильного углерода C12 не изменяется, радиоактивный изотоп C14 начинает распадаться
Измеряя соотношение C14/C12 в образце можно судить о времени его смерти

Как угадать возраст?
C12
C14
½ всего C14 уже распалась. Куда мне?

Как угадать возраст?
C12
C14
5730 лет
Сюда!!!

Как угадать возраст?
C12
C14
15/16 всего C14 уже распалась. Куда мне?

Как угадать возраст?
C12
C14
Сюда!!!
22920 лет

Необходимость калибровки
Как убедиться в работоспособности метода?

Необходимость калибровки
Как убедиться в работоспособности метода?
Сравнить возраст, полученный по данным радиоуглеродного анализа, с данными, полученными независимо
Сравнить результаты, полученные в разных лабораториях (слепое исследование)
Оказалось, что радиоуглеродный анализ обладает значительной погрешностью и нуждается в доработке (1950-е годы)

Необходимость калибровки
Предположения метода:
Соотношение C14/C12 в атмосфере неизменно во времени
Соотношение C14/C12 внутри организма совпадает с атмосферным
Соотношение C14/C12 совпадает во всех живых существах
Калибровка – это процедура уточнения результатов анализа. Калибровка выполняется путем сравнения результатов радиоуглеродного анализа с результатами других методов.

Старожилы Земли
Мафусаи́л. 4847 лет. Калифорния, США.

Старожилы Земли
Старый Тикко. 9550 лет. Швеция.

Старожилы Земли
Колония Пандо. 80000 лет. Юта, США.

Калибровочная кривая INTCAL13 (2013)

Калибровочная кривая INTCAL13 (2013)

Как это выглядит

Типичный результат радиоуглеродного анализа

Типичный результат радиоуглеродного анализа

Типичный результат радиоуглеродного анализа

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Резервуарный эффект

Методика Wiggle-Matching