Întâlniri absolute
Datarea absolută este procesul de determinare a vârstei cronologice a unei descoperiri. Este utilizat în principal în științe precum arheologia și geologia .
Unii savanți propun să folosească termenul de datare cronometrică sau datare calendaristică pentru a evita ca utilizarea termenului „absolut” să ducă la garantarea unei acuratețe non-implicită. [1] [2]
Datarea absolută oferă o vârstă numerică sau un interval de vârstă, spre deosebire de datarea relativă, care poziționează evenimentele în raport cu o referință cunoscută sau fără a stabili diferența de vârstă dintre evenimente.
În arheologie, datarea absolută se bazează, în general, pe proprietățile fizice sau chimice ale materialului din care sunt fabricate artefacte, clădiri sau alte obiecte folosite de omenire sau de asociații istorice cu materiale de epocă cunoscută, precum monede sau texte scrise.
Tehnicile folosite pentru a ajunge la datarea absolută includ dendrocronologia inelelor de creștere a copacilor, utilizarea metodei carbon-14 pentru lemn sau os și datarea prin termoluminiscență pentru obiectele din ceramică glazurată. [3]
Monedele găsite în timpul săpăturilor au uneori o dată gravată sau o referință la nume care le permit să fie asociate cu anumite evenimente istorice.
În geologia istorică, principala metodă de datare absolută exploatează degradarea radioactivă a elementelor prinse în roci sau minerale; este posibil să se utilizeze sisteme izotopice care permit calcularea vârstelor recente (cum ar fi radiocarbonul) și sisteme de uraniu-plumb care permit obținerea vârstei absolute a celor mai vechi roci prezente pe Pământ.
Datare radiometrică
Datarea radiometrică este o tehnică bazată pe rata cunoscută a dezintegrării radioactive a unor izotopi radioactivi care se transmutează în nuclizi radiogeni. Diferitele sisteme izotopice sunt utilizate pentru diferite aplicații, în funcție de diferitele elemente prezente în mineral și de vârsta probei.
Tehnicile bazate pe izotopi care au un timp de înjumătățire de ordinul a câteva mii de ani, cum ar fi metoda carbon-14 , pot fi folosite pentru datarea materialelor care au o vechime de câteva zeci de mii de ani, dar nu cu roci care datează în urmă cu câteva milioane sau miliarde de ani în urmă, deoarece cantitatea de substanță radioactivă rămasă în eșantion ar fi sub limitele care pot fi detectate în mod fiabil de instrumente.
Metoda carbon-14
Una dintre cele mai cunoscute și mai utilizate tehnici de datare radiometrică este metoda carbon-14 , sau datarea radiocarbonată, utilizată pentru datarea probelor care conțin material organic.
Radiația cosmică care intră în atmosfera terestră produce izotopul radioactiv carbon-14 ; acest izotop este absorbit de plante atunci când fixează dioxidul de carbon atmosferic în timpul procesului de fotosinteză a clorofilei . Carbonul 14 trece de la plantele din lanțul trofic prin animale erbivore care se hrănesc cu iarbă sau plante; carnivorele la rândul lor prădează erbivorele. Odată cu moartea unui animal sau plantă, ciclul carbonului 14 este întrerupt.
Este nevoie de 5.730 de ani pentru ca jumătate din cantitatea inițială de carbon să se transforme în azot; aceasta este timpul de înjumătățire sau jumătatea vieții izotopului. După alți 5.730 de ani, cantitatea inițială de carbon-14 s-a micșorat la un sfert, care devine o optime după un alt timp de înjumătățire și așa mai departe.
Din măsurarea procentului de carbon rezidual-14 din materialul organic, este posibilă urmărirea datei decesului probei organice, atât izolată, cât și prezentă într-un artefact.
Limitări
Timpul de înjumătățire relativ scurt (5.730 de ani) al carbonului 14 face ca datarea cu această metodă să fie fiabilă doar cu aproximativ 60.000 de ani în urmă. Pentru a permite datarea exactă în acest interval de timp, tehnica trebuie calibrată cu alte metode de datare, cum ar fi dendrocronologia .
O altă problemă legată de datarea siturilor arheologice este cea cunoscută ca problema lemnului antic. În unele condiții deosebit de aride, cum ar fi în deșerturi, este posibil ca unele materiale organice, cum ar fi copacii vechi morți, să rămână neschimbate chiar și de sute de ani înainte de a fi folosite ca lemn de foc sau ca material de construcție. Prin urmare, datarea unui lemn dat nu poate indica neapărat când a fost ars sau când a fost construită structura arheologică. Din acest motiv, acolo unde este posibil, arheologii preferă să folosească probe de plante de scurtă durată pentru datarea cu radiocarbon.
Dezvoltarea spectrometriei de masă a acceleratorului (AMS) a făcut posibilă obținerea de datări fiabile, chiar și începând cu probe foarte mici.
Datarea cu potasiu-argon
Pentru perioade mai vechi de timp, sunt disponibile și alte tehnici radiometrice în afară de cea a carbonului-14. Una dintre cele mai utilizate este datarea cu potasiu-argon (K-Ar). Potasiul-40 este un izotop radioactiv de potasiu care se descompune în argon-40; timpul de înjumătățire al potasiului-40 este de 1,3 miliarde de ani, mult mai lung decât cel al carbonului-14 și, prin urmare, ne permite să calculăm vârsta probelor mult mai vechi.
Potasiul este un element foarte obișnuit în roci și minerale, astfel încât cu această tehnică este posibilă datarea eșantioanelor de interes arheologic sau geocronologic.
Argonul este un gaz nobil , care nu este prezent în mod normal în probe, cu excepția cazului în care este produs in situ prin dezintegrare radioactivă . Datele măsurate cu această tehnică indică când a fost ultima dată când proba a fost încălzită peste temperatura de blocare, adică temperatura la care gazul prins poate ieși din rețeaua de cristal.
Datarea K-Ar a fost, de asemenea, utilizată pentru calibrarea scalei inversiunii geomagnetice a polarității terestre.
Întâlniri cu luminescență
Termoluminiscență
Datarea cu termoluminiscență dă, de asemenea , vârsta ultimei perioade în care proba a fost încălzită. Tehnica se bazează pe principiul conform căruia obiectele absorb radiațiile din mediu. Când o probă este încălzită la peste 500 ° C , electronii prinși în rețea sunt eliberați, emițând lumină. Detectarea fotonilor de lumină efectuată prin intermediul fotomultiplicatorilor permite determinarea ultimei perioade de încălzire a probei.
Nivelul radiației nu rămâne constant în timp și fluctuațiile pot afecta rezultatele. Expunerea probei la încălzirea ulterioară (cum ar fi în cazul unui incendiu) sau la lumina directă poate provoca disiparea electronilor, făcând obiectul să pară mai recent decât este de fapt.
Datorită acestor limitări, termoluminiscența are un grad de precizie de cel mult 15%. Prin urmare, nu poate fi folosit singur, dar poate confirma vechimea unui artefact.
Tehnica este utilizată în arheologie pentru datarea ceramicii, dintre care multe componente, precum cuarțul și feldspatul, sunt termoluminescente.
Luminiscență stimulată optic (OSL)
Datarea cu lumină cu stimulare optică (OSL) determină data ultimei expuneri la lumină a unui sediment.
În timpul transportului sedimentelor, expunerea la lumina soarelui pune la zero semnalul de luminiscență. După înmormântare, sedimentul începe să acumuleze o nouă luminiscență ca urmare a radiației naturale a mediului, care ionizează treptat granulele minerale.
O prelevare precisă în condiții de întuneric absolut, permite asigurarea faptului că sedimentul primește lumină artificială numai în laborator, eliberând astfel semnalul OSL. Luminiscența eliberată în aceste condiții face posibilă calcularea echivalentului dozei absorbite (De) de către sediment începând de la depunerea sa. Această valoare este utilizată pentru a obține vârsta eșantionului.
Dendrocronologie
Dendrocronologia este o metodă de datare bazată pe numărarea inelelor anuale de creștere ale copacilor. La multe tipuri de copaci, succesiunea inelelor de creștere ne permite să deducem anii calendaristici în care s-a format fiecare inel.
Dendrocronologia are trei domenii principale de aplicare:
- paleoecologie , unde este utilizată pentru a determina aspectele ecologice din trecut (în special tendințele climatice);
- arheologie , unde este folosită pentru datarea clădirilor antice sau a obiectelor din lemn;
- în combinație cu datarea radiometrică , pentru calibrarea vârstelor datate cu metoda carbon-14 .
Cu această tehnică, în unele zone ale lumii este posibil să ne întoarcem în timp cu câteva mii de ani în urmă. În prezent, limita extremă atinsă în acest mod este de puțin peste 11.000 de ani. [4]
Întâlniri cu aminoacizi
Datarea cu aminoacizi este o tehnică de datare care folosește procesul natural de racemizare a aminoacizilor pentru a estima vârsta unei probe biologice. [5] [6] [7] [8] [9] Această tehnică este aplicată în paleobiologie , arheologie , criminalistică , tafonomie , sedimentologie și alte domenii.
Toate țesuturile biologice conțin aminoacizi . Cu excepția glicinei , care este cea mai simplă, toți aminoacizii prezintă activitate optică , care reprezintă proprietatea de a roti planul de vibrație al luminii polarizate. Aminoacizii pot avea două configurații diferite, numite „D” sau „L”, în funcție de faptul că rotesc planul luminii polarizate respectiv spre dreapta (D) sau spre stânga (L). Cristalele sale sunt imaginea în oglindă a celuilalt.
În afară de câteva excepții, aminoacizii prezenți în organismele vii posedă doar configurația „L” pentru stângaci. Cu toate acestea, atunci când un organism moare, controlul asupra configurației optice se pierde, iar raportul dintre configurațiile D și L (inițial egal cu zero) tinde să se deplaseze către o stare de echilibru în care cele două forme sunt prezente în procente egale. Acest amestec 1: 1 al celor doi enantiomeri opuși se numește racemic [10], iar procesul de formare aferent se numește racemizare .
Măsurarea relației dintre configurațiile D și L într-un eșantion biologic permite să existe o estimare a timpului scurs de la moartea organismului viu. [11]
Notă
- ^ Susan Toby Evans și Webster David L. (eds), Archeology of Ancient Mexico and Central America: an encyclopedia , New York [ua], Garland, 2001, p. 203, ISBN 978-0-8153-0887-4 .
- ^ Winfried Henke, Manual de paleoantropologie , New York, Springer, 2007, p. 312 , ISBN 978-3-540-32474-4 .
- ^ Robert L. Kelly și David Hurst Thomas, Arheology: Down to Earth , ediția a cincea., 2012, p. 87, ISBN 978-1-133-60864-6 .
- ^ McGovern PJ, Science in Archaeology: A Review , în American Journal of Archaeology , vol. 99, nr. 1, 1995, pp. 79-142.
- ^ JL Bada, Datarea racemizării aminoacizilor a oaselor fosile , în Revista anuală a științelor planetei și planetare , vol. 13, 1985, pp. 241-268, Bibcode : 1985AREPS..13..241B , DOI : 10.1146 / annurev.ea.13.050185.001325 .
- ^ L. Canoira, MJ García-Martínez, JF Llamas, JE Ortíz și TD Torres, Kinetics of amino acid racemization (epimerization) in the dentine of fossil and modern bear teeth , în International Journal of Chemical Kinetics , vol. 35, nr. 11, 2003, p. 576, DOI : 10.1002 / kin.10153 .
- ^ J. Bada și GD McDonald, Racemizarea aminoacizilor pe Marte: implicații pentru conservarea biomoleculelor dintr-o biotă marțiană dispărută ( PDF ), în Icarus , vol. 114, 1995, pp. 139-143, Bibcode : 1995Icar..114..139B , DOI : 10.1006 / icar.1995.1049 , PMID 11539479 .
- ^ BJ Johnson și GH Miller,Archaeological Applications of Amino Acid Racemization , in Archaeometry , vol. 39, nr. 2, 1997, p. 265, DOI : 10.1111 / j.1475-4754.1997.tb00806.x .
- ^ 2008 [1] Arhivat 22 ianuarie 2015 la Internet Archive . citat: Rezultatele oferă un caz convingător pentru aplicabilitatea metodelor de racemizare a aminoacizilor ca instrument de evaluare a modificărilor dinamicii depoziționale, a ratelor de sedimentare, a medierii în timp, a rezoluției temporale a înregistrării fosilelor și a supraimprimărilor tafonomice de-a lungul ciclurilor stratigrafice de secvență.
- ^(RO) IUPAC Gold Book, „racemate”
- ^ Laborator de geocronologie a aminoacizilor , Universitatea Arizona de Nord , pe jan.ucc.nau.edu . Accesat la 2 aprilie 2020 (Arhivat din original la 14 martie 2012) .
linkuri externe
- ( EN ) Absolute dating / Absolute dating (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
