Hvad betyder den arkæologiske datering "cal BP"?

Det videnskabelige udtryk "cal BP" er en forkortelse for "kalibrerede år før det nuværende" eller "kalenderår før nuværende ", og det er en note, der betyder, at den citerede rå radiocarbon-dato er blevet korrigeret ved hjælp af strøm metoder.

Radiocarbon-datering blev opfundet i slutningen af ​​1940'erne, og i de mange årtier siden har arkæologer gjort det opdagede vrikker i radiocarbon-kurven - fordi atmosfærisk kulstof har vist sig at svinge over tid. Justeringer af denne kurve for at korrigere for wiggles ("wiggles" er virkelig det videnskabelige udtryk, som forskerne bruger) kaldes kalibreringer. Betegnelserne cal BP, cal BCE og cal CE (såvel som cal BC og cal AD) angiver alle, at den nævnte radiocarbon-dato er blevet kalibreret for at tage højde for disse svingninger; datoer, der ikke er justeret, betegnes som RCYBP eller "radiocarbon år før nutiden."

Radiocarbon-datering er et af de bedst kendte arkæologiske dateringsværktøjer til rådighed for forskere, og de fleste har i det mindste hørt om det. Men der er mange misforståelser om, hvordan radiocarbon fungerer, og hvor pålidelig en teknik det er; denne artikel forsøger at rydde dem.

Alle levende ting udveksler gassen Kulstof 14 (forkortet C₁₄, 14C og, oftest, ¹⁴C) med miljøet omkring dem - dyr og planter udveksler kulstof 14 med atmosfæren, mens fisk og koraller udveksler kulstof med opløst ¹⁴C i hav- og søvand. Gennem hele et dyrs eller plantes liv er mængden af ¹⁴C er perfekt afbalanceret med omgivelserne. Når en organisme dør, brydes den ligevægt. Det ¹⁴C i en død organisme falder langsomt med en kendt hastighed: dens "halveringstid".

Halveringstiden for en isotop som ¹⁴C er den tid det tager for halvdelen af ​​det at henfalde væk: ind ¹⁴C, hvert 5.730 år, halvdelen af ​​det er væk. Så hvis du måler mængden af ¹⁴C i en død organisme, kan du finde ud af, hvor længe siden det ophørte med at udveksle kulstof med sin atmosfære. Under relativt uberørte forhold kan et radiocarbonlaboratorium måle mængden af ​​radiocarbon nøjagtigt i en død organisme for op til ca. 50.000 år siden; genstande ældre end det indeholder ikke nok ¹⁴C tilbage til måling.

Der er dog et problem. Kulstof i atmosfæren svinger med styrken i jordens magnetfelt og solaktivitet, for ikke at nævne, hvad mennesker har kastet i det. Du skal vide, hvordan det atmosfæriske kulstofniveau (radiocarbon 'reservoiret) var på det tidspunkt af en organisms død for at kunne beregne, hvor meget tid der er gået siden organismen døde. Hvad du har brug for er en lineal, et pålideligt kort til reservoiret: med andre ord et organisk sæt objekter det spor årligt atmosfærisk kulstofindhold, et som du sikkert kan fastlægge en dato på for at måle dets ¹⁴C-indhold og dermed etablere basislinjereservoiret i et givet år.

Heldigvis har vi et sæt organiske genstande, der registrerer kulstof i atmosfæren på årsbasis - træer. Træer opretholder og registrerer carbon 14-ligevægt i deres vækstringe - og nogle af disse træer producerer en synlig vækstring for hvert år de lever. Undersøgelsen af dendrokronologi, også kendt som træring, er baseret på denne kendsgerning. Selvom vi ikke har nogen 50.000 år gamle træer, har vi overlappende træringssæt, der er dateret (indtil videre) tilbage til 12.594 år. Så med andre ord, vi har en temmelig solid måde at kalibrere rå radiocarbon-datoer i de seneste 12.594 år af vores planetens fortid.

Men inden dette er der kun fragmentariske data tilgængelige, hvilket gør det meget vanskeligt at definitivt datere noget, der er ældre end 13.000 år. Pålidelige estimater er mulige, men med store +/- faktorer.

Som du måske forestiller dig, har forskere forsøgt at finde organiske genstande, der kan dateres sikkert temmelig støt i de sidste halvtreds år. Andre organiske datasæt, der blev set på, har inkluderet varver, som er lag af sedimentær sten, der blev nedlagt årligt og indeholder organiske materialer; dybhavskoraller, speleothems (hulaflejringer) og vulkaniske tefraer; men der er problemer med hver af disse metoder. Grotteaflejringer og varver har potentialet til at inkludere gammelt kulstof i jorden, og der er endnu ikke løst problemer med svingende mængder af ¹⁴C i havstrømme.

En koalition af forskere ledet af Paula J. Reimer af CHRONO Center for Klima, Miljø og Kronologi, School of Geography, Archaeology and Paleoecology, Queen's University Belfast og publicering i tidsskriftet radiocarbon, har arbejdet med dette problem i de sidste par årtier med at udvikle et softwareprogram, der bruger et stadigt stigende stort datasæt til at kalibrere datoer. Den seneste er IntCal13, der kombinerer og forstærker data fra træringe, iskerner, tephra, koraller, speleothems og senest data fra sedimenterne i Lake Suigetsu, Japan, for at komme med et markant forbedret kalibreringssæt til ¹⁴C er mellem 12.000 og 50.000 år siden.

I 2012 blev det rapporteret, at en sø i Japan havde potentialet til yderligere at finjustere radiocarbon-datering. Lake Suigetsus årligt dannede sedimenter indeholder detaljerede oplysninger om miljøændringer i fortiden 50.000 år, som radiokarbonspecialist PJ Reimer siger er så gode som og måske bedre end Grønlandsisen Kerner.

Forskerne Bronk-Ramsay et al. rapporterede 808 AMS-datoer baseret på sedimentvarver målt ved tre forskellige radiokarbonlaboratorier. Datoerne og de tilsvarende miljøændringer lover at foretage direkte sammenhænge mellem andre centrale klimaregistreringer, hvilket tillader forskere som Reimer til at finkalibrere radiocarbon-datoer mellem 12.500 og den praktiske grænse for c14-dateringen af 52,800.

Der er mange spørgsmål, som arkæologer gerne vil have besvaret, og som falder ind i perioden 12.000-50.000. Blandt dem er:

• Hvornår blev vores ældste husholdningsforhold etableret (hunde og ris)?
• Hvornår gjorde Neanderthaler dør ud?
• Hvornår ankom mennesker i Amerika?
• Vigtigst er det for nutidens forskere at være evnen til at studere mere præcist detaljerede konsekvenser af tidligere klima forandring.

Reimer og kolleger påpeger, at dette bare er det nyeste inden for kalibreringssæt, og at yderligere forbedringer forventes. For eksempel har de opdaget bevis for, at der var under de yngre Dryas (12.550–12.900 cal BP) en nedlukning eller i det mindste en stejl reduktion af dannelsen af ​​det nordatlantiske dybvand, som helt sikkert var en afspejling af klimaforandringer; de måtte smide data for den periode ud fra Nordatlanten og bruge et andet datasæt.

Valgte kilder

• Adolphi, Florian, et al. "Usikkerheder ved radiocarbon-kalibrering under den sidste nedbrydning: indsigt fra nye flydende træringskronologier." Quaternary Science Anmeldelser 170 (2017): 98–108.
• Albert, Paul G., et al. "Geokemisk karakterisering af det sene kvartær udbredte japanske tephrostratigrafiske markører og korrelationer til søen Suigetsu Sedimentært arkiv (SG06 Core)." Kvaternær geokronologi 52 (2019): 103–31.
• Bronk Ramsey, Christopher, et al. "En komplet terrestrisk radiocarbonrekord for 11,2 til 52,8 Kyr B.P." Videnskab 338 (2012): 370–74.
• Currie, Lloyd A. "Den bemærkelsesværdige metrologiske historie med radiocarbon-datering [II]." Journal of Research for National Institute of Standards and Technology 109.2 (2004): 185–217.
• Dee, Michael W. og Benjamin J. S. Pave. "Forankring af historiske sekvenser ved hjælp af en ny kilde til astrokronologiske bindingspunkter." Proceedings of the Royal Society A: Matematisk, fysisk og ingeniørvidenskab 472.2192 (2016): 20160263.
• Michczynska, Danuta J., et al. "Forskellige forbehandlingsmetoder til 14c datering af yngre dryas og Allerød fyrretræ (" Kvaternær geokronologi 48 (2018): 38-44. Print.Pinus sylvestris L.).
• Reimer, Paula J. "Atmosfærisk videnskab. Raffinering af radiocarbon-tidsskalaen." Videnskab 338.6105 (2012): 337–38.
• Reimer, Paula J., et al. "Intcal13 og Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0–50.000 Years Cal BP." radiocarbon 55.4 (2013): 1869–87.