Vuoteen 1949 saakka, jolloin arkeologit kaivasivat esihistoriallisia luita, kivipisteitä, puuhiilen jäänteitä tai muita esineitä varhaisesta ihmiskunnan historiasta, heillä ei ollut mitään keinoa tietää tarkalleen kuinka vanhat nämä esineet olivat. Kemisti Willard Libby muutti tämän suunnitellessaan nerokasta menetelmää muinaisten esineiden seurusteluun niiden sisältämien hiiliatomityyppien perusteella.
Libby ja hänen kollegansa perustivat ideansa siihen, että elävät asiat sisältävät rakenteeseen pieniä määriä ilmakehän hiili-isotooppia (C-14); kun ne kuolevat, ne lopettavat uuden C-14: n lisäämisen, ja sen sisällä oleva määrä hajoaa hitaasti toiseksi alkuaineeksi, typpeksi-14. Selvittämällä, että C-14: n puoliintumisaika (ajan kuluminen, joka kuluu puolelta annetusta C-14: n määrästä hajoamiseksi N-14: ksi) on 5730 vuotta, he voisivat analysoida kemiallisesti C-14: n suhteen N-14: een puun tai luun sisällä ja määritä kuinka kauan se oli ollut kuollut.
Tämä tekniikka on mullistanut arkeologian, antropologian ja muut kentät, ja se on antanut meille mahdollisuuden määrittää esineiden absoluuttinen ikä enintään noin 60 000 vuotta vanhoihin. Kaiken kaikkiaan tämän tekniikan tarkkuutta on kuitenkin rajoittanut se tosiseikka, että C-14: n määrä ilmakehässä on muuttunut ajan myötä - eikä koskaan ole ollut suurta kokemusta siitä, kuinka paljon se on vaihdellut vuosien varrella.
Ottaen huomioon tämä, tutkijaryhmä Oxfordin yliopistosta ja muualta oli erityisen innoissaan, kun he kaivasivat fossiilisia lehtiä ja sedimentikerrosten ytimiä Japanin Suigetsun järven alapuolelta. Nämä näytteet eivät ehkä näytä paljon, mutta sedimenttien ainutlaatuisen kerrostamisen ja koskemattomuuden takia löytö muodostaa ennennäkemättömän kattavan ilmakehän C-14-ennätyksen noin 11 200 - 52 800 vuotta sitten. Toisin sanoen näytteet sedimenteistä tästä yhdestä maapallon kohdasta tekevät kyvystämme päivittää muualla maailmassa löydettyjä muinaisia esineitä huomattavasti tarkemmin.
"Uudet tulokset tarjoavat tärkeän parannuksen ilmakehän radiohiilitietueeseen ja asettavat radiohiilen aikataulun tiukemmalle pohjalle", sanoi Science: n päätoimittaja Jesse Smith, jonka havainnot julkaistiin tänään lehdessä.
Mikroskooppinen kuva Suigetsun järven sedimenttikerroksista. (Kuva Gordon Schlolautin kautta) Järvessä esiintyvät erityiset prosessit ja olosuhteet auttavat selittämään, miksi sedimentin ytimet ja lehdenäytteet ovat niin arvokkaita. Joka talvi pienet vaaleat levät, nimeltään piimat, kuolevat ja peittävät järven pohjan; Joka kesä ne pelataan vuorostaan tummemmalla sedimenttikerroksella. Järvi on erittäin hiljainen, siinä on vähän happea ja jäätiköt tai geologinen aktiviteetti eivät ole häirinneet sitä viimeisen 52 800 vuoden aikana, joten nämä mikroskooppiset kerrokset muodostavat täydellisen vuosittaisen ennätyksen, joka on säilytetty sedimenttien ytimissä.
Lisäksi koska lehdet ja muut orgaaniset materiaalit ovat jääneet kerrosten väliin, tutkijat pystyivät käyttämään C-14: n määrää kussakin lehdessä rakentamaan täydellisen kuvan ilmakehän C-14: stä ajan myötä. Aikaisemmin ilmakehän C-14-tietueet tulivat merinäytteistä (jotka eroavat maassa käytetyistä) tai puirenkaista (jotka ovat päivätty vasta vähän yli 12 000 vuotta sitten), joten nämä ytimet parantavat huomattavasti vanhempien esineiden radiosidonnaisuuden tarkkuutta. Tutkijat “ankkuroivat” uuden C-14-tietueen aikaisempiin tietoihin sovittamalla yhteen ytimien uusimmissa kerroksissa olevat tasot puunrenkaiden jo tunnetuille tasoille.
"Vaikka tämä tietue ei johda merkittäviin päivämäärien tarkistuksiin, esimerkiksi arkeologiaan, yksityiskohtiin tulee muutoksia, jotka ovat satojen vuosien luokkaa", kertoi Oxfordin yliopiston arkeologi Bronk Ramsey, paperin pääkirjailija. ”Tällaiset muutokset voivat olla erittäin merkittäviä, kun yrität tarkastella ihmisen reaktioita ilmastoon, usein päivättyinä muilla menetelmillä, esimerkiksi Grönlannin jääydinten kautta. Tarkempi kalibroitu aikataulu antaa meille mahdollisuuden vastata arkeologian kysymyksiin, joihin meillä ei ole aiemmin ollut päätöslauselmaa. ”
Tutkijat epäilivät, että Suigetsun järven olosuhteet voisivat tuottaa niin tärkeän C-14-ennätys jo vuonna 1993, mutta heillä on ollut tähän asti teknisiä vaikeuksia ehjiä ytimiä erottaa ja analysoida. "Tämä on 20 vuotta kestäneen japanilaisen unelman toteutus", sanoi kirjoittaja Takeshi Nakagawa Newcastlen yliopistossa Tynessä Englannissa. Vaikka näytteiden talteenotto kestää jonkin aikaa, ne auttavat nyt tutkijoita selvittämään paljon vanhempien näytteiden ja esineiden ikä.
