ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на форуме.
 

Радиоуглерод и абсолютная хронология: записки на тему (7)

Необходимость калибровочной кривой стала ясна исследователям уже в конце 60-х начале 70-х годов прошлого века. И к началу 80-х была представлена кривая, покрывающая 7240 радиоуглеродных лет BP (Клейн и др. - Klein J., Lerman J. C., Damon P. E and Linick T. W (1980) Radiocarbon concentrations in the atmosphere, 8000 year record of variations in tree-rings, Radiocarbon 22(3), 950-961). Была проведена также масса других измерений и построены кривые на основе различного древесного материала из самых разных районов Земли. Они все оказались подобными, и в дальнейшем лишь немногие из этих исследований были продолжены, но не для датировочных работ, а для геофизических задач (где изучаются значительно более слабые вариации радиоуглерода). После Клейна надо отметить Стуивера (Stuiver, M., (1982) A high-precision calibration of the AD radiocarbon timescale, Radiocarbon 24(1), 1-26), Пирсона (Pearson G. W., Pilcher J. R. and Baillie M. G. L. (1983) High-precision 14C measurements of Irish Oaks, Radiocarbon, 25(2), 179-186) - фактически работа этих групп и создала калибровочную кривую используемую сейчас.

Большой удачей для исследователей, занявшихся созданием калибровочной кривой, было существование уже к тому времени аккуратных и длинных дендрошкал, и соответственно - доступность материала. Причем здесь надо отметить, что скажем для североамериканской калибровочной кривой возможные неточности в дендро-датировке вообще были не страшны, по крайней мере для начального периода. Дело в том, что материал для первых примерно 4000 тысяч лет был взят из древесных колец живого (!) дерева. Калибровочные работы постоянно продолжаются, и кривая постоянно уточняется, повышается разрешение, она удлиняется во все более глубокое прошлое [Stuiver M. and R. S. Kra eds. 1986 Calibration issue, Proceedings of the 12th International 14C conference Radiocarbon 28 (2B) 805-1030; Stuiver M., A. Long A., and R. S. Kra eds. 1993 Calibration issue Radiocarbon 35 (1); Stuiver and van der Plicht (eds) 1998 Calibration Issue Radiocarbon 40 (3); Stuiver M., P. J. Reimer, E. Bard, J. W. Beck, G. S. Burr, K. A. Hughen, B. Kromer, G. McCormac, J. van der Plicht and M. Spurk 1998 INTCAL98 Radiocarbon Age Calibration, 24000-0 cal BP Radiocarbon 40 (3) 1041-1083].

Была разработана калибровочная кривая и для морских образцов, для поверхностного слоя океана. Она была построена на основе измерений радиоуглерода в годовых кольцах кораллов [Stuiver M. and T. F. Braziunas 14C Ages

of Marine Samples to 10,000 BC Radiocarbon 35 (1) 137-189; Stuiver M., P. J. Reimer and T. F. Braziunas High-precision radiocarbon age calibration for terrestrial and marine samples 1998 Radiocarbon 40 (3) 1127-1151]. Калибровка конечно не делается вручную, а используются програмные пакеты, построенные на соотвествующих кривых [Stuiver M., P. J. Reimer, E. Bard, J. W. Beck, G. S. Burr, K. A. Hughen, B. Kromer, G. McCormac, J. van der Plicht and M. Spurk 1998 INTCAL98 Radiocarbon Age Calibration, 24000-0 cal BP Radiocarbon 40 (3) 1041-1083]. Эти програмные пакеты легко доступны и бесплатны, см. например внизу страницы <http://units.ox.ac.uk/departments/rlaha/orau/01_04.htm>, а также здесь <http://depts.washington.edu/qil/calib/manual/chapter1.html>.

Итак, калибровочная кривая построена по годичным кольцам деревьев. Именно здесь пригождается стандартизация радиоуглеродных измерений к изотопному сдвигу d13C = - 25 permill. Ведь и для образцов калибровочной кривой этот сдвиг именно таков, что сразу же упрощает сравнение. В настоящее время чаще всего используется кривая, построенная по образцам, объединяющим кольца по 20, или с разрешением в два раза лучше, по 10 колец на образец.

Вот так выглядит кривая для последних 4 тысяч лет <http://units.ox.ac.uk/departments/rlaha/orau/01_06.htm>

Если атмосферное содержание радиоуглерода в какой-то период по различным причинам росло, то калибровочная кривая для этого периода идет резко вверх. Если же падало, то на кривой наблюдается так называемая ступенька. Если исследуемый образец пришелся на область роста кривой, то погрешности в календарном возрастемогут быть и невелики. А если же он пришелся на ступеньку, то к сожалению погрешность календарного возраста такого образца заметно возрастает. Таким образом, заранее неизвестно какая окажется погрешность для каждого конкретного образца. Причем очевидно, что погрешности более древних образцов могут легко оказаться меньшими чем для более молодых.

Если мы опять посмотрим на рисунок 3, то теперь нам ясно, что кривая на нем - это тоже калибровочная кривая, просто построенная в других координатах. Такое представление кривой используется в геофизических исследованиях.

Подведем некоторые итоги.

Итак, мы знаем, что радиоуглеродным методом датируются образцы, которые на протяжении своей "жизни" (кавычки потому, что и неорганические системы могут отвечать этому условию) находились в состоянии обмена с атмосферой, в состоянии изотопного баланса. Для датировок выделяют лишь фракции и соединения, которые устойчиво сохраняются и сохраняют прижизненное изотопное отношение. При определении календарного возраста осуществляется учет изменяющегося во времени атмосферного содержания радиоуглерода на момент "жизни" образца. Таким образом, оба условия надежного радиоизотопного датирования выполнены - условие консервации и условие известного начального состояния. Очевидно, что современный радиоуглеродный метод обеспечен надежным фундаментом.

Часто возникает вопрос - насколько надежна калибровочная кривая? Если кривая построена на дендрохронологии, то можно ли доверять дендрошкале? Используются ли для построения дендрошкал радиоуглеродные даты, и если да, то не возникает ли порочного круга?

Давайте разберемся.

Начнем с того, что первые длинные дендрошкалы были построены для североамериканского континента в 20-е годы прошлого века Дугласом, когда радиоуглерода еще и в помине не было. Для построения калибровочной кривой использовались образцы древесных колец остистой сосны, чрезвычайно долгоживущего дерева, растущего в горах запада Соединенных Штатов. Причем начало шкалы было положено живым деревом с более чем 4700-летним возрастом. Вскоре было найдено и мертвое (но по прежнему стоящее) дерево, на многие сотни лет перекрывавшееся с первым живым и так далее по большому числу сохранившихся образцов, что позволило протянуть шкалу на более чем 10 тысячелетий вглубь. Так что уж исторический период был обеспечен более чем надежно датированными образцами.

Есть и другое, независимое подтверждение верности калибровочной кривой. Как мы знаем, калибровочная кривая демонстрирует не что иное, как временные вариации содержания радиоуглерода в атмосфере. Существенная часть этих вариаций обусловлена, как разбиралось в начале статьи, вариациями скорости образования изотопа. Но 14C не единственный изотоп, образуемый в атмосфере космическими лучами. Есть и другие, например 10Be, с периодом полураспада в 1.5 миллиона лет, образующийся в реакциях скалывания высокоэнергетическими частицами на ядрах азота и кислорода. Причем скорость его образования прямо пропорциональна скорости образования радиоуглерода. Этот изотоп, 10Be, имеет другое, отличное от радиоуглерода геохимическое поведение. Он быстро вымывается из атмосферы и, захороненный в различных осадках, может дать важную информацию о вариации скорости образования во времени. Были проведены серии измерения содержания 10Be в полярных льдах Антарктиды и Гренландии (рис. 7). Отметим, что до примерно 10 тысяч лет в прошлое возраст слоев льда датируется просто подсчетом выделяемых годовых слоев преципитации. Так вот оказывается концентрации 14C в кольцах деревьев (калибровочная кривая) очень хорошо коррелируют с рядами 10Be, причем без всяких сдвигов, растяжек и смещений. Особенно наглядно сравнение атмосферного содержания радиоуглерода с рассчитанным по комьютерной модели, где в качестве входных данных о скорости образования 14C использовались измерения 10Be в полярных льдах (см. рис. 8 и 9).


Рис. 7. Вариации содержания 10Be в керне льда Гренландской станции Dye3 [Beer et al.] и их сравнение с различными индексами солнечной активности.

Дендрохронологов часто упрекают, в том, что они при построении дендрошкал используют историческую информацию о возрасте того или иного образца, или вообще радиоуглеродное датирование. И это, дескать, ведет к порочному кругу. Да, действительно, дендрохронологи такую информацию иногда используют. Это делается для того, чтобы отнести тот или иной образец, ту или иную серию колец к нужному периоду, эпохе. Чтобы сэкономить время и только в нужном периоде проводить сравнение с существующей шкалой. Действительно, представьте, что вам надо аттрибутировать 200-300 годовой кусок куда-либо к шкале в 12 тысяч лет, например. Сейчас, с развитием и доступностью компьютерной мощности это стало значительно проще, а каково это было 20-30 лет назад? Поэтому сужение подозрительного промежутка могло только приветствоваться. Однако для того чтобы серия колец была ДОБАВЛЕНА в дендрошкалу, такие датировки несущественны, а существенно лишь одно условие: серия должна на много десятков, а лучше сотен лет перекрываться с надежной устойчивой и уже существующей шкалой, и на перекрываемом участке должна наблюдаться отменная корреляция. Ну а начинается дендрошкала всегда с растущих, живых деревьев, где кольца, понятно, абсолютно надежно датированы.


Рис. 8. Сравнение атмосферной кривой радиоуглерода [кружки, по измерениям в кольцах деревьев, Stuiver et al.] с рассчитанной с помощью комьютерной модели углеродообменной системы. В качестве входных данных по поведению скорости образования радиоуглерода во времени использованы результаты измерения изотопа 10Be в кернах льда с различных полярных станций, а также известные данные о потреблении ископаемых топлив. Скорость образования радиоуглерода в атмосфере по действием космических лучей прямо пропорциональна скорости образования радиобериллия с коэффициентом около 100.
Первоисточник: 
Левченко В. Радиоуглерод и абсолютная хронология: записки на тему. 18-12-2001
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РАБОТ ВЕРНИСАЖА И ВЕБ-ПОРТФОЛИО
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.