Радиоуглеродное датирование

Радиоуглеродное датирование метод радиоизотопного датирования, который применяется для определения возраста останков с помощью измерения содержания в органических образцах радиоактивного изотопа C14 по отношению к стабильным изотопам углерода. Основан на том, что любой живой организм содержит определенное количество нерадиоактивного и активного углерода. После гибели животного или растения ¹⁴С начинает распадаться и со временем, его удельный вес сокращается. Чем больше времени отделяет нас от гибели живых организмов, тем меньше изотопов ¹⁴С сохранится в исследуемых останках.

Метод радиоуглеродного датирования разработан Уиллардом Либби в 1946 году, за что ученый получил Нобелевскую премию по химии в 1960 году.

Метод основан на принципе неизменности количества изотопов ¹⁴С, но на его количество влияет целый ряд факторов:

— географическое расположение (широта);

— интенсивность космических лучей и Солнца;

— состояние атмосферы;

— вулканическая активность (в выбросах практически отсутствуют изотопы C14);

— ядерные испытания (в связи с выбросом раиоуглерода в атмосферу);

— выработка древнего углерода без радиоактивных изотопов вследствие сжигания ископаемых источников энергии (нефть, газ, уголь).

Для уточнения возраста необходимо использовать калибровочные кривые. В 2020 году были приняты новые версии калибровочных кривых для Северного полушария (IntCal20), Южного полушария (SHCal20) и морских образцов (Marine20), которые позволяют датировать образцы возрастом до 55 000 лет.

На точность метода также влияют эффект изотопного фракционирования (из-за разницы в атомных массах изотопов углерода химические реакции и процессы в живых организмах идут с немного разными скоростями, что нарушает естественное соотношение изотопов) и резервуарный эффект. Последний имеет влияние на точность датирования останков, тех организмов, диета которых в основном состояла морских или речных организмов.

Водные ресурсы замедленно обмениваются углеродом с окружающей средой, что к кажущемуся увеличению возраста, как остатков морских организмов, так и организмов, чья диета в основном состояла из морской или речной пищи.

Точность метода по состоянию на 2019 год предельная точность радиоуглеродного датирования составляет 15 лет (два стандартных отклонения, доверительная вероятность 95%), при этом за последние три тысячи лет погрешность измерения составит не менее 50 лет, а за последние десять тысяч лет — не менее 100 лет. Точность зависит также от состояния образцов и от химического окружения, в котором они находились. При профессиональной экспертизе радиоуглеродным методом эксперт обычно указывает доверительный интервал, в рамках которого находится погрешность определяемого возраста конкретного образца.