Możliwość wykorzystania izotopu węgla 14C do oceny roku zgonu w zakresie ostatnich 50 lat

(1)

KOMUNIKATY I DONIESIENIA NAUKOWE

Możliwość

wykorzystania izotopu

węgla

14C

do oceny roku zgonu w zakresie ostatnich 50

lat

Izotop pierwiastkawęglao liczbiemasowej 14, czyli 14C,nazywanyteż,zewzględunajegopromieniotwór -czość, rad iowęglem znajduje zastosowanie główni e warcheologii.Pozwalaonwyznaczać wiek szczątków

pochodzeniaorganicznego,wtym szczątkówludzkich, ale także drewnianych narzędz i czy zwęglonych ziar-niaków zbóż, Izotop 14C stanowi bardzo małą część

węgla, którego głównym izotopem jest 12C. Proporcja masywyraża się liczbązaledwie 10-12,Stądtrudności

pomiarowe i wysoka cena analizy, wynosząca co najmniej500zł.

Metodaradiowęglowa[1J nazywana jestmetod ąda -towania,gdyż pozwalaokreślić zpewną dokładnością

wiekobiektów,naprzykład kości, w zakresie do50ty

-sięcylat.Dokładnośćdatowaniapojedynczegoobiektu w najlepszym wypadku wynosi ± 20 lat. Jednak ze

względu naniestabilnośćkoncentracji 14C watmosfe-rze w przeszłości, dla czasów historycznych,na przy-kład dla okresu 1700-1950, niepewność pomiarowa wynosi raczej co najmniej± 100 lat.

Po roku 1950 zachodzi natomiast zupełn ie nowe zjawisko,zaburzającenaturalne procesyprzyrodnicze, lecz dające możliwość radykalnego zwiększenia uży

tecz ności radiowęg law odniesieniu do próbek

pocho-dzącychz drugiejpołowyXX wieku,Otóżw tymczasie, a szczególnie w latach 1961-62,wprowadzono do at-mosfery ziemskiej ogromne ilości 14C. Chodzi oczywi -ści e o próbne wybuchy termojądrowe, które

produko-wały wszelkie możliwe izotopy. Awaria w Czarnobylu

miałapodobny efekt,jednaksłabszy. Wartozauważyć,

żepróbki z okresu po awarii w Czarnobylu mogą być datowaneizotopowo,jednaklepszyodradiowęglajest tu izotop cezu 137Cs (to zagadnienie nie będzie tu omawiane).

Na osi pionowej wykresu (ryc.) widać, że wzrost koncentracji 14C w atmosferze był niemal dwukrotny (delta oznacza przyrost, który wynosi niemal 1000%0). To radykalne zaburzenieśrodowiskadajepewną szan-sę na datowaniepróbek organicznych (zawi erających

węg iel) pochodzących zokresuporoku1964.

1000 900

-

- - -

~-

---soo

700 1500 o "<F-U

:!

soo

eo

-ID "O -400 300 .:'00

1

100 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965 1960 o+---~---,---,----_i_---___,_---__r---_i_---~---____, 1955

Ryc.Wzrost izanik koncentracji izotopu 14Cwatmosferzezwiązanyz testowaniemnapoczątkulal 60.bronijądrowej

źródło:autor(daneza Hua,Barbetti [2])

(2)

KOMUNIKATY I DONIESIENIA NAUKOWE:

Jeżeli otrzymany wynik pomiaru 14C w danym szczątkujestli =500%0,to napodstawie danych zawar-tych na wykresie można stwierdzić, że organizm za

-przestałpobierania węglaz atmosfery(zmarł) w latach 1971-73albo w roku1963,wykluczyć możnaokres po

roku 1973. Załączonego wykresu użyć można do

sprawdzenia, czy w danej sytuacji ma sens analiza 14C. Zależne to będzie od stawianych hipotez.Jeżeli

hipotetyczna dataśmierciznana jestzdokładnościądo roku, dwóch,trzech lat, to z dużym prawdo pod obi e ń stwe m zostanie jednoznacz nie potwierdzona lub wykluczona.Jeże li pytaniebrzmi, czydata śmiercijest póżniejsza od np. 1990 roku,to w przypadku, gdyby wynikpomiaru14Cbyłli =100%0,można stwierdzić,że

data śmierci zawiera się w granicach 1994- 2000

(wy-nik pomiaru zawsze ma swoją niepewność, podobnie jak krzywa prezentowana nawykresie).Oczywiści ejest też możliwe (jak widać zwykresu),że dataśmie rci to

1958 rok, ale tupomogą już zapewne inneprzesłan ki. Pewnego zastano wienia wymaga kwestia, jakich

części ludzkiego organizmu można użyć do analizy.

Niestety nie najlepsze są do tego kości, a zwłaszcz a

kolagen, który nadaje się do datowania w archeologii.

Kolagen nie podlegaszybkiejwymianie wżyjącym or

-ganizmie i zachowuje przeszłe koncentracje radiowę gla. Wady tejniemają na przykład włosy, które rosną szybko. Warto przy okazji wspom nieć, że omawiana

metoda"bombowego" 14Cdobrzenadajesię do w

ery-fikacjiwiekuwin tubnarkotyków[3J.

Materi ałe m umoż liwiającym an alizę mog ą być

na-wet bardzo małe masy próbek. W Polsce istni eją trzy duże laboratoria radiowęglowe, w Poznaniu, w Skale pod Krakoweminajstarsze wGliwicach.Jednak tylko

poznańs kie laboratoriu mma najnowocześniejszą apa-raturętypu AMS (Acce/eratorMass Spectrometry)p o-zwalającą analizować próbki miligramowe. Labo

rato-rium w Zurychu mierzy nawet mikrogramy,ale to doty-czy raczej spraw zupełnie wyjątkowych (tam, między innymi, była badana autentyczność całunu turyńskie go). Pozostałe wymienione polskie laboratoria wyma

-gajądo datowania kilku gramów materiału.

Z organizmu ludzkiego do datowania radiowęglo wego nad ają się następ ujące materiały: włosy, lipidy zkościiszpik kostny.Kolagen,preparowany w specy-ficzny sposób, pozwalający na wydzielenie róż nych

frakcji, młodszych i starszych [4], może również być użyteczny.

Adam Walan us

BIBLIOGRAFIA

1.WalanusA.,Goslar T.:Datowanierad iowęglowe ,Wyd.

AGH,Kraków2009,s.148 .

2. Hua

a.,

Barbetti M.:Review

o

t

Tropospheric Bomb 14C Data for Carbon CycleModeling and Aga Calibra tio n P

urpo-ses,Radiocarbon2004,Voi46,nr3, s.1273-1 298.

3.Zoppi U.,Skopec Z.,SkopecJ.,Jones G.,Flnk D.,

Hua

a

"

Jacobsen G.,TunizC.,Williams A.:For ensic app

li-catlonsot 14C bomb-pulse dating, Nuclear Instruments and

Methods inPnysics Research B2004,223-224,s.77[}-775. 4.Wild E.M.,Arlamovsky K.A.,Golser R..Kulschera

W.,Priller A.,Puchegger S.,Rom W.,SleierP.,Vycudilik

W.:14C datingwiththe bomb peak:Anappticationto torens!c

medicine,Nuclear InstrumentsandMethods in Physics Rese-arenB2000. 172,s.944-950.

"Problemy Kryminalistyki" na

liście

czasopism punktowanyc

h

Infonnujemy,że kwartalnik "ProblemyKryminalistyki"został pozytywnieocenionyprzez Ministerstwo Naukii SzkolnictwaWyższegoinapodstawi e§4 ust. 4 pkt 2rozporządzeni aMinistra Nauki i SzkolnictwaWyższegozdnia17października2007 roku wsprawiekryteriów itrybu przyznawania

orazrozliczaniaśrodkówfinansowychnadziałalność statutową(OzUNr205,poz.1489)

znalazł sięnali śc ieczasopism punktowanych.Oznacza lowłączenieartykułówpubli kowanych