Το 'Ρολόι' του άνθρακα πιθανόν να δείχνει λάθος χρόνο

Από σελίδα του PhysicsWeb 11 Μαϊου 2001

Η χρονολόγηση με άνθρακα είναι κυρίαρχη μέθοδος στη γεωλογία και την αρχαιολογία, αλλά μια τεράστια αύξηση που ανακαλύφθηκε στην ποσότητα του άνθρακα-14 της ατμόσφαιρας που συνέβη μεταξύ 11.000 και 45.000 χρόνια πριν, ρίχνει μια σκιά αμφιβολίας στον βιολογικό κύκλο του άνθρακα ο οποίος και αποτελεί τη βάση της μεθόδου. Στην φωτογραφία αριστερά ο σταλαγμίτης που έριξε αμφιβολία στην εγκυρότητα της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα-14.
Η μελέτη που έγινε από τον φυσικό Warren Beck του πανεπιστημίου της Arizona, μπορεί επίσης να επηρεάσει τις εκτιμήσεις για το πόσο γρήγορα η Γη απορροφά ξανά την περίσσεια του διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από καύσιμα καμωμένα από απολιθώματα. (J W Beck et al 2001 στο προσεχές τεύχος του περιοδικού Science ).

Οι ζωντανοί οργανισμοί και μερικοί γεωλογικοί σχηματισμοί απορροφούν άνθρακα –12 που είναι σταθερός καθώς και ραδιενεργό άνθρακα –14, που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα σε τελείως καθωρισμένη και σταθερή όπως υποθέταμε μέχρι τώρα αναλογία. Αυτό είναι μέρος του κύκλου του άνθρακα δηλαδή της ανακύκλωσης του άνθρακα στους ωκεανούς, την ατμόσφαιρα, τα φυτά και τα ζώα.

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη μέθοδο χρονολόγησης με άνθρακα για να βρουν πότε κάποιο αντικείμενο έπαψε ν’ απορροφά άνθρακα, και συνεπώς αν ήταν οργανικό πότε έπαψε να ζει. Αυτό επιτυγχάνεται μετρώντας πόσος άνθρακας-14 που έχει χρόνο ημιζωής 5730 χρόνια έχει διασπαστεί. Ο Beck όμως και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι η αναλογία του σταθερού και του ραδιενεργού άνθρακα στην ατμόσφαιρα μπορεί να έχει αλλάξει δραματικά κατά τη διάρκεια των τελευταίων 50.000 χρόνων. Αυτό θέτει νέα ερωτηματικά για την ακρίβεια της μεθόδου χρονολόγησης πολύ παλαιών αντικειμένων.

Ο Beck και οι συνεργάτες του πήραν φέτες από ένα σταλαγμίτη μήκους ενός μέτρου που αναπτύχθηκε μεταξύ στην περίοδο πριν από11.000 έως 45.000 χρόνια σ’ ένα σπήλαιο στις Μπαχάμες. Οι σταλαγμίτες είναι ιζήματα ανθρακικού ασβεστίου που αποθέτονται όταν το διοξείδιο του άνθρακα εξατμίζεται από τα νερά εντός των σπηλαίων. Βρήκαν λοιπόν ότι οι συγκεντρώσεις του διοξειδίου του άνθρακα εκείνη την περίοδο ήταν διπλάσιες από τις σημερινές. Οι σύγχρονες καταγραφές των επιπέδων του άνθρακα –14 κάλυπταν μόνο την περίοδο των τελευταίων 16.000 ετών και η ανακάλυψη αυτή επεκτείνει τα όρια των καταγραφών κατά 30.000 χρόνια πίσω.

Οι γαλαξιακής προέλευσης κοσμικές ακτίνες δημιουργούν το μεγαλύτερο ποσοστό του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρά μας, ενώ οι ηλιακές κοσμικές ακτίνες δημιουργούν μικρότερο ποσοστό. Η Γη είναι μέρει θωρακισμένη από τις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες με το μαγνητικό της πεδίο και το ηλιακό μαγνητικό πεδίο το οποίο κυμαίνεται ακολουθώντας τον ηλιακό κύκλο. Αλλά αυτά τα φαινόμενα είναι προβλέψιμα και θεωρούμε ότι έχουν αλλάξει ελάχιστα κατά τα τελευταία 1.000.000 χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να εξηγήσουν την αύξηση των επιπέδων του άνθρακα-14 εκείνης της περιόδου. Ενδείξεις που έχουμε από ευρήματα στον Βόρειο Ατλαντικό δείχνουν ότι το μαγνητικό πεδίο της γης μπορεί να γνώρισε μια μείωση γύρω στα 40.000 χιλιάδες χρόνια πριν αλλά αυτή θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη στην πιο ευνοϊκή περίπτωση για την μισή μόνο από την παρατηρηθείσα αύξηση της συγκέντρωσης του άνθρακα-14.

Η ομάδα του Beck συμπεραίνει πως είτε συνέβη ένα άλμα στην ροή της κοσμικής ακτινοβολίας είτε συνέβη μια θεμελιώδης μεταβολή στον κύκλο του άνθρακα και παράχθηκε αυτή η ξαφνική αύξηση του άνθρακα-14. Η ομάδα εικάζει ότι ένα κύμα ύλης από κάποιον supernova θα μπορούσε να γεννήσει έναν κατακλυσμό κοσμικών ακτίνων. « Μια ασθενέστερη κυκλοφορία των ωκεανών, οι οποίοι είναι και η κύρια αποθήκη άνθρακα στη Γη, θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει την περίσσεια του άνθρακα-14» λέει ο David Richards, μέλος της ομάδας. Αν ο άνθρακας-14 μεταφέρεται πιο αργά από την επιφάνεια προς το βυθό των ωκεανών, εξηγεί ο ίδιος, η ποσότητα του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα θα αυξηθεί.

Η ανακάλυψη έχει επίσης επιπτώσεις στην κατανόησή μας για το περιβάλλον ως σύνολο. « Θα πρέπει να την θεωρήσουμε ως μια προειδοποίηση ότι η αλλαγή του κλίματος μπορεί να επηρεάσει τον κύκλο του άνθρακα κατά τρόπο που δεν υποψιαζόμαστε πριν» λέει ο Beck.