史前样本要改生日了?放射性碳测年迎来校正

作者: Nicola Jones

来源: Nature自然科研

发布日期: 2020-06-09

放射性碳测年技术即将迎来重大更新,通过大量新数据,这项技术将在七年里首次得到重新校正,可能会让一些史前样本的年份产生数百年的变动。新的校正曲线对理解史前史至关重要,对于旨在缩小史前事件对应的时间范围的考古学家和古生态学家而言,任何微调都绝非小事。

学界对放射性碳测年的年代校正期盼已久,最近的一次重新校正可能会让一些史前样本的年份产生数百年的变动。通过来自树木年轮、沉积层和其他样本的数据,研究人员得以对碳测年的过程进行校正。放射性碳测年是用于确定史前样本年代的重要工具,这种工具即将迎来一次重大的更新。通过在世界各地获取的大量新数据,这项技术将在七年里首次得到重新校正。校正结果的意义可能体现在许多研究发现的年代估算上。

比如,根据最新的校正数据,来自西伯利亚的最古老现代人类化石的年代要比先前认为的晚1000年。这项工作整合了来自树木年轮、湖泊与海洋沉积物、珊瑚和石笋、以及其他来源的成千上万条数据,可以把放射性碳测年的时间范围扩展到5.5万年前——比2013年最后一次校正的时候多了5000年。考古学家们喜出望外。

基本上,这次碳测年的重新校正只会带来微小的变化,但对于旨在缩小史前事件对应的时间范围的考古学家和古生态学家而言,任何微调都绝非小事。考古年代学家、英国牛津放射性碳加速器实验室主任Tom Higham认为,新的校正曲线对理解史前史来说“至关重要”。放射性碳测年的基本原理很简单:所有生物都会吸收身边的空气和食物来源中的碳元素,这其中包括一定量的天然放射性碳-14。

在动植物死亡后,它们对碳元素的吸收也停止了,但其体内累积的放射性碳会继续发生衰变,所以对生物的碳-14残留进行测量,就能够估算出它死了多久。不过,这种基本计算假定环境中碳-14的量在时间和空间上都是恒定的,但实则不然。因此,我们需要历日期与不同地区碳-14年代之间的转换表。科学家正在准备发布北半球、南半球和海洋样本的新校正曲线。它们将在接下去几个月的《放射性碳》期刊上发表。

自上世纪60年代以来,研究人员主要通过树木来完成这类重新校正的工作。他们以数年轮的方式获取历日期,然后将它们与测得的碳-14年代相匹配。通过将不同树木年轮的相对宽度相互匹配,包括来自泥炭沼泽和历史建筑中的树木,现在用树木推算的年代纪录向前推至13910年前。IntCal20拥有12904条数据,比2013年的时候几乎翻了一番。

IntCal工作组组长、英国贝尔法斯特女王大学研究放射性碳测年的Chrono中心负责人Paula Reimer认为,这次的结果让人满意得多。Higham表示,这次重新校正对于了解生活在4万年前的古人类的年代学来说有着根本性的意义。IntCal20修正了罗马尼亚发现的一个叫作Oase 1的智人下颌骨的年代,它可能要比之前认为的还早数百年。

Higham介绍说,对Oase 1的遗传分析显示,它的主人在四到六个世代以前就有过一位尼安德特人祖先,因此Oase 1的年代越久远,尼安德特人在欧洲生活的时代也越早。同时,根据新的转换曲线,在西伯利亚出土的欧亚大陆最古老智人化石Ust’-Ishim的年代比旧数据要晚将近1000年。其他人将利用这次重新校正来评估环境事件。举例来说,研究者围绕希腊圣托里尼岛米诺斯火山喷发年代的争论持续了几十年。

Reimer说,两派人马因此仍然各执一词,不过分歧变小了,不确定性更多了。尽管如此,Higham还是认为,任何人如果要了解与过去5万年间的人类史有关的任何事情,都会对新的碳-14年代校正翘首以盼。

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