Che cosa significa datazione archeologica "cal BP"?

Il termine scientifico "cal BP" è l'abbreviazione di "anni calibrati prima del presente" o "anni civili prima del presente "e questa è una notazione che indica che la data grezza del radiocarbonio citata è stata corretta usando corrente metodologie.

La datazione al radiocarbonio è stata inventata alla fine degli anni '40 e, negli ultimi decenni, gli archeologi lo hanno fatto scoperto oscillazioni nella curva del radiocarbonio, perché è stato scoperto che il carbonio atmosferico fluttua tempo. Gli adattamenti a quella curva per correggere le oscillazioni ("oscillazioni" è in realtà il termine scientifico usato dai ricercatori) sono chiamati calibrazioni. Le designazioni cal BP, cal BCE e cal CE (così come cal BC e cal AD) indicano tutte che la data del radiocarbonio menzionata è stata calibrata per tenere conto di tali oscillazioni; le date non modificate sono designate come RCYBP o "anni di radiocarbonio prima del presente".

Datazione al radiocarbonio è uno degli strumenti di datazione archeologica più noti disponibili per gli scienziati e la maggior parte delle persone ne ha almeno sentito parlare. Ma ci sono molte idee sbagliate su come funziona il radiocarbonio e su quanto sia affidabile una tecnica; questo articolo tenterà di chiarirli.

Tutti gli esseri viventi scambiano il gas Carbon 14 (abbreviato C₁₄, 14C e, molto spesso, ¹⁴C) con l'ambiente che li circonda: animali e piante scambiano carbonio 14 con l'atmosfera, mentre pesci e coralli scambiano carbonio con dissolto ¹⁴C in acqua di mare e lago. Per tutta la vita di un animale o di una pianta, la quantità di ¹⁴C è perfettamente bilanciato con quello dei suoi dintorni. Quando un organismo muore, quell'equilibrio si spezza. Il ¹⁴C in un organismo morto decade lentamente a un ritmo noto: la sua "emivita".

L'emivita di un isotopo piace ¹⁴C è il tempo impiegato per la sua decomposizione: metà ¹⁴C, ogni 5.730 anni, la metà è sparita. Quindi, se si misura la quantità di ¹⁴C in un organismo morto, puoi capire quanto tempo fa ha smesso di scambiare carbonio con la sua atmosfera. Date le circostanze relativamente incontaminate, un laboratorio di radiocarbonio può misurare accuratamente la quantità di radiocarbonio in un organismo morto fino a circa 50.000 anni fa; oggetti più vecchi di quello non contengono abbastanza ¹⁴C lasciato per misurare.

C'è un problema, comunque. Il carbonio nell'atmosfera fluttua, con la forza del campo magnetico terrestre e dell'attività solare, per non parlare di ciò che gli umani vi hanno gettato. Devi sapere com'era il livello di carbonio atmosferico (il "serbatoio" del radiocarbonio) all'epoca della morte di un organismo, al fine di poter calcolare quanto tempo è trascorso dall'organismo morto. Ciò di cui hai bisogno è un righello, una mappa affidabile per il serbatoio: in altre parole, un insieme organico di oggetti che traccia il contenuto annuale di carbonio atmosferico, uno su cui puoi fissare in modo sicuro una data, per misurarne il contenuto ¹⁴C contenuto e quindi stabilire il serbatoio di base in un determinato anno.

Fortunatamente, abbiamo una serie di oggetti organici che tengono annualmente una registrazione del carbonio nell'atmosfera: gli alberi. Gli alberi mantengono e registrano l'equilibrio del carbonio 14 nei loro anelli di crescita e alcuni di questi alberi producono un anello di crescita visibile per ogni anno in cui sono vivi. Lo studio di dendrocronologia, noto anche come datazione degli anelli degli alberi, si basa su quel fatto della natura. Sebbene non abbiamo alberi di 50.000 anni, abbiamo gruppi di anelli sovrapposti risalenti (finora) a 12.594 anni. Quindi, in altre parole, abbiamo un modo abbastanza solido per calibrare le date del radiocarbonio grezzo per gli ultimi 12.594 anni del passato del nostro pianeta.

Ma prima, sono disponibili solo dati frammentari, il che rende molto difficile datare definitivamente qualcosa di più vecchio di 13.000 anni. Sono possibili stime affidabili, ma con grandi fattori +/-.

Come puoi immaginare, gli scienziati hanno tentato di scoprire oggetti organici che possono essere datati in modo abbastanza sicuro negli ultimi cinquant'anni. Altri set di dati organici esaminati hanno incluso varve, che sono strati di roccia sedimentaria che venivano depositati annualmente e contengono materiali organici; coralli oceanici profondi, speleotemi (depositi nelle caverne) e Tephras vulcanici; ma ci sono problemi con ciascuno di questi metodi. I depositi e le varchi delle caverne hanno il potenziale per includere il carbonio del suolo vecchio e ci sono problemi non ancora risolti con quantità fluttuanti di ¹⁴C nelle correnti oceaniche.

Una coalizione di ricercatori guidata da Paula J. Reimer del Centro CHRONO per il clima, l'ambiente e la cronologia, Scuola di geografia, archeologia e paleoecologia, Queen's University di Belfast e pubblicazione sulla rivista Radiocarbonio, ha lavorato a questo problema negli ultimi decenni, sviluppando un programma software che utilizza un set di dati sempre più grande per calibrare le date. L'ultimo è IntCal13, che combina e rafforza i dati di anelli degli alberi, nuclei di ghiaccio, tephra, coralli, speleotemi e più recentemente, i dati dei sedimenti nel lago di Suigetsu, in Giappone, hanno prodotto un set di calibrazione notevolmente migliorato per ¹⁴C risale tra 12.000 e 50.000 anni fa.

Nel 2012, è stato segnalato che un lago in Giappone ha il potenziale per migliorare ulteriormente la datazione al radiocarbonio. I sedimenti formati annualmente sul lago Suigetsu contengono informazioni dettagliate sui cambiamenti ambientali nel passato 50.000 anni, che secondo lo specialista del radiocarbonio PJ Reimer sono buoni e forse migliori del Ghiaccio della Groenlandia Core.

Ricercatori Bronk-Ramsay et al. ha riportato 808 date AMS basate su variabili di sedimenti misurate da tre diversi laboratori di radiocarbonio. Le date e i corrispondenti cambiamenti ambientali promettono di stabilire correlazioni dirette tra altri record climatici chiave, permettendo ricercatori come Reimer per calibrare finemente le date del radiocarbonio tra 12.500 e il limite pratico della datazione c14 di 52,800.

Ci sono molte domande a cui gli archeologi vorrebbero rispondere che rientrano nel periodo di 12.000-50.000 anni. Tra questi ci sono:

• Quando furono stabilite le nostre più antiche relazioni domestiche (cani e riso)?
• Quando ha fatto il I Neanderthal si estinguono?
• Quando sono arrivati ​​gli umani nel Americas?
• Ancora più importante, per i ricercatori di oggi, sarà la capacità di studiare in modo più preciso gli impatti dei precedenti cambiamento climatico.

Reimer e colleghi sottolineano che si tratta solo dell'ultimo dei set di calibrazione e sono previsti ulteriori perfezionamenti. Ad esempio, hanno scoperto prove che durante il Younger Dryas (12.550-12.900 cal. BP), c'era un arresto o almeno una forte riduzione della formazione delle acque profonde del Nord Atlantico, che era sicuramente un riflesso del cambiamento climatico; per quel periodo hanno dovuto espellere i dati dal Nord Atlantico e utilizzare un set di dati diverso.

Fonti selezionate

• Adolphi, Florian, et al. "Incertezze di calibrazione del radiocarbonio durante l'ultima degradazione: approfondimenti da nuove cronologie di anelli ad albero galleggiante." Recensioni di scienze quaternarie 170 (2017): 98–108.
• Albert, Paul G., et al. "Caratterizzazione geochimica dei marcatori teprostratigrafici giapponesi diffusi nel tardo Quaternario e correlazioni con l'archivio sedimentario del lago Suigetsu (nucleo SG06)." Geocronologia quaternaria 52 (2019): 103–31.
• Bronk Ramsey, Christopher, et al. "Un record completo di radiocarbonio terrestre per 11.2 a 52.8 Kyr B.P." Scienza 338 (2012): 370–74.
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• Dee, Michael W. e Benjamin J. S. Papa. "Ancoraggio di sequenze storiche usando una nuova fonte di punti di congiunzione astro-cronologici." Atti della Royal Society A: Scienze matematiche fisiche e ingegneristiche 472.2192 (2016): 20160263.
• Michczynska, Danuta J., et al. "Diversi metodi di pretrattamento per la datazione 14c di Dryas più giovani e legno di pino Allerød (" Geocronologia quaternaria 48 (2018): 38-44. Stampa.Pinus sylvestris L.).
• Reimer, Paula J. "Scienza dell'atmosfera. Affinamento della scala temporale del radiocarbonio." Scienza 338.6105 (2012): 337–38.
• Reimer, Paula J., et al. "Intcal13 e Marine13 Curve di calibrazione dell'età del radiocarbonio 0–50.000 anni Cal BP." Radiocarbonio 55.4 (2013): 1869–87.