Élet és Tudomány, 1976. július-december (31. évfolyam, 27-53. szám)
1976-07-02 / 27. szám
szférában kétszer több a szén, mint a légkörben. A növényvilág a levegő széndioxidjából építi fel szervezetének fő tömegét, s végső soron ez a szén kerül az állatok beszébe is. A növényekbe és az állatokba beépült szén azután légzés, korhadás, illetőleg bomlás útján idővel, átlagosan néhány évtized elteltével visszajut a légkörbe (1. ábra). Mi történik közben a CD-gyel? Az egyensúlyi helyzet miatt a körfolyamat minden pontján: a levegőben, a vízben, a bioszférában töménysége elvileg állandó. Ha azonban egy elhalt szerves anyag valamely oknál fogva nem bomlik el, akkor a benne levő szén kiesik a körfolyamatból. Mivel pedig a CM bomlása ekkor is tovább tart, mennyiségének fokozatos csökkenése utal a körfolyamatból való kiesés valóságos időpontjára, tehát az elhalt szerves anyag abszolút korára. Ehhez azonban tudnunk kell, hogy milyen volt egykor a légkör öv töménysége. Hiszen — legalábbis elvileg — a növények, majd ezek közvetítésével az állatok a légkörben előforduló mennyiségének arányában építik be a szervezetükbe ezt a radioaktív szénizotópot. A radiokarbonidőmérés abból a föltevésből indul ki, hogy a légkör CO-tartalma sok tízezer éven át változatlan volt, így a 14-es szénizotóp évezredek óta a maival lényegében megegyező arányban épül be az élőlények szervezetébe, s abból állapítható meg egy szerves maradvány kora, hogy benne ehhez képest milyen mérvű a változás. Maga a vizsgálat, a Cw mennyiségének megmérése több módon is végrehajtható. Eleinte a szerves anyag egy darabkáját elégették, vagy — a karbonátos maradványokat, kagylóhéjakat, csontokat — erős savakkal kezelték. Az így kapott széndioxidot tisztítás után egy nagy sugárzásmérő GM-cső belsejében magnéziummal tiszta szénné alakították. (A GM-cső a sugárzás révén a környezetbe kerülő elemi részecskéké számlálja.) A szén fekete réteggel vonja be a GM-cső oldalát. A benne levő Cl1-izotóp mennyisége arányos a műszer jelezte sugárzás erősségével. Az eljárás, sajnos, elég körülményes, és van néhány hibája, mégis — ha elfogadjuk a levegő szén-dioxid-tartalmának állandóságán alapuló föltevést — mintegy tízezer-tizenötezer évre visszamenőleg tudunk vele időrendet mérni. A vizsgálandó anyagok elégetésekor keletkező szén-dioxid-gáz sugárzása — akár közvetlenül, akár a gázt acetilénné alakítva— szintén mérhető. E mérés is eltart egy-két napig, de vele sikerült a mérábra. Az ásványokhoz nem kötött szén megoszlása. A vastag fekete nyíl a légkörbe kerülő Cl,1-et, a világos a C' -t mutatja; a számok a mennyiségi arányokat jelzik régi tartományt 50—55 ezer évre kibővíteni. A méréshatár 70 ezer évre is kitolható a különböző molekulasúlyú anyagok — esetünkben a CIJ-t és a C^'-et tartalmazó szén-dioxid — eltérő ülepedési sebességen alapuló dúsítási eljárás, a termődiffúzió felhasználásával. Ez azonban csak kivételes esetekben használható, egyrészt azért, mert néhány hónapig is eltart, amíg a nehezebb radioaktív CD-tartalmú gáz ,,leülepszik”, másrészt mert a mérést csak jóval nagyobb mennyiségű vizsgálandó anyaggal lehet elvégezni, mint az előbbieket. A mérhető időtartam további növelése gyakorlatilag éppen azért kilátástalan, mert minden 5—6 ezer évnyi hoszszabbításhoz a mérési anyag duplájára van szükség. De még ha akad is elég anyagunk, a mennyiséggel a mérés hibái — ezekről később szólunk — hatványozottan növekednek. Miért ,.késik”? Minden mérési eljárásnak van egy tartománya, amelyen belül használható. A radiokarbonos eljárás mérési tartománya napjainkban visszamenőleg az a bizonyos 70 ezer év. Persze a méréstartományon belül is adódhatnak különféle — elkerülhető vagy elkerülhetetlen — mérési hibák. A radiokarbonos módszer ilyen hibáit sok tényező okozhatja. A természetben a mérés tárgyát adó szerves maradványok, a tőzeg, a fa, a faszén, a csontok stb. legtöbbször a talajban, illetőleg valamilyen kozmikus sugárzás