Новости химической науки > Продукты сгорания топлива осложнят радиоуглеродный анализ

Увы, но газы, образующиеся при сгорании ископаемого топлива, в скором времени смогут «похоронить» метод радиоуглеродной датировки, позволяющий отличить новые углеродсодержащие материалы от тех, возраст которых исчисляется веками.

В соответствии с новыми результатами исследований, углерод, высвобождающийся при горении угля или нефтепродуктов, понижает концентрацию нуклида ¹⁴С в атмосфере и искусственно «повышает ее возраст».

Радиоуглеродный анализ – разновидность радиоизотопной датировки, применяемая для определения возраста биологических останков, предметов и материалов биологического происхождения путём измерения содержания в материале радиоактивного ¹⁴С по отношению к стабильным изотопам углерода. Этот метод был предложен лауреатом Нобелевской премии по химии 1960 года Уиллардом Либби в 1946 году. Радиоуглеродный анализ применяется во многих областях – от анализа археологических находок и установления подлинности предметов искусства до оценки скорости регенерации клеток мозга у пациентов с неврологическими расстройствами. Если верить новым данным, уже в течение этого века эти классические области применения радиоуглеродной датировки «почувствуют» увеличение или уменьшение объемов продуктов сгорания ископаемого топлива. Как отмечает руководитель исследования Хитер Грейвен (Heather Graven), проблему радиоуглеродного анализа можно будет решить, понизив интенсивность сжигания ископаемого топлива.

Гобелен из Байё – памятник средневекового искусства, который изображает сцены подготовки нормандского завоевания Англии и битвы при Гастингсе, создан в конце XI века. Поскольку выбросы продуктов сгорания ископаемого топлива постоянно увеличиваются, к 2050 году может оказаться, что радиоуглеродный анализ определит, что футболка, сшитая в 2050 году и камиза Вильгельма Завоевателя имеют одинаковый возраст. (Рисунок: © Fotolia)

Нуклид ¹⁴С представляет собой редкий радионуклид естественного происхождения с периодом полураспада около 5700 лет. Для определения возраста из фрагмента исследуемого образца выделяется углерод (путём сжигания предварительно очищенного фрагмента), для выделенного углерода производится измерение радиоактивности, на основании этого определяется соотношение изотопов, которое и показывает возраст образцов. Измерение возраста предмета радиоуглеродным методом возможно только тогда, когда соотношение изотопов в образце не было нарушено за время его существования, то есть образец не был загрязнён углеродосодержащими материалами более позднего или более раннего происхождения, радиоактивными веществами и не подвергался действию сильных источников радиации. Определение возраста таких загрязнённых образцов может дать огромные ошибки. Каменный уголь и нефть настолько древни, что не содержат нуклида ¹⁴С (без «естественной подпитки» ¹⁴С, постоянно образующегося в верхних слоях атмосферы, его содержание понижается в 1000 раз за 60000 лет). Таким образом, продукты сгорания ископаемого топлива насыщают атмосферу нерадиоактивным углеродом.

Говоря терминами радиоуглеродного анализа, это состаривает атмосферу, что начинают чувствовать ткани растений, усваивающие диоксид углерода в ходе фотосинтеза и, соответственно, текстиль, изготавливаемый из растительных волокон. Поскольку выбросы продуктов сгорания ископаемого топлива постоянно увеличиваются, к 2050 году может оказаться, что радиоуглеродный анализ определит, что футболка, сшитая в 2050 году и камиза Вильгельма Завоевателя, жившего тысячелетием ранее, имеют одинаковый возраст.

Содержание нуклида ¹⁴С в атмосфере стало понижаться во время Промышленной Революции в результате использования большего количества топлива. Однако в 1950-е и 60-е годы испытания ядерного оружия привели к резкому увеличению содержания этого нуклида в атмосфере. С тех пор наблюдения за атмосферой показывают, что содержание ¹⁴С в атмосфере падает и в настоящее время близко к тому, которое было до Промышленной Революции. Результаты нового исследования говорят о том, что к 2020 году содержание ¹⁴С упадет до значения, которое начнет оказывать существенное влияние на точность радиоуглеродной датировки, а что произойдет с радиоуглеродным анализом потом – будет зависеть от интенсивности сжигания ископаемого топлива.

Источник: Proceeding of the National Academy of Sciences, 2015 DOI: 10.1073/pnas.1504467112

метки статьи: #аналитическая химия, #атмосферная химия, #радиохимия и химия высоких энергий, #химическая археология, #химическая криминалистика