Numărătoarea inversă care începe atunci când ceva moare

Urmau să fie grămezi din substanța asta în apa reziduală. Willard Libby era sigur de asta.

La mijlocul anilor 1940, obiectivul chimistului american era să găsească în natură o formă radioactivă a carbonului, numită carbonul-14. Își dăduse seama că, dacă acesta exista, el ar lăsa o urmă care se descompune lent în plantele și animalele moarte – așa încât, dacă se află cantitatea rămasă în vestigiile lor, se poate dezvălui momentul în care au murit.

Dar Libby trebuia să demonstreze existența carbonului-14 în mediul natural în concentrații care corespundeau estimărilor sale. Alți oameni de știință detectaseră carbon-14 doar după ce îl sintetizaseră în laborator.

Libby a raționat că organismele vii îl elimină prin excremente, motiv pentru care s-a îndreptat către apa uzată. Mai exact, apa uzată produsă de locuitorii orașului Baltimore. Și a găsit ceea ce căuta.

Libby nu știa asta atunci, dar ideea de a folosi carbonul radioactiv – radiocarbonul – pentru a data obiecte avea să aibă o mulțime de aplicații diverse.

De la mijlocul secolului XX, datarea cu radiocarbon a confirmat vârsta a nenumărate artefacte antice, a ajutat la rezolvarea unor cazuri de persoane dispărute și a trimis traficanți de fildeș la închisoare. Le-a permis chiar oamenilor de știință să înțeleagă complexitățile climei Pământului.

Datarea cu radiocarbon este una dintre cheile care ne deschide lumea.

Descompunere constantă

Dar cum apare, de fapt, carbonul-14? Libby a înțeles că acesta era produs continuu de razele cosmice care loveau atomii de azot din atmosfera Pământului și le modificau structura. Atomul de carbon-14 rezultat se combină rapid cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon (CO₂) radioactiv.

Înapoi la sol, plantele absorb o parte din acest CO₂ radioactiv din aer pe măsură ce cresc, precum o fac și animalele – inclusiv oamenii – care le consumă. Atât timp cât o plantă sau un animal este în viață, își reînnoiește constant rezerva internă de carbon-14. Dar acest proces se oprește, când organismul moare.

Deoarece radiocarbonul se descompune într-un ritm cunoscut, poți determina vârsta acelui material prin măsurarea cantității de substanță rămase într-un material organic. O numărătoare inversă care începe în clipa în care ceva moare.

După ce Libby a confirmat existența carbonului-14 în gazul metan din canalele din Baltimore, el a trecut la detectarea radiocarbonului în multe alte lucruri, lucru care i-a permis să determine cât de vechi erau – de la coperțile de in ale manuscriselor de la Marea Moartă până la o bucată dintr-o corabie găsită în mormântul lui Sesostris al III-lea, un rege egiptean care a trăit acum aproape 4.000 de ani.

„Asta e genul de activitate despre care nu poți spune nimănui. E prea nebunesc”, a spus Libby mai târziu. „Nu poți să le spui oamenilor că razele cosmice pot scrie istoria omenirii. Nu poți să le spui asta. Nici vorbă. Așa că am păstrat secretul.”

Rezolvarea problemei scheletului

Odată ce a dovedit că metoda funcționează, el a făcut-o cunoscută lumii întregi. Iar în 1960, Libby a câștigat Premiul Nobel pentru Chimie.

Tehnica lui funcționează pe material organic vechi de până la 50.000 de ani. Cu cât este mai vechi materialul organic, cu atât rămâne mai puțin carbon-14. Descompunerea treptată a carbonului-14 face posibilă datarea cu radiocarbon – dar înseamnă și că nu poți merge prea mult înapoi în timp.

Astăzi, datarea cu radiocarbon este esențială pentru înțelegerea istoriei noastre.

„În ceea ce privește stabilirea ordinii lucrurilor - în ceea ce privește mai ales posibilitatea de a compara diferite regiuni, și de a înțelege ritmul schimbării - a fost cu adevărat importantă", explică Rachel Wood, care lucrează într-unul dintre cele mai renumite laboratoare de datare cu radiocarbon din lume, Oxford Radiocarbon Accelerator Unit.

Datarea cu radiocarbon a rezolvat niște dispute longevive. Luați, de exemplu, scheletul uman descoperit de teologul și geologul William Buckland în Țara Galilor, în 1823.

Buckland a insistat că acesta nu avea mai mult de 2.000 de ani, iar, timp de mai bine de un secol, nimeni nu a putut demonstra că nu avea dreptatea. Datarea cu radiocarbon a arătat, în cele din urmă, că scheletul avea de fapt între 33.000 și 34.000 de ani – reprezentând cele mai vechi rămășițe umane îngropate cunoscute în Marea Britanie.

Rămășițe umane mai recente și-au dezvăluit, de asemenea, secretele datorită acestei tehnologii.

În 1975, o fată de 13 ani pe nume Laura Ann O'Malley a fost dată dispărută în New York. S-a considerat mult timp că rămășițe găsite într-un albie de râu din California în anii 1990 proveneau dintr-un mormânt istoric, până când datarea cu radiocarbon, realizată la începutul acestui an, a arătat că aparțineau unei persoane născute între 1964 și 1967, care cel mai probabil a murit între 1977 și 1984.

Aceasta se potrivea cu perioada dispariției Laurei O'Malley, iar analiza ADN-ului a confirmat că rămășițele îi aparțineau.

„Pistolul fumegând"

Între timp, Sam Wasser de la Universitatea din Washington a studiat rezultatele datării cu radiocarbon ale mostrelor de fildeș, ca parte a eforturilor de combatere a comerțului ilegal cu animale sălbatice. Datele pot arăta dacă elefanții au murit înainte sau după interdicția din 1989 privind vânzarea de fildeș, indiferent ce ar susține traficanții.

„Nu cunosc nicio altă tehnică care să aibă rezultate comparabile”, spune Wasser. „Este extraordinar de utilă.”

Un om condamnat la închisoare pe baza acestor dovezi este Edouodji Emile N'Bouke, găsit vinovat în Togo în 2014. În timp ce testele ADN au identificat originea geografică a fildeșului pe care îl trafica, datarea cu radiocarbon a arătat exact când au fost braconați elefanții.

Aceste două tipuri de probe au adus „dovada incontestabilă pentru aducerea lui N'Bouke în fața justiției”, a declarat ulterior Departamentul de Stat al SUA.

Datarea cu radiocarbon a lămurit, de asemenea, fenomenul schimbărilor climatice, ajutând oamenii de știință să înțeleagă efectul emisiilor provenite din combustibili fosili asupra climei Pământului. De exemplu, studiile asupra ghețarilor și a ecosistemelor antice sunt mult mai precise datorită tehnologiei de datare cu radiocarbon.

Această cercetare a stat la baza rapoartelor elaborate de Grupul Interguvernamental de Experți privind Schimbările Climatice (IPCC), care în 2007 a primit Premiul Nobel pentru Pace – alături de fostul vicepreședinte american Al Gore – pentru activitatea sa de diseminare a informațiilor despre schimbările climatice.

Acest material a fost realizat ca o coproducție între Nobel Prize Outreach și BBC.

Acest articol a fost scris și revizuit de jurnaliști BBC, folosind inteligența artificială pentru a ajuta în procesul de localizare, ca parte a unui proiect pilot.

Editat de Teodora Coroiu.