A régészeti leletek világszerte segítették a kutatókat kitölteni az emberi evolúció és migráció történetét. A kutatás elengedhetetlen információja a kövületek és a tárgyak kora. Hogyan tudják a tudósok meghatározni életkorukat? Az alábbiakban részletesebben tárgyalunk néhány, a "Nagy emberi migráció" ( Smithsonian, 2008. július) tárgyalt tárgyak tárgyát képező módszerről:
kapcsolodo tartalom
- A nagy emberi vándorlás
Coprolites, Paisley 5 Mile Point barlangok, Oregon
Kor: ~ 14 300 éves
Módszer: radiokarbon randevú
Az oregoni barlangban a régészek csontokat, növényi maradványokat és koproliteket találtak - fosszíliált ürüléket. A koprolitokban maradó DNS az emberi eredetüket jelzi, de életkoruk nem. Ennek érdekében a tudósok megvizsgálták az ősi trágya szénjét.
Meghatározása szerint egy adott elem minden atomjának magjában meghatározott számú proton van. A szén elem például hat protont tartalmaz. De a neutronok száma a magban változhat. Az elem ezen különféle formái - úgynevezett izotópok - eredendően stabilak vagy instabilok. Az utóbbiakat radioaktív izotópoknak nevezik, és idővel bomlanak, részecskéket (neutronok vagy protonok) és energiát (sugárzás) bocsátva ki, és ezért újabb izotópokká vagy elemekké válnak. Ezt állandó sebességgel, izotóp "felezési idejének" nevezik.
A legtöbb szén a szén-12 (hat proton, hat neutron) vagy a szén-13 stabil formájában származik, de nagyon kis mennyiségben (körülbelül 0, 0000000001%) létezik radioaktív szén-14 (hat proton, nyolc neutron). Az élő növények és állatok felveszik a szén-14-et a többi szén-izotóppal együtt, de ha meghalnak és anyagcseréjük megszűnik, akkor abbahagyják a szén felszívódását. Idővel a szén-14 nitrogén-14 -vé bomlik; a fele ezt kb. 5730 év után megteszi (ez az izotóp felezési ideje). Körülbelül 60 000 év elteltével az összes szén-14 eltűnik.
Bármit, ami valaha egy élő tárgy része volt, mint például faszén, fa, csont, pollen vagy az Oregonban található koprolitok, el lehet küldeni egy laboratóriumba, ahol a tudósok megmérik, hogy mennyi szén-14 maradt. Mivel tudják, mennyi lenne a légkörben, és ezért mennyit szívtak fel valaki életben, kiszámíthatják, mennyi idő telt el a halál vagy a lerakódás óta. A koprolitok átlagosan körülbelül 14 300 éves voltak, és ezek a legrégebbi emberi maradványok az Amerikában.
Hominid koponyák, Herto, Etiópia
Kor: ~ 154 000–160 000 év
Módszer: argon-argon randevúk
Egy 1997-ben Etiópiában ásó tudóscsoport kőszerszámokat, több állatfaj fosszilis maradványait, köztük az vízilókat és három hominid koponyát talált. Hány éves voltak? A szerves maradványok túl régiak voltak a szén-14 randevúzáshoz, így a csapat egy másik módszerrel fordult elő.
A radiokarbon randevúk jól működnek néhány régészeti lelet esetében, de vannak korlátozásai: eddig csak körülbelül 60 000 évnél fiatalabb szerves anyagokat lehet használni. Vannak azonban más olyan radioaktív izotópok is, amelyek a mai napig nem organikus anyagok (például kőzetek) és régebbi anyagok (akár milliárd éves korig) felhasználhatók.
Ezen radioaktív izotópok egyike a kálium-40, amelyet a vulkáni kőzet tartalmaz. Miután a vulkáni kőzet lehűlt, kálium-40 argon-40-re bomlik 1, 25 milliárd éves felezési idővel. Meg lehet mérni a kálium-40 és az argon-40 arányát és megbecsülni a kőzet korát, de ez a módszer pontatlan. A tudósok azonban az 1960-as években felfedezték, hogy képesek egy kőzet mintát neutronokkal besugárzni, és ezáltal a kálium-40-et argon-39-re konvertálni, ez olyan izotóp, amelyet általában a természetben nem találnak meg, és könnyebben mérhető. Bár bonyolultabb, ez a folyamat pontosabb dátumokat eredményez. Például a kaliforniai Berkeley-i Egyetem tudósai képesek voltak a mintát a Vezúv vulkán kitörésének 79. évi 79-es kitörésétől számítva, az eseményt követő hét éven belül.
Mivel a Hertóban talált hominid koponyákat és egyéb tárgyakat nem lehetett közvetlenül keltezni - a szerves anyag már régen fosszilizálódott - a kutatók ehelyett vulkáni kőzeten végezték elemzésüket, amelyet a kövületek közelében fekvő homokkőbe ágyaztak. A szikla körülbelül 154 000–160 000 éve volt, így a koponyákat a legrégebbi Homo sapiensnek még nem találták.
Vésett okkerkövek, Blombos-barlang, Dél-afrikai Köztársaság
Kor: ~ 77 000 éves
Módszer: termolumineszcencia randevúk
Egy dél-afrikai tengerparti barlang ásatása során két, egyértelműen ember által készített tárgyat fedeztek fel - egy keresztirányú mintával maratott okkerkő darabot. Sem a kövek, sem a kő, amelybe eltemették, nem voltak vulkanikus eredetű, tehát a kutatók egy másik módszert választottak életkoruk meghatározására: a termolumineszcenciát.
Mint az argon-argon randevúkban, a termolumineszcens óra azzal az utolsó alkalommal is kezdődik, amikor egy kőzetet magas hőmérsékletre hevítettek. A szélsőséges hő kiküszöböli az egyes kristályokban - például a kvarcban és a földpátban - tárolt elektronokat a kőzetben. Az idő múlásával a kristályok elfogják az elektronokat, amelyeket a környezetben található radioaktív atomok nyomnyi mennyisége állít elő. A szikla melegítésével a tudósok felszabadíthatják a tárolt energiát, amelyet fényként bocsátanak ki és "termolumineszcenciának" hívnak. A fény intenzitása jelzi, hogy mennyi idő telt el a szikla legutóbbi hevítése óta.
A herto-koponyákhoz hasonlóan a Blombos-barlangból faragott okkerkövek korát sem lehetett közvetlenül meghatározni. Ugyanakkor ugyanabban a sziklarétegben, mint az okker, égetett kődarabok voltak, amelyek valószínűleg ugyanolyan korúak, mint az okárok, és ideálisak a termolumineszcencia randevúkhoz. Kiderült, hogy az elégetett kő körülbelül 77 000 éves volt, ami az okároknak a legrégebbi felfedezett absztrakt tervek darabjait tette lehetővé.
