Како канализација помаже у откривању злочина и тајни историје

У канализацији би тога требало да буде напретек. Вилард Либи је био уверен у то.

Било је то средином 1940-их, а циљ овог америчког хемичара био је да пронађе радиоактивни изотоп угљеника у природи, такозвани угљеник-14.

Схватио је да би, уколико заиста постоји у природи, оставио траг у мртвим биљкама и животињама који се споро распадају, па би утврђивање количине преосталог угљеника-14 у њиховим остацима открило време њихове смрти.

Али Либи је морао да докаже да угљеник-14 постоји у природи у концентрацијама које одговарају његовим проценама.

Други научници су га добијали искључиво синтезом у лабораторији.

Либи је закључио да би га, ако постоји у природи, жива бића излучивала путем измета, због чега је почео да истражује канализацију.

Тачније, канализацију становника Балтимора, у Сједињеним Америчким Државама (САД).

И пронашао је оно што је тражио.

Либи то тада није знао, али могућност да се радиоактивни угљеник користи за одређивање старости органских материја имала би безброј примена.

Од средине 20. века, метода одређивања старости органских материја помоћу радиоактивног угљеника потврдила је старост безброј древних артефаката, помогла у решавању случајева несталих особа и у затвор послала кријумчаре слоноваче.

Чак је научницима омогућила да схвате сложеност климе на Земљи.

Датирање помоћу радиоактивног угљеника је један од кључева за разумевање нашег света.

Али како уопште настаје угљеник-14?

Либи је схватио да се стално ствара када неутрони које генеришу космички зраци у горњим слојевима атмосфере ступе у интеракцију са азотом у ваздуху и промене му структуру.

Настали атом угљеника-14 брзо се спаја са кисеоником и ствара радиоактивни изотоп угљеника.

Биљке на тлу га апсорбују из ваздуха док расту, а исто чине и животиње и људи који се њима хране.

Док биљка или животиња живи, стално обнавља унутрашње залихе угљеника-14.

Али када умре, овај процес се зауставља и почињу да га губе.

Пошто се радиоактивни угљеник распада познатом брзином, мерење преостале количине у узорку органске материје открива њихову старост.

То је сат који почиње да откуцава од тренутку када нешто умре.

'Довођење ствари у ред'

Када је потврдио присуство угљеника-14 у метану из канализације у Балтимору, Либи је наставио да открива радиоактивни угљеник у разним другим материјама.

То му је омогућило да докаже њихову старост - од ланеног материјала у омотима Свитака са Мртвог мора (Кумрански списи), до дела брода пронађеног у гробници Сесостриса Трећег, египатског краља који је живео пре скоро 4.000 година.

„Ово је нешто што не можете никоме да кажете.

„Превише је сулудо", рекао је Либи касније.

„Не можете никоме да кажете да космички зраци могу да записују људску историју.

„Не можете то да кажете. Никако.

„Зато смо то држали у тајности".

Али када је доказао да метода функционише, све је обелоданио.

И 1960. године, Либи је добио Нобелову награду за хемију.

Његова техника функционише на органским материјама старим и до 50.000 година, а у оним старијим је остало исувише мало угљеника-14.

Постепено распадање угљеника-14 је оно што омогућава одређивање старости методом радиоактивног угљеника, али то такође значи да датирање може да се изврши само до одређеног времена у прошлост.

Данас је датирање помоћу радиоактивног угљеника кључно за наше разумевање историје.

„То је изузетно важно за довођење ствари у ред, посебно у погледу могућности да се праве поређења између различитих подручја и да се разуме темпо промена", објашњава Рејчел Вуд, која ради у лабораторији у Оксфорду, у Енглској, једној од најпознатијих лабораторија у свету за датирање помоћу радиоактивног угљеника.

Она и њене колеге одређују старост органских материја као што су људске кости, угаљ, шкољке, семенке, коса, памук, пергамент, и керамика, али и много необичнијих супстанци.

„Радимо понекад и заиста чудне ствари, попут фосилизованог урина слепих мишева", каже она.

Лабораторија користи уређај који се зове акцелераторски масени спектрометар (АМС), којим се директно мери број атома угљеника-14 у узорку, за разлику од Либија, који је могао да мери само емитовано зрачење и на основу тога да закључи колико угљеника-14 садржи узорак.

Акцелератор такође може да одреди старост врло малих узорака, у неким случајевима тежине свега милиграм, док је Либију било потребно много више материјала.

Датирање скелета

Узимање делова који садрже угљеник може да траје недељама, али када се то уради, акцелератор брзо даје процењену старост узорка.

„Заиста је узбудљиво када можете одмах да видите резултате", каже Вуд.

Датирање помоћу радиоактивног угљеника решило је и неке дуготрајне расправе.

Узмимо на пример људски скелет који су 1823. у Велсу открили теолог и геолог Вилијам Бакленд.

Бакленд је тврдио да је костур стар највише 2.000 година, и више од века нико није могао да докаже да греши.

На крају је датирање помоћу радиоактивног угљеника показало да је скелет заправо стар између 33.000 и 34.000 година, што су најстарији познати сахрањени људски остаци у Великој Британији.

Захваљујући овој методи, откривене су тајне и новијих људских посмртних остатака.

У Њујорку је 1975. године пријављен нестанак 13-годишње девојчица Лоре Ен О'Мали.

Сматрало се да посмртни остаци који су 1990-их пронађени у кориту реке у америчкој држави Калифорнији потичу из неке историјске гробнице, све док датирање помоћу радиоактивног угљеника извршено раније ове године није показало да припадају особи рођеној између 1964. и 1967. године, која је највероватније умрла између 1977. и 1984. године.

То се уклопило у временски оквир нестанка О'Мали, а ДНК анализа је потврдила да су то њени посмртни остаци.

За датирање помоћу радиоактивног угљеника, форензичке анализе често користе методу наглог и значајног пораста угљеника-14 у Земљиној атмосфери, изазваног стотинама нуклеарних проба током 1950-их и 1960-их година прошлог века.

Експлозије су у ваздух избациле огромне количине додатног угљеника-14, али од тада ти вештачки изазвани нивои опадају.

Тако је од средине 20. века поређењем измерених количина угљеника-14 са том силазном кривом могуће веома прецизно одредити старост узорака, понекад уз грешку од само годину дана.

„Не знам ни за једну другу технику која је макар приближна овој", каже Сем Васер са Универзитета Вашингтона у САД-у.

„Изузетно је корисна".

Погледајте видео: 'Вечне хемикалије' откривене у телу поларних медведа

'Непобитан доказ'

Васер се придружио борби против незаконите трговине дивљим животињама, анализирајући резултате датирања узорака слоноваче помоћу радиоактивног угљеника.

Добијени налази могу да покажу да ли су слонови убијени пре или после забране продаје слоноваче 1989. године.

Међу онима које су ови докази послали иза решетака је Едуоџи Емил Н'Буке, који је осуђен у Тогу 2014. године.

ДНК анализе су откриле географско порекло слоноваче којом је трговао, а датирање помоћу радиоактивног угљеника је показало тачан тренутак када су слонови убијени.

Амерички Стејт департмент је касније саопштио да су ова два налаза били „непобитни и пресудни докази за привођење Н'Букеа правди".

Истом техником су откривена и фалсификована уметничка дела.

Један од примера је слика сеоског предела за коју је фалсификатор тврдио да је настала 1866. године.

Датирање помоћу радиоактивног угљеника је потврдило да је заправо насликана током 1980-их година 20. века, и да је затим примењена техника вештачког старење.

Датирање помоћу радиоактивног угљеника такође је расветлило климатске промене и помогло је научницима да разумеју утицај емисија фосилних горива на климу Земље.

На пример, студије о глечерима и древним екосистемима су знатно прецизније захваљујући овој технологији.

Ова истраживања су пружила податке за извештаје Међувладиног панела о климатским променама који је заједно са бившим америчким председником Алом Гором 2007. године добио Нобелову награду за мир за ширење знања о климатским променама.

„Такође је веома корисно за људе који желе да користе климатске моделе за предвиђање могућих климатских услова у будућности", каже Тим Хитон са Универзитета у Лидсу, у Енглеској.

Научници могу да користе налазе датирања помоћу радиоактивног угљеника да виде како се клима на Земљи мењала током времена и да проверавају климатске моделе поређењем са тим резултатима и утврде да ли су тачни.

Смањење пропорционалне концентрације угљеника-14

Али, још један сат откуцава.

Фосилна горива садрже велике количине угљеника, али не и изотоп угљеник-14, јер организми који су се претворили у угаљ, природни гас и нафту су изумрли толико давно да је угљеник-14 који су некада садржали одавно ишчезао.

То значи да емисије фосилних горива данас смањују пропорционалну концентрацију угљеника-14 у Земљиној атмосфери, што непосредно утиче на количину радиоактивног угљеника у живим бићима.

Хедер Грејвен са Империјал колеџа у Лондону каже да би, у најгорем сценарију екстремно високих емисија током наредног века, прецизност датирања помоћу радиоактивног угљеника могла да се уруши.

„Нешто што је свеже створено имаће исту концентрацију (радиоактивног угљеника) као и нешто старо можда 2.000 година", каже она.

Метода одређивања старости помоћу радиоактивног угљенка не би могла да разликује та два узорка.

Рејчел Вуд сматра да се ти проблеми неће појавити ускоро, али Пола Рајмер, почасна професорка Универзитета Квинса у Белфасту, у Северној Ирској, верује да емисије фосилних горива ипак утичу на датирање помоћу радиоактивног угљеника и да ће на крају угрозити тачност ове методе.

Она је провела много година усавршавајући прецизност методе одређивања старости помоћу радиоактивног угљеника, вршећи, на пример, мукотрпна мерења радиоактивног угљеника у годовима дрвећа да би открила промене у количинама угљеника-14 у атмосфери током миленијума.

Данас постоје изузетно прецизне криве концентрације радиоактивног угљеника за око 14.000 година у прошлости.

Али емисије фосилних горива би једног дана могле да окончају ову еру невероватне прецизности.

Овај текст је написан у сарадњи Нобел Призе Оутреацх, организације која шири знање о постигнућима која су завредила Нобелову награду, и ББЦ-ја.

ББЦ на српском је од сада и на Јутјубу, пратите нас ОВДЕ.

Пратите нас на Фејсбуку, Твитеру, Instagramу, Јутјубу и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]