Археологическите находки по света помогнаха на изследователите да попълнят историята за човешката еволюция и миграция. Основна информация в това изследване е възрастта на фосилите и артефактите. Как учените определят възрастта им? Ето още подробности за някои от методите, използвани за датиране на обекти, обсъдени във "Голямата човешка миграция" ( Smithsonian, юли 2008 г.):
Свързано съдържание
- Голямата човешка миграция
Копролити, пещери на Пейсли 5 мили, Орегон
Възраст: ~ 14 300 години
Метод: радиовъглеродно датиране
В пещера в Орегон археолозите са открили кости, растителни останки и копролити - фосилизиран фекалии. ДНК, останала в копролитите, показва техния човешки произход, но не и възрастта им. За целта учените погледнаха към въглерода, който се съдържа в древния тор.
По дефиниция всеки атом на даден елемент има определен брой протони в ядрото си. Въглеродът на елемента има например шест протона. Но броят на неутроните в ядрото може да варира. Тези различни форми на елемент - наречени изотопи - са присъщи стабилни или нестабилни. Последните се наричат радиоактивни изотопи и с течение на времето те ще се разпадат, отделяйки частици (неутрони или протони) и енергия (радиация) и следователно се превръщат в друг изотоп или елемент. Те правят това с постоянна скорост, наречена "полуживот" на изотопа.
Повечето въглерод идва в стабилните форми на въглерод-12 (шест протона, шест неутрона) или въглерод-13, но много малко количество (около 0, 0000000001%) съществува като радиоактивен въглерод-14 (шест протона, осем неутрона). Живите растения и животни приемат въглерод-14 заедно с другите въглеродни изотопи, но когато умрат и метаболитните им функции престанат, те спират да абсорбират въглерод. С времето въглеродът-14 се разпада на азот-14; половината ще го направят след около 5 730 години (това е полуживотът на изотопа). След около 60 000 години целият въглерод-14 ще изчезне.
Всичко, което някога е било част от жив обект - като дървени въглища, дърво, кости, цветен прашец или копролити, намерени в Орегон, може да бъде изпратено в лаборатория, където учените измерват колко въглерод-14 е останало. Тъй като те знаят колко би имало в атмосферата и следователно колко би погълнал някой, когато е жив, могат да изчислят колко време е минало от смъртта или отлагането. Копролитите са средно около 14 300 години и са едни от най-старите човешки останки в Америка.
Хоминидни черепи, Херто, Етиопия
Възраст: ~ 154 000 до 160 000 години
Метод: датиране на аргон-аргон
Екип от учени, копаещи в Етиопия през 1997 г., са открили каменни сечива, изкопаемите останки от няколко животински вида, включително хипопотамуси, и три хоминидни черепа. На колко години бяха? Органичните останки бяха твърде стари за датиране на въглерод-14, така че екипът се насочи към друг метод.
Радиовъглеродното датиране работи добре за някои археологически находки, но има ограничения: може да се използва досега само на органични материали на възраст под около 60 000 години. Съществуват обаче и други радиоактивни изотопи, които могат да се използват за датиране на неорганични материали (като скали) и по-стари материали (до милиарди години).
Един от тези радиоизотопи е калий-40, който се намира във вулканична скала. След като вулканичната скала се охлажда, нейният калий-40 се разпада в аргон-40 с период на полуразпад от 1, 25 милиарда години. Възможно е да се измери съотношението калий-40 към аргон-40 и да се оцени възрастта на скалата, но този метод е неточен. Въпреки това учените откриват през 60-те години, че могат да облъчат скална проба с неутрони и по този начин да преобразуват калий-40 в аргон-39, изотоп, който обикновено не се среща в природата и е по-лесно да се измери. Макар и по-сложен, този процес дава по-точни дати. Например, учените от Калифорнийския университет в Бъркли успяха да датират проби от изригването на вулкана Везувий през 79 г. сл. Хр. До седем години от събитието.
Тъй като хоминидните черепи и други артефакти, открити в Херто, не можеха да бъдат датирани директно - органичният материал отдавна беше вкаменен - изследователите вместо това извършиха своя анализ върху вулканична скала, която е вградена в пясъчника в близост до вкаменелостите. Скалата е била на около 154 000 до 160 000 години, което прави черепите най-старите Homo sapiens, които все още не са намерени.
Гравирани охри камъни, пещера Бломбос, Южна Африка
Възраст: ~ 77 000 години
Метод: термолуминесцентно датиране
Разкопаване на морска пещера в Южна Африка разкри два предмета, които очевидно са направени от човешки произход - парчета от охра камък, издълбани с рисунка на кръст. Нито камъните, нито скалата, в която са погребани, са с вулканичен произход, така че изследователите избраха друг метод за определяне на възрастта им: термолуминесценция.
Както при датирането на аргон-аргон, часовникът за термолюминесценция също започва с последния път, когато една скала се нагрява до висока температура. Екстремната топлина елиминира електроните, съхранявани в определени кристали - като кварц и фелдшпат - в скалата. С течение на времето кристалите улавят електрони, произведени от следи от радиоактивни атоми, открити в околната среда. Чрез повторното нагряване на скалата учените могат да освободят натрупаната енергия, която се отделя като светлина и се нарича "термолуминесценция". Интензитетът на светлината показва колко време е минало от последното нагряване на скалата.
Подобно на черепите на Херто, възрастите на издълбаните камъни от охра от пещерата Бломбос не можеха да се определят пряко. Въпреки това, в същия скален слой като охрите са били парчета от изгорял камък, които вероятно са били същата възраст като охрите и са идеални за термолюминесцентно датиране. Изгореният камък, той беше разкрит, е бил на около 77 000 години, което направи охрите някои от най-старите части на абстрактния дизайн, които трябва да бъдат открити.
