Цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн оношлолт хэрхэн ажилладаг вэ
Радио нүүрстөрөгчийн он цагийг тодорхойлох нь дээжинд агуулагдах радио нүүрстөрөгчийн изотопын (нүүрстөрөгч-14 эсвэл ^14C) хэмжээг хэмжих замаар нүүрстөрөгч агуулсан объектуудын насыг тодорхойлоход ашигладаг арга юм. Энэ арга нь археологи, геологийн салбарт органик материал агуулсан эртний объектуудын насыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой юм. Энэ нийтлэлд радио нүүрстөрөгчийн он цагийг тогтоох хамгийн сүүлийн үеийн зарчмууд, хэрхэн ажилладаг, холбогдох зарим хэрэглээ, тохиолдлын судалгааг тоймлон харуулах болно.
Радио нүүрстөрөгчийн он цагийг тогтоох үндсэн зарчим
Цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн он цагийг тогтоох нь дэлхийн агаар мандалд нүүрстөрөгчийн цацраг идэвхт хэлбэр болох ^14C үүсдэг үзэгдэл дээр суурилдаг. Энэхүү изотоп нь сансрын туяа нь агаар мандлын азоттой харилцан үйлчилж, ^14C болгон хувиргах үед үүсдэг. Үүссэн ^14C-ийн зарим нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй нэгдэж нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) үүсгэдэг бөгөөд дараа нь ургамал фотосинтезийн замаар шингэдэг. Ургамлыг иддэг амьтан, хүмүүс мөн ^14C-ийг биедээ шингээдэг.
Организм амьд байх үед организм дахь ^14C түвшин хүрээлэн буй орчинтойгоо тэнцвэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч организм үхэх үед ^14C-ийг шингээхээ больж, энэ изотоп тогтвортой хурдаар (ойролцоогоор 5.730 жилийн хагас задралын хугацаа) задарч эхэлдэг. Үхсэн дээжинд үлдсэн ^14C-ийг хэмжсэнээр эрдэмтэд организм үхсэнээс хойш хэр их хугацаа өнгөрснийг ухраан тооцоолж чадна.
Радио нүүрстөрөгчийн оношлох үйл явц
Радио нүүрстөрөгчийн он сар өдрийг тодорхойлох үйл явц нь хэд хэдэн чухал үе шатаас бүрдэнэ.
1. Дээж цуглуулах
Дээж цуглуулах нь радио нүүрстөрөгчийн он цаг тогтоох үйл явцын эхний алхам юм. Дээж нь мод, нүүрс, яс, хясаа эсвэл нүүрстөрөгч агуулсан бусад материал байж болно. Дээж дэх 14C-ийн хэмжээг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулах бохирдлоос зайлсхийхийн тулд цуглуулгыг сайтар хийдэг.
2. Дээж бэлтгэх
Шинжилгээ хийхээс өмнө цуглуулсан дээжийг зохих ёсоор бэлтгэх ёстой. Үүнд бохирдуулагч бодисыг (жишээлбэл, дээжинд наалдсан хөрс эсвэл үндэс) зайлуулах, нэгэн төрлийн байдлыг сайжруулахын тулд нунтаглах, ^14C агуулсан бодисыг ялгаж авахын тулд химийн боловсруулалт орно.
3. Цацраг идэвхт байдлын хэмжилт
Дээж дэх ^14C агууламжийг хэмжих үндсэн аргууд нь:
– Шингэн сцинтилляцийн тооллогын арга: Дээжийг шингэн хэлбэрт оруулж, дараа нь цацраг идэвхт бөөмс (сцинтиллятор)-д цохиулах үед гэрэлтдэг бодисын хамт шилэн саванд хийнэ. Үүссэн гэрлийг детектороор хэмжинэ.
– Хурдасгагч массын спектрометр (AMS): Илүү дэвшилтэт, нарийвчлалтай технологийн нэг болох энэхүү арга нь ^14C атомыг шууд ялгаж, тоолдог бөгөөд хамгийн жижиг дээжийг ч хэмжих боломжийг олгож, алдаа гарах магадлалыг бууруулдаг.
4. Өгөгдлийн тохируулга
Агаар мандлын ^14C түвшин үргэлж тогтмол байдаггүй тул түүхий хэмжилтийг тохируулгын муруй ашиглан тохируулах шаардлагатай. Энэ муруй нь модны цагираг (дендрохронологи) гэх мэт мэдэгдэж буй насны объектуудаас авсан ^14C өгөгдөл дээр үндэслэсэн болно.
5. Үр дүнгийн тайлбар
Хэмжилтийн эцсийн үр дүн нь дээжийн насыг жилээр тооцоолж өгдөг. Жишээлбэл, хэрэв үр дүн нь модны хэсэг 5.730 жилийн настай болохыг харуулж байвал (Одоогоос өмнө, "Одоо" гэдэг нь ихэвчлэн 1950 оноос хойш тоологддог), энэ нь модыг ойролцоогоор 5.730 жилийн өмнө тайрсан гэсэн үг юм.
Радио нүүрстөрөгчийн оношлох өргөдөл
Энэ аргыг шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэдэг:
1. Археологи
Радио нүүрстөрөгчийн онол нь археологичдод дэлхий даяарх эртний археологийн дурсгалт газрууд болон эд өлгийн зүйлсийн насыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Жишээлбэл, радио нүүрстөрөгчийн онол нь Египетийн пирамидууд, эртний суурин газруудын үлдэгдэл, хувцас, багаж хэрэгсэл зэрэг соёлын эд зүйлсийн насыг тодорхойлоход ашиглагддаг.
2. Геологи ба цаг уур судлал
Чулуужсан олдворуудаас гадна цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн он цагийг тодорхойлох нь эрдэмтдэд туйлын мөс, далайн тунадас, модны цагирагнаас дээжийг шинжлэн эртний уур амьсгалын өөрчлөлтийг судлахад тусалдаг.
3. Далайн амьдрал ба биологи
Биологийн салбарт радио нүүрстөрөгчийн он цагийг далайн хувьсал болон тодорхой организмын амьдралын түүхийг судлахад ашигладаг.
4. Шүүхийн шинжилгээ
Шүүх эмнэлгийн хувьд эрдэмтэд эрүүгийн мөрдөн байцаалтын явцад нас барсан хугацааг тодорхойлохын тулд энэ аргыг ашигладаг.
Радио нүүрстөрөгчийн оношлолтын тохиолдлын судалгаа
Алдартай тохиолдлын судалгааны зарим жишээнд дараахь зүйлс орно.
Гайхамшигтай хүн Отзи
1991 онд судлаачид Өтзтал Альпийн нуруунаас "Мөст хүн Өтзи"-г нээжээ. Радио нүүрстөрөгчийн он цагийн шинжилгээгээр Өтзигийн үлдэгдэл ойролцоогоор 5.300 жилийн настай болохыг тогтоожээ. Энэхүү нээлт нь зэсийн үеийн хүний амьдралын талаар гайхалтай ойлголт өгч байна.
Сөнөсөн тэнгисийн хуйлмалуудын болзоо
Хамгийн эртний мэдэгдэж буй гар бичмэлүүдийн заримыг агуулсан Сөнөсөн тэнгисийн хуйлмал бичгүүдийг радио нүүрстөрөгчийн он цагийн хуваарь ашиглан шинжилсэн. Энэхүү он цагийн хуваарь нь гар бичмэлүүдийн насыг тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд эдгээрийг МЭӨ 408 оноос МЭ 318 оны хооронд бүтээсэн гэж үздэг.
Галт уулын насыг тодорхойлох нь
Галт уулын үнсний давхаргаас олдсон нүүрсний дээжийн радио нүүрстөрөгчийн он сар өдрийг тодорхойлох нь эрдэмтдэд өнгөрсөн үеийн асар том дэлбэрэлтийг тодорхойлох, зарим галт уулын дэлбэрэлтийн давтамжийг тооцоолоход тусалдаг.
Хязгаарлалт ба бэрхшээлүүд
Хэдийгээр маш ашигтай боловч радио нүүрстөрөгчийн он цагийн хуваарийг тодорхойлох аргууд нь хязгаарлалтгүй, бэрхшээлгүй биш юм:
Органик бус найрлага
Энэ аргыг зөвхөн нүүрстөрөгч агуулсан материал дээр ашиглаж болно. Чулуу эсвэл керамик зэрэг органик бус материалыг он цагийг тогтоохын тулд бусад аргууд шаардлагатай.
Бохирдол
Орчин үеийн болон өөр өөр үеийн материалаас бохирдох нь төөрөгдүүлсэн огноог гаргаж болзошгүй. Буруу үр дүнгээс зайлсхийхийн тулд дээжийг сайтар цэвэрлэж, лабораторийн зохих арга техник шаардлагатай.
Цагийн хязгаар
^14C хагас задралын хугацаанаас шалтгаалан 50.000 гаруй жилийн настай дээжийг өндөр нарийвчлалтайгаар он сар өдөр болгоход хэцүү байдаг, учир нь үлдсэн ^14C-ийн агууламж маш бага тул бараг илрүүлэх боломжгүй юм.
Дүгнэлт
Радио нүүрстөрөгчийн он цаг нь өнгөрсөн үе рүү цонх нээсэн хүчирхэг арга юм. Нүүрстөрөгч агуулсан дээжийн 14C агууламжийг хэмжсэнээр судлаачид янз бүрийн эх сурвалжаас органик материалын насыг тодорхойлж чадна. Зарим бэрхшээл, хязгаарлалттай хэдий ч радио нүүрстөрөгчийн он цаг нь археологи, дэлхийн шинжлэх ухаан болон бусад олон салбарт чухал хэрэгсэл хэвээр байна. Энэхүү технологи нь бидэнд хүн төрөлхтний түүх, хөгжил, тэдний амьдарч байсан байгалийн орчныг судлах, ойлгох, сэргээн босгох боломжийг олгодог.
