Sve do 1949., kada su arheolozi iskopavali pretpovijesne kosti, kamene točke, ostatke drvenog uglja ili druge artefakte iz rane ljudske povijesti, nisu imali mogućnost točno znati koliko su stari ovi predmeti. Kemičar Willard Libby to je promijenio, osmislivši genijalnu metodu za datiranje drevnih predmeta na temelju vrsta ugljikovih atoma sadržanih u njima.
Libby i njegovi kolege svoju su ideju zasnovali na činjenici da živa bića uključuju male količine izvjesnog izotopa ugljika (C-14) iz atmosfere u svoju strukturu; kad umru, prestaju dodavati novi C-14, a količina koja je ostala unutra polako se razgrađuje u drugi element, dušik-14. Shvativši da je poluživot C-14 (koliko vremena treba da polovica određene količine C-14 propadne u N-14) 5.730 godina, oni bi mogli kemijski analizirati omjer C-14 do N-14 u komadu drveta ili kosti i utvrditi koliko je dugo bio mrtav.
Ova tehnika je revolucionirala arheologiju, antropologiju i druga područja, što nam omogućava da odredimo apsolutnu starost objekata do oko 60.000 godina. Sve to vrijeme, međutim, preciznost ove tehnike ograničena je činjenicom da je količina C-14 u atmosferi vremenom varirala - i nikada nije zabilježen sjajan podatak koliko je fluktuirao tijekom godina.
Imajući to u vidu, tim znanstvenika sa Sveučilišta u Oxfordu i drugdje bio je posebno uzbuđen kada su ispod japanskog jezera Suigetsu iskopali fosilizirane lišće i jezgre slojeva sedimenata. Ti uzorci možda ne izgledaju mnogo, ali zbog jedinstvenog sloja sedimenta i netaknutog stanja, taj nalaz predstavlja neviđeni sveobuhvatni zapis atmosferskog C-14 od prije otprilike 11.200 do 52.800 godina. Uzorci sedimenata s ovog jednog mjesta na zemljinoj površini, drugim riječima, učinit će našu mogućnost da datiranje drevnih artefakata pronađenih bilo gdje na planeti značajno preciznije.
"Novi rezultati nude važno poboljšanje stanja atmosferskog radiokarbona i postavljaju čvršću shemu radiokarbona na čvršće temelje", rekao je Jesse Smith, urednik u Scienceu, gdje su ta otkrića objavljena u današnjem radu.
Mikroskopska slika sedimentnih slojeva jezera Suigetsu. (Slika preko Gordona Schlolauta) Specifičan skup procesa i uvjeta koji se događaju u jezeru pomažu objasniti zašto su jezgre sedimenata i uzorci lišća toliko vrijedni. Svake zime male svjetlosne alge zvane diatomi umiru i prekrivaju jezero dno; svakog su ljeta prekriveni tamnijim slojem sedimenata. Budući da je jezero izuzetno mirno, malo je kisika i nije ga poremetilo ledenjak ili geološka aktivnost u bilo koje vrijeme u posljednjih 52.800 godina, ti mikroskopski slojevi sadrže cjelovit godišnji zapis sačuvan u jezgrama sedimenata.
Štoviše, budući da su lišće i drugi organski materijali bili zarobljeni između slojeva, znanstvenici su mogli koristiti količinu C-14 u svakom listu kako bi stvorili cjelovitu sliku atmosferskog C-14 tijekom vremena. Prethodni zapisi atmosfere C-14 poticali su iz morskih uzoraka (koji se razlikuju od onih na kopnu) ili prstenova s drveća (koji datiraju tek prije nešto više od 12.000 godina), tako da će ove jezgre uvelike poboljšati preciznost datiranja radiokarbona starijim objektima. Istraživači su "pričvrstili" novi zapis C-14 na prethodne podatke, uspoređujući razine pronađene u novijim slojevima jezgara s onima koje su već poznate iz prstenova stabala.
"Iako ovaj zapis neće rezultirati značajnom revizijom datuma, na primjer u arheologiji, doći će do detaljnih promjena u redoslijedu stotina godina", rekao je arheolog sa Sveučilišta u Oxfordu Bronk Ramsey, vodeći autor rada. "Takve promjene mogu biti vrlo značajne kada pokušavate pogledati ljudske reakcije na klimu, često datirane drugim metodama, na primjer, putem grenlandskih ledenih jezgara. Preciznija kalibrirana vremenska skala omogućit će nam odgovore na pitanja iz arheologije, za koja prije nismo imali rješenje za rješavanje. "
Istraživači su sumnjali da bi uvjeti u jezeru Suigetsu mogli donijeti tako važan rekord C-14 već 1993., ali do sada su se susretali s tehničkim poteškoćama u vađenju i analizi netaknutih jezgara. „Ovo je ostvarenje 20-godišnjeg japanskog sna“, rekao je koautor Takeshi Nakagawa sa Sveučilišta Newcastle upon Tyne u Engleskoj. Iako je potrebno malo vremena da se uspješno dobiju uzorci, oni će sada pomoći istraživačima da utvrde dobi mnogo starijih uzoraka i artefakata.
