Arheološka otkrića širom svijeta pomogla su istraživačima da ispune priču o ljudskoj evoluciji i migraciji. Bitan podatak u ovom istraživanju je starost fosila i artefakata. Kako znanstvenici određuju njihovu dob? Evo više pojedinosti o nekoliko metoda korištenih za datiranje predmeta o kojima je riječ u "Velikoj ljudskoj migraciji" ( Smithsonian, srpanj 2008.):
Povezani sadržaj
- Velika ljudska migracija
Coprolites, Paisley 5 Mile Point Caves, Oregon
Starost: ~ 14.300 godina
Metoda: radiokarbonsko datiranje
U jednoj špilji u Oregonu arheolozi su pronašli kosti, biljne ostatke i koprolite - fosilizirani izmet. DNK preostao u koprolitima ukazivao je na njihovo ljudsko podrijetlo, ali ne i na njihovu starost. Zbog toga su znanstvenici gledali na ugljik sadržan u drevnom gnoju.
Po definiciji, svaki atom određenog elementa u svom jezgru ima određeni broj protona. Ugljični element ima, primjerice, šest protona. Ali broj neutrona u jezgri može varirati. Ti različiti oblici elementa - zvani izotopi - su inherentno stabilni ili nestabilni. Potonji se nazivaju radioaktivnim izotopima, a s vremenom će propadati, oslobađajući čestice (neutrone ili protone) i energiju (zračenje) i zbog toga će se pretvoriti u drugi izotop ili element. To rade konstantnom brzinom koja se naziva "poluživot" izotopa.
Većina ugljika dolazi u stabilnim oblicima ugljik-12 (šest protona, šest neutrona) ili ugljik-13, ali vrlo mala količina (oko 0, 0000000001%) postoji kao radioaktivni ugljik-14 (šest protona, osam neutrona). Žive biljke i životinje uzimaju ugljik-14 zajedno s ostalim ugljikovim izotopima, ali kad umru i metaboličke funkcije prestanu, prestaju apsorbirati ugljik. S vremenom, ugljik-14 propada u dušik-14; polovina će to učiniti nakon otprilike 5.730 godina (ovo je poluživot izotopa). Nakon otprilike 60.000 godina, sav ugljik-14 nestat će.
Sve što je nekada bilo dio živog objekta - poput ugljena, drveta, kostiju, polena ili koprolita pronađenog u Oregonu - može se poslati u laboratorij, gdje znanstvenici mjere koliko ugljika-14 ostaje. Budući da znaju koliko bi bilo atmosfere i, dakle, koliko bi netko apsorbirao kad bi bio živ, mogu izračunati koliko je vremena prošlo od smrti ili odlaganja. Koproliti su u prosjeku stari oko 14.300 godina i jedan su od najstarijih ljudskih ostataka u Americi.
Hominidske lubanje, Herto, Etiopija
Starost: ~ 154.000 do 160.000 godina
Metoda: argonsko-argonsko datiranje
Tim znanstvenika koji je 1997. kopao u Etiopiji pronašao je kameno oruđe, fosilne ostatke nekoliko životinjskih vrsta, uključujući hipopotamuse, i tri hominidne lubanje. Koliko su imali godina? Organski ostaci bili su prestari za datiranje ugljikom-14, pa se tim okrenuo drugoj metodi.
Radiokarbonsko datiranje djeluje dobro za neke arheološke nalaze, ali ima ograničenja: do danas se mogu koristiti samo organski materijali stari manje od oko 60 000 godina. Međutim, postoje i drugi radioaktivni izotopi koji se mogu koristiti za ne-organske materijale (poput stijena) i starije materijale (stare do milijarde godina).
Jedan od tih radioizotopa je i kalij-40, koji se nalazi u vulkanskoj stijeni. Nakon što se vulkanska stijena ohladi, njen kalij-40 propada u argon-40 s vremenom poluživota od 1, 25 milijardi milijardi. Moguće je izmjeriti omjer kalija-40 i argona-40 i procijeniti starost stijene, ali ta je metoda neprecizna. Međutim, znanstvenici su 1960-ih otkrili da mogu ozračiti uzorak stijene neutronima i tako pretvoriti kalij-40 u argon-39, izotop koji se obično ne nalazi u prirodi i koji je lakši za mjerenje. Iako zamršeniji, ovaj postupak daje preciznije datume. Na primjer, znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji u Berkeleyju bili su u mogućnosti datirati uzorke iz erupcije vulkana Vesuvius 79 godine prije Krista u roku od sedam godina od događaja.
Budući da se lubanja hominida i drugi artefakti pronađeni u Hertu nisu mogli izravno datirati - organski materijal je već davno fosiliziran - istraživači su umjesto toga izvršili analizu vulkanske stijene koja je bila ugrađena u pješčenjak u blizini fosila. Stijena je bila stara oko 154.000 do 160.000 godina, zbog čega su lubanje najstariji Homo sapiens koji još uvijek nisu pronađeni.
Gravirano oker kamenje, špilja Blombos, Južna Afrika
Starost: ~ 77.000 godina
Metoda: termoluminescentno datiranje
Iskopavanje morske špilje u Južnoj Africi otkrilo je dva predmeta koja su bila očito umjetna - komadići oker kamena urezani križnim križem. Ni kamenje ni stijena u kojoj su pokopani nisu bili vulkanskog podrijetla, pa su istraživači odabrali drugu metodu za utvrđivanje njihove dobi: termoluminiscenciju.
Kao i kod argonsko-argonskog datiranja, sat termoluminiscencije počinje i posljednji put da je stijena zagrijana na visoku temperaturu. Ekstremna toplina uklanja elektrone pohranjene u određenim kristalima - kao što su kvarc i feldspar - unutar stijene. S vremenom, kristali hvataju elektrone proizvedene tragovima radioaktivnih atoma u okolišu. Zagrijavanjem stijene, znanstvenici mogu osloboditi pohranjenu energiju koja se emitira kao svjetlost i naziva se "termoluminiscencija". Intenzitet svjetla ukazuje na to koliko je vremena prošlo od posljednjeg zagrijavanja stijene.
Poput Herto lubanja, starost isklesanog oker kamenja iz Blombosove špilje nije se mogla neposredno odrediti. Međutim, u istom sloju stijena kao i oker bili su komadi spaljenog kamena, koji su vjerojatno iste dobi kao i oker i idealni za termoluminescentno datiranje. Izgoreni kamen, otkriveno je, star je oko 77 000 godina, zbog čega su okeri otkriveni neki od najstarijih komada apstraktnog dizajna.
