Avainsanat

, , , , ,

Japanilaisen Suigetsu-järven pohjassa säilyneet kasvinlehtien ja piilevien muodostamat sedimenttilustot kertovat maapallon lähihistoriasta jopa 52 000 vuoden taakse.

Ilmakehässä olevan hiilen isotooppikoostumus vaihtelee avaruudesta tulevan kosmisen säteilyn määrän mukaan. Ilman hiiltä sitovat eliöt varastoivat kudoksiinsa tai solukkoihinsa hiilen isotooppeja tietysti juuri siinä suhteessa kuin niitä sillä hetkellä ilmakehässä on. Isotooppien hajoamisnopeus tunnetaan, joten määräsuhteiden perusteella voidaan laskea tietyn historiallisen näytteen kuten eliöfossiilin tai ihmisen valmistaman esineen tai rakennuksen ikä. Luotettava ikämääritys saadaan kuitenkin vain tapauksissa, joissa tulosta voidaan verrata varmuudella tunnetusta näytteestä tehtyyn määritykseen. Tällaisia vertailunäytteitä saadaan ikivanhojen puiden vuosilustoista tai järvien tai merenpohjien vakaina pysyneistä sedimenttikerroksista. Puiden vuosirenkaissa ja useimmissa sedimenttikerrossarjoissa päästään suorissa ja varmoissa mittaustuloksissa korkeintaan 10 000–12 000 vuoden ikään. Japanilaisten, englantilaisten ja saksalaisten tutkijoiden yhteistyöprojektissa pystyttiin seuraamaan japanilaisen järven sedimenttisarjan kesä/talvi -vuosikertoja jopa 52 800 vuoden taakse, mikä mahdollistaa radiohiili- eli 14C-näytteiden vertailumateriaalin saamisen näin vanhoista näytteistä.

Oxfordin yliopiston tutkijan Christopher Bronk Ramseyn johdolla Science-tiedelehdessä 19.10.2012 julkaistussa selvityksessä (DOI: 10.1126/science.1226660) analysoitiin japanilaisen Suigetsu-järven pohjakerrostumia. Noin 40 metrin paksuisessa sedimenttikerroksessa vuorottelevat hyvin säännöllisesti tummat, kasvien lehtien jäänteistä koostuvat sekä vaaleat, piileväfossiileista koostuvat kerrokset. Kerroksia erottaa toisistaan myös kemiallinen koostumus, jossa kasvinlehtien muodostamissa juovissa on runsaasti rautaa ja mangaania, joita ei ole juuri lainkaan piilevien hallitsemissa lustoissa. Yhden tumman ja yhden vaalean kerroksen kokonaisuus edustaa yhtä vuotta.

Suigetsu-järvi on ihanteellinen radiohiiliajoituksen taustamateriaalin säilyttäjä, koska järvi on pysynyt myös jääkauden aikana jäättömänä, joten altaan pohjalle on kerrostunut suoraan ilmakehästä ainesta yhtäjaksoisesti poikkeuksellisen pitkän ajan. Lisäksi sedimenttikerrokset ovat pysyneet syvänteissä hyvässä järjestyksessä, koska pohjan läheisissä hapettomissa oloissa ei ole kerrosjärjestystä häiritseviä eläimiä.

Uudet analyysisarjat parantavat 14C-ikämääritysten vakuuttavuutta. Tähän saakka varmoja vertailunäytteitä on saatu puiden vuosilustoista korkeintaan noin 12 000 vuoden ajalle. Tätä vanhempiin määrityksiin vertailuaineistona on käytetty merenpohjille kerrostuneista levä- yms. fossiileista tehtyjä 14C-määrityksiä. Näiden ongelmana ovat paitsi sedimenttien vuosikerrostumien sekoittuminen myös se, että meressä on aina reilusti enemmän hiiltä kuin ilmakehässä, joten ikämäärityksissä on pitänyt käyttää matemaattisia kertoimia, jotka ovat aina epävarmempia kuin suorat mittaustulokset. Hiili-14 -isotooppiin perustuvat ikämääritykset ovat varsin tarkkoja, mutta aivan ehdotonta varmuutta vuosituhansien takaisiin ajoituksiin ei voida taata. Uuden analyysisarjan vertailumateriaalissa luotettavuusrajaksi tutkijat arvioivat ±340 vuotta, mikä on huomattava parannus aikaisempaan, useiden vuosisatojen tai jopa vuosituhansien ikähaarukkaan.

Radiohiiliajoitusta käytetään yleisesti muun muassa arkeologisten näytteiden sekä eri eliölajien – myös ihmisen – esihistorian ja kehitysbiologian ikämäärityksissä.

Mainokset