Archeologické nálezy po celém světě pomohly vědcům naplnit příběh lidské evoluce a migrace. Důležitou informací v tomto výzkumu je věk fosilií a artefaktů. Jak vědci určují jejich věk? Zde je více podrobností o několika metodách používaných k datování objektů diskutovaných v části „Velká lidská migrace“ ( Smithsonian, červenec 2008):
Související obsah
- Velká lidská migrace
Coprolites, Paisley 5 Mile Point Caves, Oregon
Věk: ~ 14 300 let
Metoda: radiokarbonové datování
V jeskyni v Oregonu našli archeologové kosti, zbytky rostlin a coprolity - zkamenělé výkaly. DNA zbývající v coprolitech naznačovala jejich lidský původ, ale nikoli jejich věk. Vědci se proto podívali na uhlík obsažený ve starém hnoji.
Podle definice má každý atom daného prvku v jádru specifický počet protonů. Element uhlíku má například šest protonů. Počet neutronů v jádru se však může lišit. Tyto různé formy prvku - nazývané izotopy - jsou ze své podstaty stabilní nebo nestabilní. Posledně jmenované se nazývají radioaktivní izotopy a postupem času se rozkládají, čímž uvolňují částice (neutrony nebo protony) a energii (záření), a proto se mění na jiný izotop nebo prvek. Dělají to konstantní rychlostí, která se nazývá „poločas rozpadu“ izotopu.
Většina uhlíku přichází ve stabilních formách uhlíku-12 (šest protonů, šest neutronů) nebo uhlíku-13, ale jako radioaktivní uhlík-14 (šest protonů, osm neutronů) existuje velmi malé množství (asi 0, 0000000001%). Živé rostliny a zvířata přijímají uhlík-14 spolu s ostatními uhlíkovými izotopy, ale když zemřou a jejich metabolické funkce přestanou, přestanou absorbovat uhlík. Postupem času se uhlík-14 rozkládá na dusík-14; polovina tak učiní asi po 5 730 letech (toto je poločas izotopu). Po asi 60 000 letech bude veškerý uhlík-14 pryč.
Všechno, co bylo kdysi součástí živého předmětu - jako je uhlí, dřevo, kost, pyl nebo coprolity nalezené v Oregonu - lze poslat do laboratoře, kde vědci měří, kolik uhlíku-14 zbývá. Protože vědí, kolik by v atmosféře bylo, a proto, kolik by někdo absorboval, když by byl naživu, mohou vypočítat, jak dlouho to trvalo od smrti nebo depozice. Průměrný koprolit byl asi 14 300 let a patří mezi nejstarší lidské ostatky v Americe.
Hominidní lebky, Herto, Etiopie
Stáří: ~ 154 000 až 160 000 let
Metoda: datování argon-argon
Tým vědců, kteří kopali v Etiopii v roce 1997, našel kamenné nástroje, fosilní zbytky několika živočišných druhů, včetně hrochů a tří hominidních lebek. Kolik jim bylo let? Organické zbytky byly příliš staré na datování uhlíku-14, takže se tým obrátil k jiné metodě.
Radiokarbonové datování funguje dobře pro některé archeologické nálezy, ale má svá omezení: lze jej použít pouze k organickým materiálům mladším než 60 000 let. Existují však i jiné radioaktivní izotopy, které lze použít k dosud neorganickým materiálům (jako jsou horniny) a starším materiálům (až do miliard let).
Jedním z těchto radioizotopů je draslík-40, který se nachází v sopečné hornině. Po vychladnutí vulkanické horniny se její draslík-40 rozpadne na argon-40 s poločasem 1, 25 miliardy let. Je možné změřit poměr draslíku-40 k argonu-40 a odhadnout věk horniny, ale tato metoda je nepřesná. Vědci však v šedesátých letech objevili, že dokážou ozařovat vzorek hornin neutrony a tím přeměnit draslík-40 na argon-39, což je izotop, který se v přírodě obvykle nenachází a snadněji se měří. Ačkoli složitější, tento proces poskytuje přesnější data. Například vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley byli schopni datovat vzorky od erupce sopky Vesuvius v roce 79 nl do sedmi let od události.
Protože hominidní lebky a další artefakty nalezené v Herto nemohly být přímo datovány - organický materiál byl už dávno zkamenělý - vědci místo toho provedli svou analýzu na vulkanické hornině, která byla vložena do pískovce poblíž fosilií. Skála byla asi 154 000 až 160 000 let stará, takže lebky zůstaly nejstarším zbytkem Homo sapiens .
Ryté okrové kameny, jeskyně Blombos, Jižní Afrika
Věk: ~ 77 000 let
Metoda: termoluminiscenční datování
Výkop přímořské jeskyně v Jižní Africe odhalil dva objekty, které byly jasně vytvořené člověkem - kousky okrového kamene vyleptané křížovým křížením. Kameny ani skála, ve které byly pohřbeny, však nebyly vulkanického původu, proto si vědci vybrali jinou metodu pro stanovení věku: termoluminiscenci.
Jak v datování argon-argon, termoluminiscenční hodiny také začínají naposledy, kdy byla skála zahřátá na vysokou teplotu. Extrémní teplo eliminuje elektrony uložené v určitých krystalech - jako je křemen a živce - ve skále. Krystaly v průběhu času zachycují elektrony produkované stopovým množstvím radioaktivních atomů nalezených v prostředí. Ohříváním skály mohou vědci uvolnit uloženou energii, která je vydávána jako světlo a nazývá se „termoluminiscence“. Intenzita světla ukazuje, jak dlouho to bylo od posledního zahřátí skály.
Stejně jako lebky Herto nebylo možné přímo určit věky vyřezávaných okrových kamenů z jeskyně Blombos. Ve stejné skalní vrstvě jako okery však byly kusy spáleného kamene, které byly pravděpodobně ve stejném věku jako okry a ideální pro termoluminiscenční datování. Vypálený kámen, jak se ukázalo, byl asi 77 000 let starý, díky čemuž byly okry některé z nejstarších kusů abstraktního designu, které se objevily.
