Изменение содержания радиоуглерода в обменном фонде 

Изменение содержания радиоуглерода в обменном фонде 

Вторая гипотеза Либби состоит в том, что содержание радиоуглерода в обменном резервуаре не меняется со временем. Эта гипотеза также, конечно, неверна, и эффекты, влияющие на изменение с течением времени содержания радиоуглерода в обменном фонде, необходимо учитывать.

Если в момент смерти объекта содержание радиоуглерода в обменном резервуаре отличалось от современного на 1%, то при расчете возраста такого образца возникнет ошибка примерно на 80 лет; 2% дадут ошибку на 160 лет и т.д. Отклонение в 10% даст ошибку в возрасте на 800 лет, а при еще больших отклонениях линейный закон нарушится и отклонение, скажем, в 20% приведет к ошибке в определении возраста не на 1600 лет, а на 1760 лет.

Эйткин указывает следующие эффекты, влияющие на содержание радиоуглерода в обменном резервуаре:

1) изменение скорости образования радиоуглерода (в зависимости от изменения интенсивности космического излучения);

2) изменение размеров обменного резервуара;

3) конечная скорость перемешивания между различными частями обменного резервуара;

4) разделение изотопов в обменном резервуаре. Он замечает, что .»определенные данные, касающиеся пунктов «а» и «б», трудно получить иным способом, кроме измерений на образцах, достоверно датированных другими методами» ([65], стр. 153).

Существуют, кстати сказать, еще два современных эффекта, изменяющих нынешнюю концентрацию радиоуглерода. Это увеличение содержания радиоуглерода вследствие экспериментальных взрывов термоядерных бомб и уменьшение этого содержания (т.н. «эффект Зюсса») за счет сжигания ископаемого топлива (нефть и уголь, содержание радиоуглерода в которых вследствие их древности должно быть ничтожным).

Изменение скорости образования радиоуглерода (пункт «а») пытались оценить многие авторы. Так, например, Крауэ исследовал «исторически надежно датируемые материалы» и показал, что существует корреляция между ошибкой радиоуглеродного датирования и изменением магнитного поля Земли. По его вычислениям, удельная активность менялась вокруг средней величины с 600 г. н.э. по настоящее время в пределах +/- 2%, причем максимальные изменения происходили каждые 100–200 лет (см.[63], стр. 29). «По–видимому, изменения космического излучения происходили и раньше, но ввиду кратковременности значение этих флуктуаций трудно учитывать. На основании совпадения вычисленного значения удельной активности углерода, а также на основании сходимости возраста морских осадков, определенного по не зависимым друг от друга углеродному и иониевому методам, можно считать, что интенсивность космического излучения за последние 35 000 лет была постоянной в пределах +10—20%» ([63], стр. 29).

Напомним, что «постоянство» на 20% означает ошибку в определении возраста на 1760 лет! Изменение обменного резервуара (пункт «б») определяется в основном колебаниями уровня океана. Либби (см. [65], стр. 157) показал, что снижение уровня моря на 100 м уменьшает размеры резервуара на 5%. А если при этом за счет понижения температуры (скажем, из–за оледенения) уменьшилась концентрация растворенного карбоната, то общее уменьшение углерода в обменном фонде могло доходить до 10%.

В отношении скорости перемешивания (пункт «г») имеющиеся данные несколько противоречивы. Например, Фергюссон (см. [65], стр. 158) на основании исследования радиоактивности годичных колец деревьев полагает, что перемешивание идет довольно быстро и среднее время, в течение которого молекула углекислого газа находится в атмосфере до перехода в другую часть резервуара, составляет не более 7 лет. С другой стороны, во время испытаний водородных бомб образовалось около полутонны радиоуглерода, что мало влияет на общую массу радиоуглерода (в 60 тонн). Тем не менее в 1959 г. активность образцов увеличилась на 26%, а к 1963г. увеличение достигло даже 30%. Это четко свидетельствует в пользу слабой перемешиваемости. Полное перемешивание воды в Тихом океане происходит (по оценке Зюсса) примерно за 1500 лет, а в Атлантическом океане (по оценкам Олсона и Брекера) — за 750 лет (см. [66], стр. 198).

На перемешивание воды в океане сильно влияет температура. Увеличение скорости перемешивания поверхностных и глубинных вод на 50% приведет к снижению концентрации радиоуглерода в атмосфере на 2%.