Το Ρολόι του Ραδιοάνθρακα

Χρονολογεί τα Υπολείμματα των Άλλοτε Ζωντανών Οργανισμών. Ναι;

ΟΛΑ τα ρολόγια που αναφέρθηκαν προηγουμένως, κινούνται τόσο αργά που είναι σχεδόν, ή και τελείως άχρηστα για τη μελέτη αρχαιολογικών προβλημάτων. Υπάρχει ανάγκη για κάτι πολύ ταχύτερο που να μπορέσει να ταιριάξει με το χρονοδιάγραμμα της ανθρώπινης ιστορίας. Αυτή την ανάγκη την αντιμετωπίζει το ρολόι του ραδιοάνθρακα.

Ο άνθρακας-14, ένα ραδιενεργό ισότοπο του συνηθισμένου άνθρακα-12, βρέθηκε για πρώτη φορά στα πειράματα βομβαρδισμού ατόμων που γίνονταν μέσα σε ένα κυκλοτρόνιο. Κατόπιν βρέθηκε στην ατμόσφαιρα της γης. Εκπέμπει ασθενείς ακτίνες βήτα που μπορούν να μετρηθούν με μια κατάλληλη συσκευή. Ο άνθρακας-14 έχει ημιζωή 5.700 χρόνια μόνο, πράγμα που τον κάνει κατάλληλο για τη χρονολόγηση πραγμάτων που συνδέονται με την αρχαία ιστορία του ανθρώπου.

Τα άλλα ραδιενεργά στοιχεία που συζητήσαμε ήδη, έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής αν αυτή συγκριθεί με την ηλικία της γης, και έτσι υπήρχαν στη δημιουργία της γης και υπάρχουν μέχρι σήμερα. Αλλά ο ραδιοάνθρακας έχει τόσο μικρή διάρκεια ζωής σε σύγκριση με την ηλικία της γης, που θα μπορούσε να εξακολουθεί να υπάρχει μόνο αν παραγόταν συνεχώς με κάποιο τρόπο. Ο τρόπος αυτός είναι ο βομβαρδισμός της ατμόσφαιρας με κοσμικές ακτίνες, οι οποίες μετατρέπουν τα άτομα του αζώτου σε ραδιενεργό άνθρακα.

Αυτός ο άνθρακας, με τη μορφή του διοξειδίου του άνθρακα, χρησιμοποιείται από τα φυτά στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και μετατρέπεται από τα ζωντανά κύτταρα σε όλα τα είδη των οργανικών ενώσεων. Τα ζώα και οι άνθρωποι τρώνε τα φυτά, και έτσι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί καταλήγουν να περιέχουν ραδιοάνθρακα στην ίδια αναλογία που βρίσκεται και στον αέρα. Για όσο διάστημα ένας οργανισμός είναι ζωντανός, ο ραδιοάνθρακας που βρίσκεται μέσα του, και ο οποίος διασπάται, εξακολουθεί να αναπληρώνεται με τη συνεχή λήψη τροφής. Αλλά όταν ένα δέντρο ή ένα ζώο πεθαίνει, η παροχή νέου ραδιοάνθρακα διακόπτεται, και η στάθμη του ραδιοάνθρακα αρχίζει να κατεβαίνει. Αν ένα κομμάτι κάρβουνο, που προέρχεται από ξύλο, ή ένα κόκαλο ζώου διατηρηθεί για 5.700 χρόνια, θα περιέχει μόνο τον μισό από τον ραδιοάνθρακα που περιείχε όταν αυτό ήταν ζωντανό. Έτσι, θεωρητικά, αν μετρήσουμε την αναλογία του άνθρακα-14 που απόμεινε σε κάτι που ήταν άλλοτε ζωντανό, θα μπορέσουμε να πούμε πόσος χρόνος πέρασε από το θάνατό του.

Η μέθοδος του ραδιοάνθρακα μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλη ποικιλία πραγμάτων οργανικής προέλευσης. Πολλές χιλιάδες δείγματα έχουν χρονολογηθεί μέσω αυτής. Η ενδιαφέρουσα ποικιλία τους φαίνεται από τα ακόλουθα λίγα παραδείγματα:

Ξύλο από το νεκρικό πλοιάριο που βρέθηκε στον τάφο του Φαραώ Σεσώστριος ΙΙΙ τοποθετήθηκε στη χρονολογία 1670 π.Χ.

Ψίχα από γιγάντια σεκόγια της Καλιφόρνιας που είχε 2.905 ετήσιους δακτύλιους όταν κόπηκε το 1874, χρονολογήθηκε ότι ήταν του 760 π.Χ.

Μετρήθηκε η περιεκτικότητα σε ραδιοάνθρακα του υφάσματος από το περιτύλιγμα των ρόλων της Νεκράς Θάλασσας, που χρονολογούνται από τον πρώτο ή τον δεύτερο αιώνα π.Χ. σύμφωνα με το γραφικό χαρακτήρα, και βρέθηκε ότι είναι 1.900 χρονών.

Κομμάτι ξύλου που βρέθηκε στο όρος Αραράτ και το οποίο θεωρείται από μερικούς ότι προέρχεται από την κιβωτό του Νώε, αποδείχτηκε ότι χρονολογείται από το 700 μ.Χ. μόνο—παλιό ξύλο, βέβαια, αλλά ούτε κατά προσέγγιση τόσο παλιό ώστε χρονολογικώς να προηγείται του Κατακλυσμού.

Πλεχτά σανδάλια που ξεθάφτηκαν από ηφαιστειακή ελαφρόπετρα, σε μια σπηλιά του Όρεγκον, έδειξαν ότι ήταν ηλικίας 9.000 ετών.

Σάρκα ενός μικρού μαμμούθ που ανακαλύφθηκε στη Σιβηρία παγωμένο για χιλιάδες χρόνια, βρέθηκε ότι ήταν ηλικίας 40.000 ετών.

Πόσο αξιόπιστες είναι οι χρονολογήσεις αυτές;

Ελαττώματα του Ρολογιού του Ραδιοάνθρακα

Το ρολόι του ραδιοάνθρακα φαινόταν πολύ απλό όταν πρωτοπαρουσιάστηκε, αλλά τώρα είναι γνωστό ότι μπορεί να κάνει πολλά λάθη. Μετά από 20 χρόνια χρήσης της μεθόδου αυτής, έγινε μια σύσκεψη για τις χρονολογίες του ραδιοάνθρακα καθώς και άλλων σχετικών μεθόδων χρονολόγησης, στην Ουψάλα της Σουηδίας το 1969. Οι συζητήσεις εκεί μεταξύ των χημικών που εφαρμόζουν τη μέθοδο και των αρχαιολόγων και γεωλόγων που χρησιμοποιούν τα πορίσματα, έφεραν στο φως καμιά δωδεκαριά ελαττώματα που ίσως ακυρώσουν τις χρονολογήσεις. Στα 17 χρόνια που πέρασαν από τότε, δεν επιτεύχθηκε σχεδόν τίποτε που να διορθώνει τα ελαττώματα αυτά.

Ένα ενοχλητικό πρόβλημα που υπήρχε πάντοτε ήταν το πώς να γίνει βέβαιο ότι το δείγμα που θα υποβαλόταν σε δοκιμή δεν είχε μολυνθεί ούτε από πρόσφατο (ζωντανό) άνθρακα, ούτε από παλιό (νεκρό) άνθρακα. Για παράδειγμα, ένα κομμάτι ξύλου από την ψίχα ενός παλιού δέντρου θα μπορούσε να περιέχει ζωντανό χυμό. Ή αν αυτό έχει εξαχθεί με τη χρήση ενός οργανικού διαλύματος (κατασκευασμένο από νεκρό πετρέλαιο), θα μπορούσε να είχε μείνει κάποιο ίχνος του διαλύματος στο υπό ανάλυση τμήμα. Σε κάρβουνο που θάφτηκε πριν από πολύ καιρό θα μπορούσαν να εισχωρήσουν ρίζες από ζωντανά φυτά. Ή, θα μπορούσε να μολυνθεί από μεγαλύτερης ηλικίας πίσσα που είναι δύσκολο να καθαρισθεί. Ζωντανά οστρακόδερμα βρέθηκαν να περιέχουν ανθρακικό άλας από ορυκτά που είχαν θαφτεί πριν από πολύ καιρό, ή από θαλασσινό νερό που ανέβαινε από τα βάθη του ωκεανού, όπου είχε μείνει για χιλιάδες χρόνια. Τέτοια πράγματα μπορούν να κάνουν το δείγμα να φαίνεται πιο παλιό ή πιο πρόσφατο από ό,τι είναι στην πραγματικότητα.

Το πιο σοβαρό σφάλμα στη θεωρία της χρονολόγησης με ραδιοάνθρακα είναι η υπόθεση ότι η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε άνθρακα-14 ήταν πάντοτε αυτή που είναι σήμερα. Όμως αυτό εξαρτάται πρωταρχικά από το ρυθμό με τον οποίο τον παράγουν οι κοσμικές ακτίνες. Αυτές παρουσιάζουν κατά καιρούς μεγάλες αυξομειώσεις σε ένταση, επηρεαζόμενες σε μεγάλο βαθμό από τις αλλαγές του μαγνητικού πεδίου της γης. Μερικές φορές οι μαγνητικές καταιγίδες στον ήλιο αυξάνουν τις κοσμικές ακτίνες κατά χίλιες φορές για μερικές ώρες. Στις περασμένες χιλιετηρίδες το μαγνητικό πεδίο της γης υπήρξε άλλοτε ισχυρό και άλλοτε ασθενές. Και από τότε που άρχισαν οι εκρήξεις των πυρηνικών βομβών, η παγκόσμια στάθμη του άνθρακα-14 έχει αυξηθεί σημαντικά.

Από την άλλη πλευρά, η αναλογία επηρεάζεται από την ποσότητα του σταθερού άνθρακα που περιέχει ο αέρας. Οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις προσθέτουν αισθητά κι άλλο διοξείδιο του άνθρακα στα ήδη υπάρχοντα αποθέματα, αραιώνοντας έτσι το ραδιοάνθρακα. Εδώ και έναν αιώνα, η σε πρωτοφανή ρυθμό καύση απολιθωμένων καυσίμων από τον άνθρωπο, και ιδιαίτερα του κάρβουνου και του πετρελαίου, έχει αυξήσει μόνιμα την ποσότητα του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα. (Περισσότερες λεπτομέρειες σ’ αυτές καθώς και σε άλλες αστάθειες δόθηκαν στο τεύχος του Ξύπνα! 8 Σεπτεμβρίου 1972.)

Δεντροχρονολόγηση—Χρονολόγηση Μέσω των Δακτυλίων του Κορμού των Δέντρων

Εξαιτίας όλων αυτών των βασικών αδυναμιών, εκείνοι που ασχολούνται με το ραδιοάνθρακα έχουν στραφεί στη σταθεροποίηση των χρονολογιών τους με τη βοήθεια δειγμάτων από δέντρα που έχουν χρονολογηθεί μέσω καταμέτρησης των εγκαρσίων δακτυλίων, και ιδιαίτερα των δακτυλίων ενός είδους πεύκου (πεύκη η αλεπόουρος) που ζει εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια ακόμη, στη νοτιοδυτική περιοχή στων Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτός ο τομέας μελετών ονομάζεται δεντροχρονολόγηση.

Έτσι το ρολόι του ραδιοάνθρακα δεν θεωρείται πια σαν ικανό να δώσει τις απόλυτες χρονολογίες, αλλά σαν ένα μέσο που μετράει μόνο σχετικές χρονολογίες. Για να λαμβάνονται οι πραγματικές χρονολογίες, η χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα πρέπει να διορθώνεται από τη μέθοδο χρονολόγησης με τους δακτυλίους του δέντρου. Γι’ αυτό, το πόρισμα μιας μέτρησης με ραδιοάνθρακα αναφέρεται με τον όρο «χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα». Ανατρέχοντας τώρα σε μια βαθμολογημένη κλίμακα που βασίζεται στους δακτυλίους των δέντρων, γίνεται η εξαγωγή της απόλυτης χρονολογίας.

Αυτό φαίνεται σωστό μέχρι του σημείου στο οποίο η μέτρηση των δακτυλίων του πεύκου είναι αξιόπιστη. Δημιουργείται τώρα το πρόβλημα ότι το πιο παλιό ζωντανό δέντρο, του οποίου η ηλικία είναι γνωστή, έχει την αρχή του στα 800 μ.Χ. Για να επεκτείνουν την κλίμακα οι επιστήμονες προσπαθούν να ταιριάξουν τα συνεχόμενα κομμάτια νεκρών κορμών που ανακαλύπτονται το ένα κοντά στο άλλο, συγκρίνοντας τα σχέδια των λεπτών και παχέων δακτυλίων τους. Έχοντας συνδυάσει 17 κομμάτια ξύλου από πεσμένα δέντρα, ισχυρίζονται τώρα ότι μπορούν να ανατρέξουν στο παρελθόν μέχρι και 7.000 χρόνια.

Αλλά ούτε και ο κανόνας των δακτυλίων των δέντρων στέκεται από μόνος του. Μερικές φορές δεν είναι βέβαιοι πού πρέπει να τοποθετηθεί ένα από τα νεκρά κομμάτια. Τι κάνουν λοιπόν; Ζητούν να γίνει σ’ αυτό μέτρηση με ραδιοάνθρακα και έχοντάς την για οδηγό κάνουν το συνδυασμό. Αυτό σου θυμίζει τους δυο ανάπηρους που μοιράζονται μια πατερίτσα την οποία χρησιμοποιούν εναλλάξ στηριζόμενοι ο καθένας με τη σειρά του στο σύντροφό του.

Θαυμάζει κανείς το θαυματουργικό τρόπο με τον οποίο διατηρήθηκαν τα σκόρπια ξύλα που βρίσκονταν εκτεθειμένα τόσο καιρό στην επιφάνεια του εδάφους. Θα ανέμενε κανείς να τα είχαν παρασύρει δυνατές βροχές ή να τα είχαν μαζέψει οι περαστικοί για καυσόξυλα ή για κάποια άλλη χρήση. Τι τα εμπόδισε να σαπίσουν ή να υποστούν επίθεση από έντομα; Γίνεται πιστευτό το ότι ένα ζωντανό δέντρο θα μπορούσε να αντέξει στη φθορά από το χρόνο και τις καιρικές συνθήκες, και πραγματικά μερικά επιζούν χίλια ή και περισσότερα χρόνια. Αλλά το νεκρό ξύλο; Να αντέξει για 6.000 χρόνια; Αυτό δύσκολα το πιστεύει κανείς. Ωστόσο, πάνω σ’ αυτό βασίζονται οι πιο παλιές από τις χρονολογήσεις με ραδιοάνθρακα.

Παρ’ όλα αυτά, οι ειδικοί στο ραδιοάνθρακα και οι ειδικοί στη δεντροχρονολόγηση έχουν καταφέρει να παραμερίσουν τις αμφιβολίες του είδους αυτού και να συγκαλύψουν τα κενά και τις αντιφάσεις, και να αισθάνονται και οι δυο ομάδες ικανοποιημένες με το συμβιβασμό τους. Αλλά τι λένε οι πελάτες τους, οι αρχαιολόγοι; Δεν είναι πάντοτε ευχαριστημένοι με τις χρονολογήσεις που παίρνουν πίσω για τα δείγματα που δίνουν μέσα για ανάλυση. Ένας απ’ αυτούς εκφράστηκε με τον εξής τρόπο στη σύσκεψη της Ουψάλας:

«Αν μια χρονολόγηση με άνθρακα-14 υποστηρίζει τις θεωρίες μας, την τοποθετούμε στο κείμενο. Αν δεν αντιφάσκει τελείως μ’ αυτές, τη βάζουμε στην υποσημείωση. Και αν είναι τελείως ‘ασυγχρόνιστη’, απλώς την αγνοούμε».

Μερικοί εξακολουθούν να αισθάνονται και σήμερα με τον ίδιο τρόπο. Κάποιος έγραψε πρόσφατα για μια χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα που υποτίθεται ότι σημείωνε την πιο παλιά περίπτωση εξημέρωσης ζώων τα οποία έγιναν μετά κατοικίδια:

«Οι αρχαιολόγοι [έφθασαν να] έχουν αμφιβολίες για την άμεση χρησιμότητα των χρονολογήσεων με ραδιοάνθρακα, επειδή ακριβώς βγαίνουν από ‘επιστημονικά’ εργαστήρια. Όσο περισσότερο αυξάνει η σύγχυση γύρω από το ποια μέθοδο, ποιο εργαστήριο, ποια τιμή ημιζωής και ποια βαθμολογημένη κλίμακα είναι τα πιο αξιόπιστα, τόσο λιγότερο αισθανόμαστε, εμείς οι αρχαιολόγοι, υποχρεωμένοι να δεχτούμε χωρίς ερωτήσεις όποια ‘χρονολόγηση’ μας δίνουν».

Ο ραδιοχημικός που είχε δώσει τη χρονολόγηση απάντησε: «Προτιμάμε να ασχολούμαστε με γεγονότα που βασίζονται σε σωστές μετρήσεις—όχι με αρχαιολογία της μόδας, αλλά ούτε και με τη γεμάτη συναισθηματικές εξάρσεις αρχαιολογία».

Αν επιστήμονες διαφωνούν τόσο ριζικά για το κύρος των χρονολογήσεων αυτών, οι οποίες ανατρέχουν στα βάθη της ανθρώπινης ιστορίας, δεν είναι δικαιολογημένοι οι αμύητοι στο θέμα αυτό να είναι δύσπιστοι σχετικά με ειδήσεις που βασίζονται στην επιστημονική «αυθεντία», όπως αυτές που αναφέρονται στην αρχή της σειράς των άρθρων αυτών;

Άμεση Καταμέτρηση του Άνθρακα-14

Μια πρόσφατη εξέλιξη γύρω από τη χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα είναι μια μέθοδος για την καταμέτρηση όχι μόνο των ακτίνων βήτα που εκπέμπουν τα άτομα που διασπώνται, αλλά και όλων των ατόμων του άνθρακα-14 που βρίσκονται σε ένα μικρό δείγμα. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τη χρονολόγηση πολύ παλιών δειγμάτων στα οποία έχει απομείνει μόνο ένα πολύ μικρό κλάσμα από άνθρακα-14. Στο ένα εκατομμύριο άτομα του άνθρακα-14 μόνο ένα, κατά μέσο όρο, διασπάται κάθε τρεις μέρες. Όταν γίνεται ανάλυση παλιών δειγμάτων, αυτή η αργή διάσπαση κάνει πολύ επίπονο το να γίνει η καταμέτρηση σε βαθμό που να ξεχωρίζει η ραδιενέργεια από τις κοσμικές ακτίνες του περιβάλλοντος.

Αλλά αν μπορούμε να μετρήσουμε όλα τα άτομα του άνθρακα-14 τώρα, χωρίς να τα περιμέναμε να διασπαστούν, τότε θα επιτύχουμε ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη ευαισθησία. Αυτό γίνεται με το να επιτευχθεί η απόκλιση μιας ακτίνας θετικά φορτισμένων ατόμων του άνθρακα μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο για να διαχωριστεί ο άνθρακας-14 από τον άνθρακα-12. Ο ελαφρύτερος άνθρακας-12 αναγκάζεται να διαγράψει μια πιο κλειστή τροχιά ενώ ο βαρύτερος άνθρακας-14 εξέρχεται από μια σχισμή και περνάει από έναν αριθμητή.

Αυτή η μέθοδος αν και είναι πιο πολύπλοκη και πιο δαπανηρή από τη μέθοδο καταμέτρησης των ακτίνων βήτα, έχει το πλεονέκτημα ότι η ποσότητα της ύλης που χρειάζεται για την ανάλυση είναι χίλιες φορές μικρότερη. Παρέχει τη δυνατότητα χρονολόγησης σπανίων αρχαίων χειρογράφων και άλλων χειροποίητων αντικειμένων από τα οποία ήταν αδύνατο να ληφθούν δείγματα πολλών γραμμαρίων που θα καταστρέφονταν στη διάρκεια της ανάλυσης. Τώρα, τέτοια αντικείμενα μπορούν να χρονολογηθούν λαβαίνοντας μόνο λίγα χιλιοστά του γραμμαρίου για δείγμα.

Μια προτεινόμενη εφαρμογή της θα ήταν να χρονολογηθεί το Σάβανο του Τουρίνου, που μερικοί πιστεύουν ότι ήταν αυτό στο οποίο τυλίχθηκε το σώμα του Ιησού για τον ενταφιασμό. Αν η χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα αποδείκνυε ότι το ύφασμα δεν είναι τόσο παλιό, αυτό θα επιβεβαίωνε τις υποψίες εκείνων που αμφιβάλλουν, ότι δηλαδή το σάβανο είναι απάτη. Μέχρι σήμερα ο αρχιεπίσκοπος του Τουρίνου έχει αρνηθεί να παραχωρήσει ένα δείγμα για χρονολόγηση επειδή θα χρειαζόταν να είναι πολύ μεγάλο. Αλλά με τη νέα μέθοδο, θα αρκούσε ένα τετραγωνικό εκατοστό για να καθοριστεί εάν το ύφασμα χρονολογείται από την εποχή του Χριστού ή μόνο από τον Μεσαίωνα.

Ό,τι και να γίνεται όμως, ενόσω τα μεγαλύτερα προβλήματα παραμένουν άλυτα, οι προσπάθειες να μεγαλώσει το μήκος του χρόνου στο οποίο εφαρμόζεται η μέθοδος, δεν έχουν και μεγάλη αξία. Όσο πιο παλιό είναι το δείγμα, τόσο πιο δύσκολο είναι να υπάρξει απόλυτη βεβαίωση τελείας απαλλαγής του από νεώτερο άνθρακα. Και όσο περισσότερο προσπαθούμε να επεκταθούμε πέρα από τις λίγες χιλιάδες χρόνια για τα οποία έχουμε μια αξιόπιστη βαθμολόγηση, τόσο λιγότερα γνωρίζουμε για την περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας στην αρχαία εκείνη εποχή σε άνθρακα-14.

Έχουν γίνει μελέτες για αρκετές μεθόδους χρονολόγησης γεγονότων του παρελθόντος. Μερικές απ’ αυτές σχετίζονται έμμεσα με τη ραδιενέργεια, όπως είναι η μέτρηση ιχνών που προέρχονται από σχάση πυρήνων και η μέτρηση των ραδιενεργών φωτοστέφανων. Μερικές μέθοδοι περιλαμβάνουν άλλες διαδικασίες, όπως είναι η εναπόθεση στρωμάτων από ίζημα μέσω ρυακιών που σχηματίζονται από παγετώνα και η ενυδάτωση οψιδιανών αντικειμένων.

Ρακεμοποίηση Αμινοξέων

Η ρακεμοποίηση των αμινοξέων είναι άλλη μια μέθοδος χρονολόγησης που χρησιμοποιείται. Αλλά τι σημαίνει «ρακεμοποίηση»;

Τα αμινοξέα ανήκουν στην ομάδα των ενώσεων του άνθρακα που έχουν τέσσερις διαφορετικούς ομίλους ατόμων συνδεδεμένων με ένα κεντρικό άτομο άνθρακα. Η τετράεδρη διάταξη των ομίλων κάνει το μόριο να έχει ασύμμετρο σχήμα. Αυτά τα μόρια υπάρχουν σε δυο μορφές. Αν και χημικά είναι όμοια, από φυσική όμως άποψη εμφανίζουν κατοπτρική συμμετρία. Ένα απλό παράδειγμα τούτου είναι ένα ζευγάρι γάντια. Έχουν το ίδιο μέγεθος και σχήμα, αλλά το ένα ταιριάζει μόνο στο δεξί σας χέρι και το άλλο μόνο στο αριστερό.

Ένα διάλυμα της μιας μορφής μιας τέτοιας χημικής ένωσης αποκλίνει την ακτίνα πολωμένου φωτός προς τα αριστερά· της άλλης μορφής την αποκλίνει προς τα δεξιά. Όταν ο χημικός συνθέτει ένα αμινοξύ από απλούστερες ενώσεις, λαβαίνει ίσες ποσότητες και των δυο μορφών. Η καθεμιά εξουδετερώνει την επίδραση της άλλης στο πολωμένο φως. Αυτό ονομάζεται ρακεμικό μίγμα, όταν δηλαδή, και τα αριστερόστροφα και τα δεξιόστροφα αμινοξέα είναι παρόντα στο μίγμα σε ίσες ποσότητες.

Όταν σχηματίζονται ενώσεις αμινοξέων στα ζωντανά φυτά ή στα ζώα, αυτές παρουσιάζονται στη μια μορφή μόνο, συνήθως την αριστερή ή με L (από το levo-) μορφή. Αν μια τέτοια ένωση θερμανθεί, η θερμική διατάραξη των μορίων προξενεί τη μετάπτωση μερικών από αριστερόστροφα σε δεξιόστροφα (μορφή dextro). Αυτή η αλλαγή καλείται ρακεμοποίηση. Αν συνεχιστεί για αρκετό χρόνο, παράγει ίσες ποσότητες μορφών L και D. Και είναι ιδιαίτερου ενδιαφέροντος επειδή σχετίζεται με τους ζωντανούς οργανισμούς όπως σχετίζεται και η χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα.

Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η ρακεμοποίηση προχωράει με βραδύτερο ρυθμό. Το πόσο βραδύς θα είναι αυτός ο ρυθμός εξαρτάται από την ενέργεια που χρειάζεται για την μετάπτωση ενός μορίου. Σ’ αυτό ακολουθεί έναν πολύ γνωστό χημικό νόμο που ονομάζεται η εξίσωση του Αρρένιου. Αν το αμινοξύ ψύχεται όλο και περισσότερο η αντίδραση προχωράει όλο και με πιο βραδύ ρυθμό μέχρι που, στη συνηθισμένη θερμοκρασία, δεν μπορούμε να το δούμε να μεταβάλλεται καθόλου. Αλλά μπορούμε ακόμα να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση για να υπολογίσουμε την ταχύτητα της μεταβολής. Αποδεικνύεται τελικά ότι θα χρειαστούν δεκάδες χιλιάδες χρόνια για ένα συνηθισμένο αμινοξύ να φτάσει τη ρακεμοποιημένη κατάσταση, όπου και τα αριστερόστροφα και τα δεξιόστροφα αμινοξέα θα βρίσκονται σε ίσες ποσότητες.

Η ιδέα χρονολόγησης με αυτή τη μέθοδο είναι η εξής: Αν ένα κόκαλο, για παράδειγμα, έχει θαφτεί και αφεθεί ανενόχλητο, το ασπαρτικό οξύ (ένα κρυσταλλικό αμινοξύ) του κόκαλου σιγά-σιγά ρακεμοποιείται. Μετά από πολύ καιρό ξεθάβουμε το κόκαλο, του αφαιρούμε και καθαρίζουμε το ασπαρτικό οξύ από τις ξένες προσμείξεις, και συγκρίνουμε το βαθμό της πόλωσής του με το βαθμό πόλωσης καθαρού L-ασπαρτικού οξέος. Έτσι, μπορούμε να υπολογίσουμε το χρόνο που πέρασε από τότε που το κόκαλο ανήκε σε ζωντανό πλάσμα.

Η σχηματική καμπύλη μεταβολής είναι παρόμοια με εκείνη του ραδιενεργού στοιχείου. Το κάθε αμινοξύ έχει το δικό του χαρακτηριστικό ρυθμό μεταβολής, ακριβώς όπως το ουράνιο διασπάται με βραδύτερο ρυθμό από το κάλιο. Όμως προσέξτε αυτή τη σπουδαία διαφορά: Οι ταχύτητες των ραδιενεργών στοιχείων παραμένουν ανεπηρέαστες από τη θερμοκρασία, ενώ η ρακεμοποίηση, επειδή είναι χημική αντίδραση, εξαρτάται σε σημαντικό βαθμό από αυτήν.

Μερικές από τις πιο πολυδιαφημισμένες εφαρμογές της μεθόδου ρακεμοποίησης, υπήρξαν εκείνες που έγιναν σε υπολείμματα ανθρώπινων σκελετών που βρέθηκαν κατά μήκος της ακτής της Καλιφόρνιας. Ένα τέτοιο υπόλειμμα που ονομάστηκε ο άνθρωπος του Ντελ Μαρ, υπολογίστηκε με τη μέθοδο αυτή ότι ήταν ηλικίας 48.000 ετών. Ένα άλλο, ο σκελετός μιας γυναίκας, που βρέθηκε σε ανασκαφές κοντά στο Σανιβέιλ δείχνει να έχει πολύ μεγαλύτερη ηλικία, δηλαδή τον καταπληκτικό αριθμό των 70.000 ετών! Αυτές οι ηλικίες δημιούργησαν αρκετή αναστάτωση, όχι μόνο στα μέσα ενημέρωσης, αλλά ειδικά ανάμεσα σε παλαιοντολόγους, επειδή κανείς δεν πίστευε ότι υπήρχε ο άνθρωπος στη Βόρεια Αμερική πριν από τόσο καιρό. Δημιουργήθηκαν θεωρίες ότι ο άνθρωπος θα μπορούσε να είχε περάσει τυχαία από την Ασία μέσω του Βερίγκειου Πορθμού πριν από εκατό χιλιάδες χρόνια. Αλλά πόσο σίγουρες είναι οι ημερομηνίες που βγήκαν με αυτή τη νέα μέθοδο;

Για να απαντηθεί αυτό, έγιναν αναλύσεις μέσω μιας ραδιενεργούς μεθόδου που περιελάμβανε ενδιάμεσα προϊόντα διάσπασης μεταξύ του ουρανίου και του μολύβδου που έχουν ημιζωές κατάλληλες γι’ αυτή τη χρονική περίοδο. Απέδωσε ηλικίες 11.000 ετών για το σκελετό του Ντελ Μαρ και μόνο 8.000 ή 9.000 για το Σανιβέιλ. Κάτι δεν πήγαινε καλά.

Η μεγάλη αβεβαιότητα για τις χρονολογίες που δίνει η ρακεμοποίηση δημιουργείται από το άγνωστο θερμικό ιστορικό του δείγματος. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ταχύτητα της ρακεμοποίησης είναι υπερβολικά ευαίσθητη στη θερμοκρασία. Αν η θερμοκρασία ανεβεί κατά 14 βαθμούς Κελσίου (25° F), η αντίδραση προχωράει δέκα φορές ταχύτερα. Πώς θα μπορούσε κάποιος να γνωρίζει σε τι θερμοκρασίες υποβλήθηκαν τα κόκαλα σε όλα αυτά τα χρόνια της ύπαρξής τους; Πόσα καλοκαίρια παρέμειναν άραγε εκτεθειμένα στην επιφάνεια του εδάφους κάτω από τον καυτό ήλιο της Καλιφόρνιας; Ή αν πέρασαν από φωτιές που άναψαν σε υπαίθριες κατασκηνώσεις ή από δασικές πυρκαγιές; Εκτός από τη θερμοκρασία, βρέθηκαν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν πάρα πολύ την ταχύτητα μεταβολής, όπως για παράδειγμα το pH (βαθμός οξύτητας). Μια έκθεση λέει: «Τα αμινοξέα σε ιζήματα παρουσιάζουν έναν αρχικό ρυθμό ρακεμοποίησης που έχει μέγεθος μια βαθμίδα (δεκαπλάσια) ταχύτερη από το ρυθμό που παρατηρείται σε ελεύθερα αμινοξέα που βρίσκονται κάτω από ανάλογο pH και θερμοκρασία».

Αλλά και αυτό ακόμη δεν είναι το τέλος της ιστορίας. Ένα από τα κόκαλα του Σανιβέιλ αναλύθηκε με τη μέθοδο του ραδιοάνθρακα μετρώντας και τα σωματίδια βήτα από τα άτομα που μεταστοιχειώνονταν, καθώς και με τη νέα μέθοδο καταμέτρησης των ατόμων. Αυτές απέδωσαν περίπου όμοιες τιμές. Η μέση τιμή ήταν 4.400 χρόνια μόνο!

Τι να πιστέψουμε; Είναι φανερό ότι μερικές από τις απαντήσεις είναι πολύ εσφαλμένες. Μήπως θα πρέπει να δώσουμε την εμπιστοσύνη μας στη χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα, αφού υπάρχει πιο πολύχρονη πείρα στη χρήση της; Αλλά ακόμα και με αυτή, διαφορετικά δείγματα από το ίδιο κόκαλο ποικίλλουν στη χρονολόγηση από 3.600 μέχρι 4.800 χρόνια. Ίσως θα έπρεπε να συμφωνήσουμε με τα λόγια του επιστήμονα που παρατέθηκαν νωρίτερα, «Ίσως όλες είναι λάθος».

[Πρόταση που τονίζεται στη σελίδα 23]

Το ρολόι του ραδιοάνθρακα είναι τώρα γνωστό ότι μπορεί να κάνει πολλά λάθη

[Πλαίσιο στη σελίδα 22]

Το Science News, στην Αγγλική (Επιστημονικά Νέα) ανέφερε φέτος κάτω από τον τίτλο «Νέες Χρονολογήσεις για ‘Πρωτόγονα’ Εργαλεία»:

«Τέσσερα κοκάλινα χειροποίητα αντικείμενα που θεωρήθηκαν σαν απόδειξη ανθρώπινης εγκατάστασης στη Βόρεια Αμερική πριν από 30.000 χρόνια, έχουν ηλικία όχι μεγαλύτερη από 3.000 περίπου χρόνια, αναφέρει ο αρχαιολόγος Ντ. Ερλ Νέλσον του Πανεπιστημίου Σάιμον Φρέιζερ της Βρετανικής Κολομβίας μαζί με τους συναδέλφους του, στο SCIENCE της 9ης Μαΐου . . .

»Η διαφορά στον υπολογισμό της ηλικίας μεταξύ των δυο ειδών δειγμάτων άνθρακα από το ίδιο κόκαλο είναι, για να το πούμε απλά, σημαντική. Για παράδειγμα, όταν ένα μαχαίρι που χρησιμοποιούσαν για το διαχωρισμό του δέρματος από τη σάρκα των ζώων, υποβλήθηκε για πρώτη φορά σε χρονολόγηση με ραδιοάνθρακα, υπολογίστηκε ότι ήταν 27.000 χρόνια παλιό. Η ηλικία του αυτή έχει τώρα αναθεωρηθεί σε 1.350 χρόνια περίπου».—10 Μαΐου 1986.

[Διάγραμμα στη σελίδα 24]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

Η ποσότητα του άνθρακα-14 (ή του ρακεμοποιημένου ασπαρτικού οξέος) ποικίλλει ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες

Μεταβολές στην Ένταση των Κοσμικών Ακτίνων

Άνθρακας-14

Αλλαγές Θερμοκρασίας

Ασπαρτικό οξύ

[Διάγραμμα στη σελίδα 26]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

L-Ασπαρτικό Οξύ

COOH C NH₂ H CH₂COOH

D-Ασπαρτικό Οξύ

HOOC C H₂N H HOOCH₂C