ANDREW LAWLER, régész (London, Anglia)

 

A RAVNE-I ALAGÚTBÓL SZÁRMAZÓ FAMINTA AMS RADIOKARBONOS KORMEGHATÁROZÁSA

MÓDSZEREK, EREDMÉNYEK ÉS A TOVÁBBI KUTATÁSOK JELENTŐSÉGE

 

 

ÖSSZEGZÉS

 

Ez a tanulmány egy fadarab felfedezését tárgyalja, melyet Bosznia-Hercegovinában, Visokoban, a Ravne-i alagútrendszer üledékébe ágyazva találtak. A fából mintát vettek, és radiokarbonos elemzésre küldték két független intézménybe.  Az alábbiakban a mintavételben szerepet játszó eljárásról lesz szó, majd röviden körvonalazzuk a módszertant és elveket, melyeket az AMS C-14 kormeghatározás során részletesen alkalmaztak, valamint következtetünk a további munka és a kutatások irányára a Ravne-i alagútrendszert illetően.

 

 

1. BEMUTATÁS

2007. novemberében, a Ravne-i alagút törmeléktől való megtisztítása során a munkások felfedeztek egy sötét, puhán összenyomható anyagot, amit a beágyazódás tartósított az alagút falában, 1,4 m magasságban, majd feltették egy tartógerendára, hogy megkönnyítsék a látogatók hozzáférését. Az első vizsgálat, amit november 12-én az Alapítvány munkatársai végeztek, arra enged következtetni, hogy ez a természetben szerves anyag volt, és lehet, hogy bizonyítékot adhat eredetére. Riasztották a főállású régészt, és a munkát a közvetlen környezetben ideiglenesen leállították.

 

Eredetileg az anyag hozzávetőleg 35 cm hosszú, és 8 cm széles volt, mélysége ismeretlen (most kb. 12 cm-re becsülik), de kissé összement december 10 előtt, ami hozzávetőleg 8 cm-re csökkentette a szélességét.

 

2008. január 15-én a főállású régész vett egy kis részt az anyagmintából, és megerősítette, hogy fadarabról van szó. Az Alapítvány igazgatóival történt egyeztetés után eldőlt, hogy mintát kell venni a fából, és a minták C-14 elemzését független intézményeknek kellene vállalniuk, hogy meghatározzák a korát.

 

1. kép – A fa eredeti helyzetben, címkével

 

2. MINTAVÉTEL

2008. január 29-én a főállású régész egy segítővel együtt lefényképezte a fát eredeti helyzetében, és eltávolított négy mintát (<4a>, <4b>, <4c>, <4d>), mindegyik kb. 5 grammot nyom. Ezeket felcímkézett polietilén zacskóba helyezték, az Oxfordi Egyetem Régészeti és Művészettörténeti Kutatólaboratórium személyzete egy tagjának telefonos útmutatása szerint.

Az eltávolítás után egy címkét helyeztek az üledékbe, a helyszín és a mintavétel dátumának jelölésére, a jelzőszám mellett. Ezután a mintákat hűtőszekrényben tárolták 4°C-on, az intézményekbe való szállításig, a kiválasztott elemzések elvégzésére.

 

 

2. kép – A négy minta

 

Végül eldőlt, hogy két különböző AMS laboratórium fogja elvégezni az elemzést. Ezek az Oxfordi Egyetem Régészeti és Művészettörténeti Kutatólaboratóriuma (Anglia), és a Kiel-i Christian-Albrechts Egyetem Radiometrikus Kormeghatározó és Stabil Izotóp Kutató Leibniz Laboratóriuma (Németország) voltak. Miután elkészült minden fontos papírmunka és adatlap, a mintákat védőborítékba helyezték, és tértivevénnyel postára adták 2008. február 26-án.

 

3. kép – Az oxfordi minta és adatlapok, küldésre készen

 

Az átvételi értesítést a szóban forgó intézményektől az Alapítvány március 5-én és 7-én kapott Oxfordból és Kiel-ből.

 

 

3. EREDMÉYNEK KIEL-BŐL

2008. május 6-án az Alapítvány megkapta a vállalt vizsgálat eredményét a Kiel-i Christian-Albrechts Egyetem Radiometrikus Kormeghatározó és Stabil Izotóp Kutató Leibniz Laboratóriumától, e-mailen keresztül. Alább ennek az összefoglalása következik:

 

1. táblázat – A C-14 AMS eredmények összefoglalása

 

Törmelék	Javított pMC†	Hagyományos kor	δ13 C(‰)‡
Fa, alkáli törmelék 1,2 mg C	2.22 ± 0.14	30 600 + 540 / - 510 BP	- 26.47 ± 0.08

 

4. ELŐKÉSZÜLET, MÓDSZERTAN ÉS SZÁMÍTÁS

Az átvétel után a famintát mikroszkóp alatt vizsgálták meg, majd kiválasztották a kormeghatározásra alkalmas anyagokat. A demineralizációs eljárás 1%-os HCl oldattal való feldolgozásból állt, majd 1%-os NaOH 60°C-on, majd újra 1%-os HCl (bárminemű alkáli-maradék megsemmisítésére). A demineralizált anyag CO2-dal való elégetése egy zárt kvarccsőben CuO-dal és ezüst gyapjúval 900°C-on történt. A minta CO2-ot H2-nel csökkentették, több, mint 2 mg vasport használva katalizátorként, majd az így  keletkezett szén-vas keveréket egy golyócskává préselték a céltartályban, készen az AMS elemzésre. A C-5 minta mellett, összehasonlításképpen azokban a mintákban is, melyeket a nemzetközi izotóp szabvány használ az AMS C-14 kormeghatározásnál, csökkentik az oxálsavtól és háttér-szénből (ami indokoltan holt radioaktív szén) származtatott CO2 szintjét (a „jelen kor” szintjéig), ami szintén része a különleges AMS-rutinnak.

 

4.1 BERENDEZÉS

 A Radiometrikus Kormeghatározó és Stabil Izotóp Kutató Leibniz Laboratórium által alkalmazott AMS rendszer egy HVE 3 Millió Volt Tandetron 4130 AMS rendszer, egyetlen cézium sputter ionforrással ellátva.

 

4.2 MÓDSZERTAN

Az AMS módszertan pontos és megbízható C-14 kormeghatározást valósít meg azáltal, hogy méri a különböző szénizotópok arányát egy nagyteljesítményű elektromágnes használatán keresztül, ami csak az ionizált atomokat választja el, gázhalmazállapotban, atomtömegük szerint. Ezeket az elektromágnesek különböző kamrákba térítik el, ahol nagysebességű ütközéseiket egyénileg számolják. Tény, hogy az atom-ütközések egyéni számolása teszi lehetővé a szénizotóp-arányok pontos mérését a szerves anyagok viszonylag kis mennyiségénél (kb. 20 mg az általában elfogadott minimális mennyiség). Az AMS C-14 kormeghatározás esetében tanulmányozott izotópok: mind a három szénizotóp (C-12, C-13, C-14).

A természetben a nitrogén 14-es atomtömeggel szintén természetesen fordul elő (épp úgy, ahogy néhány C-12, C-13 – a vonatkozó molekuláris ionok). A véletlenszerű N-14 mérés (ami egy sokkal fiatalabb dátumot adna meg, ahogy a részecskék egy 14-es atomtömeggel sokkal bőségesebben lennének az eredményekben) pontatlansági kockázatának kizárására a gáznemű mintákat kezdetben egy negatív ionsugáron futtatják át, mivel az N-ionok nem stabilak. Az AMS berendezés számlálóit beállítják a 12-es, 13-as, 14-es atomtömeg mérésére, egyszerre beállítva az elektromágnesek erősségét, amik az egyes ionokat a saját számlálóikba hajtják.

Miután az ionok a számlálóikba kerültek és megszámláltattak, kiszámítják a három szénizotóp arányát, ezáltal kiszámíthatóvá válik a tanulmányozott anyag kora.

 

Fordítás: Füzes Zsuzsanna