Karbon 14 yöntemi ve bu konudaki gelişmeler

[bluemoon24]

1949 yılında Amerikalı kimyacı Willard Libby kendisine Nobel ödülü kazandıran bir buluş yaptı. Bu buluş o zamana kadar yapılan çalışmalar için dönüm noktası kabul edilen ve en önemlisi de Dünya'nın yaşı konusundaki bilgileri de alt-üst eden bir gelişmeydi.



Libbynin keşfi, bugün Karbon 14 (veya radyokarbon) tekniği olarak ünlenmiş olan, organik kalıntıların yaşını belirleme metoduydu.Prensip basittir. Uzaydan gelen kozmik tanecikler yukarı atmosferde bulunan karbondioksit (CO2) gazı moleküllerinden bazılarıyla karşılaşırlar ve bunlardaki yaygın, olağan ve kararlı (radyoaktif olmayan) karbon 12 atomlarını sürekli olarak bombardıman ederler. Karbon 12 atomu yapısına iki nötron alarak radyoaktif özellikteki karbon 14 hЃ¢line gelir. Bu sonuncusu hemen bozulmaya (desintegration) başlar ve belli bir süre sonra azot 14 gazına dönüşür. Bu arada karbon 14 ve karbon 12 önce CO2 yoluyla bitkiler (fotosentez), ardından da hayvanlar tarafından asimile edilir ve beslenme zincirine girer. Herhangi bir bitki veya hayvan için, karbon 14 atomunun dünya üstünde tabiЃ® olarak bulunan yaygın ve olağan karbondan (karbon 12) farkı yoktur; canlı her iki atomu da sürekli olarak bünyesine alır ve bunların birbirlerine oranı bellidir. Bitki ve hayvan öldüğünde dışarıdan karbon alışı durur. O anda organizmada ölünceye kadar almış olduğu karbon 12 ve radyoaktif karbon 14 bulunmaktadır. Organizmadaki karbon 12 miktarı sabit kalırken, radyoaktif karbon 14 bozulmaya devam ettiğinden karbon 12ye göre oranı azalır. Yaş tayini için alınan örnekteki karbon 14 miktarını belirlemek için, bir gram karbonda dakikadaki bozulma sayısını hesaplamak gerekir. Karbon 14ün yarı ömrü 5.700 yıl olarak kabul edildiğinden (yani karbon 14 atomlarının yarısının bozulması için 5.700 yıl geçmesi gerektiğinden) analiz edilen organizmanın ölüm tarihi buradan bulunur.



Peki bu konudaki son gelişmeler neler. Libby ve ekibi 1940larda bu tekniği geliştirirken, Dünyadaki karbon 14 miktarının insanın yeryüzündeki varoluş zamanı boyunca değişmediğine inanıyorlardı; çünkü bu varoluş zamanı, Dünyanın 4,6 milyar yıl olarak kabul edilen yaşı yanında çok küçük kalıyordu. Libby de radyokarbon oranını denge değeri ifadesiyle sabit kabul ediyordu. İşte problem bu noktada başlıyor. Üniformitaryen jeolojiye (jeolojik zamanlar boyunca tabiattaki şartların değişmediğini kabul eden görüşe) göre, Dünya, rezervuarın dolması için gereken 30 bin yıldan binlerce defa daha yaşlı olduğundan, radyokarbon miktarı milyarlarca yıl önce dengeyi yakalamış ve insanın yaratıldığı günden bugüne kadar da bu sabit değeri korumuş olmalıdır. Teorinin bu kısmını test etmek için Libby, radyokarbonun hem oluşma hem de bozulma oranlarıyla ilgili ölçümler yaptı ve önemli bir çelişki belirledi. Buna göre, radyokarbon atmosferde bozulup ortadan kalkma hızına göre %25 daha hızlı oluşuyordu. Libby, bu sonucu deney hatası olarak kabul etti.



Libbynin deneyleri 1960larda, daha gelişmiş tekniklerle çalışan kimyacılar tarafından da tekrarlandı. Sözkonusu radyasyon miktarı çok küçük olduğundan (saniyede birkaç atomun bozulması) ve sonuçları bozabilecek diğer bütün radyasyon kaynaklarını seçip elemek gerektiğinden, deneyler çok hassas ölçümleri gerektiriyordu. Yeni deneyler, Libbynin tesbit ettiği çelişkinin sadece deney hatası olmadığını gösterdi; bu mevcuttu. Büyük hatalara rağmen, bugünkü tabiЃ® oluşum oranının tabiЃ® bozulma oranını %25 kadar aştığını gösteren güçlü belirtiler olduğu, karbon 14ün oluşma ve bozulmasındaki dengenin korunmadığı belirlendi.



Bunu, Southern California Üniversitesinden Hans Suess; Journal of Geophysical Researchde ve V.R. Switzer Scienceda yazarak diğer bazı araştırmacılarla birlikte teyid ettiler. Verileri gözden geçiren Utah Üniversitesinden metalürji profesörü Melvin Cook, karbon 14ün bugünkü oluşum oranının bir dakikada bir gramda 18,4 atom, bozulma oranının ise bir dakikada bir gramda 13,3 atom olduğu sonucuna ulaştı; yani aynı zaman aralığında oluşma oranı bozulmadan % 38 kadar fazlaydı. Bu keşif Cook tarafından şu şekilde izah edildi: Bu sonucun iki anlamı olabilir: ya, karbon 14le ilgili olarak atmosfer şu veya bu sebepten dolayı geçici bir inşa aşamasındadır... veya radyokarbon yaş tayin metodunun temel kabullerinden herhangi birinde bir yanlışlık vardır.



1950'lerin başlarında umut verici başlangıçtan hemen sonra, metod için zorluklar başladı ve sonraki denemeler anormal yaşlar verdi. Anormal yaşlarla ilgili son örneklerden birisi şuydu: 1991de Güney Afrikada açık arazide bulunan kaya resimleri Oxford Üniversitesi tarafından analiz edilmiş ve yaklaşık 1.200 yıl yaşlı olduğu hesaplanmıştı. Bu önemliydi, çünkü bunlar bölgede bulunan ilk açık arazi resimleriydi. Fakat, bu konuda çıkan haberler Capetownda oturan bir bayanın, Joan Ahrensin dikkatini çekti. Ahrens resimleri tanıdı; bunlar kendisinin resim dersinde yaptığı ve daha sonra bahçesinden çalınan resimlerdi. Bu gibi olayların anlamı şuydu ki, yanlışlıklar, yaş tayin tekniklerini bazı dış metodlarla kontrol etme şansına sahip olduğumuz böyle seyrek durumlarda ortaya çıkarılabilirdi sadece. Böyle dışarıdan araştırma imkЃ¢nları mevcut değilse, karbon tekniğinin verdiği hükmü kabul etmek zorunda kalıyorduk.



Bu anormal keşiflerle ortaya çıkan durum Introduction to Prehistoric Archaeology adlı eserde şöyle özetleniyor: Yıllardan beri, muhtemel hataların...nisbeten küçük etkileri olabileceği düşünüldü, fakat radyokarbon yaşlarıyla ilgili yakın zamanda yapılan araştırmalar, karbon 14ün atmosferdeki tabiЃ® konsantrasyonunun hesaplanan yaşları belli dönemlerde önemli ölçüde etkileyecek kadar değişmiş olduğunu gösteriyor. Değişim miktarı teorik olarak tahmin edilemediğinden, karbon 14 ile gerçek takvim arasında korelasyon yapabilecek mutlak kesinlikte paralel bir yaş tayin metodu bulmak artık zorunlu olmuştur.



Eğer karbon 14 konsantrasyonu önemli ölçüde değiştiyse, bu dönemin fosillerinin yaşlarını tayin etmek imkЃ¢nsız hЃ¢le gelmektedir. Lyon Radyokarbon Yaş Tayin Merkezi müdürü Jacques Evin, atmosferdeki karbon 14 oranının zaman içinde sabit kalmadığı uzun zamandan beri biliniyor. Dolayısıyla ölçüm yaşları sıklıkla değişiyor diyor. Üçbin yıl önce gözlenen en büyük karbon 14 değişimi bu metodun ve dolayısıyla ağaç halkaları, mercanların büyüme çizgileri ve göl tortullarının çökelme sınırları gibi kalibrasyon yöntemlerinin kullanılmasını imkЃ¢nsız hЃ¢le getiriyor.



Kaynaklar:



Milton, R. 1997 – Shattering the Mythes of Darwinism. Park Street Press, Vermont



Bourdial, I. 2001 – Une faille dans le carbone 14. Science Vie. No: 1007, AoЃ»t, Paris