Amardeo Sarma

Pincíp

Metóda rádioaktívneho uhlíka (aj metóda 14C) využíva na určenie veku určitého predmetu rádioaktívny rozpad jedného izotopu uhlíka. Udomácnila sa v archeológii ako jedna z najdôležitejších prírodovedeckých metód na určovanie veku napr. hornín.

Uhlík sa vyskytuje v prírode vo forme troch izotopov, a to 12C, 13C a 14C. Kým prvé dva sú stabilné, rozpadá sa rádioaktívny 14C s polčasom 5730 rokov. Pretože sa však v atmosfére pôsobením výškového kozmického žiarenia neustále tvorí z dusíka nový, ostáva jeho obsah v atmosfére približne konštantný, a to jeden atóm 14C na jeden bilión (1012) atómov 12 C. Aj rastliny, zvieratá a iné systémy, ktoré sú s atmosférou v látkovej výmene, berú do seba a obsahujú 14C v uvedenom pomere. Keď však rastlina (zviera) odumrie, prestáva látková výmena s atmosférou, neukladá sa v nej nijaký nový 14C a jeho obsah v nej následkom jeho rádioaktívneho rozpadu pomaly klesá. Ak sa teda v nejakej vzorke zmeria obsah 14C a 12C, dá sa z ich pomeru určiť vek vzorky: čím menej 14C, tým je vzorka staršia.

Meranie

Meranie sa dá robiť v podstate dvomi spôsobmi. Takzvanou konvenčnou metódou sa počítačom rozpadu meria priamo rádioaktivita 14C. Pretože však táto je veľmi malá, sú na meranie potrebné pomerne veľké vzorky – pri textile je to asi 20-50 g na jedno meranie, pri čom sa vzorka spotrebuje (zničí). Preto bola v 70. rokoch vypracovaná tzv. zrýchľovacia masová spektrometria (accelerator mass spectrometry – AMS), pri ktorej sa elektrickými a magnetickými poliami jednotlivé atómy urýchľujú a oddeľujú a tak sa dá určovať ich pomer. Na jedno meranie stačí tisíckrát menšia vzorka, takže sa dá určovať aj vek veľmi malých vzoriek materiálu. V prípade Turínskej plachty stačil prúžik 7×10 cm na spolu 12 meraní.

Kalibrovanie a prepočet na kalendárne roky

Keby sa poznal pôvodný obsah 14C v materiáli, z ktorého vzorka pochádza, dal by sa jej vek určiť priamo podľa zákona o rádioaktívnom rozpade. Obsah 14C v atmosfére však kolíše, lebo výškové žiarenie nie je konštantné a pretože uhlík z iných zdrojov (napr. sopečný, alebo – v novoveku – zo spaľovania uhlia a oleja) má iný obsah 14C. Aby sa tieto nepresnosti odstránili, kalibrovala sa táto metóda pomocou vzoriek dreva, ktorého vek bol určený metódou počítania ročných kruhov (dendrochronológia).

Určenie kalendárneho veku vzorky sa potom deje dvomi krokmi:

• Nameraný obsah 14C vo vzorke sa pomocou zákona rozpadu prevedie (prepočíta) na tzv. rádiokarbónový vek (vo vzťahu k roku 1950), ktorý sa vyjadruje v „rokov BP“ (before present – pred terajškom). Tento vek neslobodno interpretovať ako vek vzorky, ale len ako názornú mieru obsahu 14C. Preto nie je ani dôležité, či sa na porovnanie berie ešte stále pôvodný polčas rozpadu 5568 rokov (Libbyho číslo podľa autora tejto metódy), alebo skutočný polčas 5730 rokov.
• Pomocou kalibračnej krivky sa rádiokarbónový vek premení na kalendárny vek, ktorý sa vyjadruje bežným spôsobom.

Výsledky datovania Turínskej plachty

Vzorka Turínskej plachty bola rozdelená na tri časti a doručená laboratóriám v Zürichu, Oxforde a Arizone. Tieto laboratóriá vzorky ďalej rozdelili každú na štyri časti, rozličnými metódami vyčistili a osobitne merali, takže nakoniec bolo k dispozícii 12 jednotlivých výsledkov, ktorých priemer udával ako rádiokarbónový vek 691 ± 31 rokov BP. Na kalibračnej krivke to zodpovedalo vzniku vzorky medzi rokmi 1262 a 1312 alebo medzi 1353 a 1384, a to s 95 % istotou. Že by bol vek vzorky 2000 rokov – to je štatisticky prakticky vylúčené.

Zdroje chýb

Pri každom meraní treba mať na pamäti, že napriek veľkej presnosti môžu viesť systematické chyby k falošnému výsledku. Možné zdroje chýb sú však pri tejto metóde dobre známe. Pri vzorkách textílií je veľké nebezpečenstvo znečistení, napr. tukom, olejmi alebo sadzami z modernej doby. Preto boli jednotlivé vzorky v príslušných laboratóriách najrozličnejšími spôsobmi prečistené a skutočnosť, že výsledky jednotlivých meraní dobre súhlasia, ukazuje, že znečistenia nehrali nijakú rolu. Okrem toho sa dá poznamenať, že napr. 10 % znečistenia by viedlo k výsledku falošnému len o 300 rokov a aby bol výsledok mladší o 1300 rokov, muselo by byť vo vzorke 60 % znečistenia.

Literatúra:

Bowman, S. (1990): Radiocarbon Dating, British Museum Press.

Damon et al. (1989): Radiocarbon Dating of the Shroud of Turin, Nature 337, 611-615.

Prameň: Amardeo Sarma, Radiocarbon-Datierung des Turiner Grabtuches, Skeptiker 13/2, s.82, 2000.

*  *  *

Dodatok: Najstaršie obrazy Krista

Kresťanstvo má početné obrazy Ježiša Krista, ktorým veriaci pripisujú zázračný pôvod alebo liečivé vlastnosti. No ich pôvod sa stráca, ako pri relikviách, v legendách a len zriedka boli objektom prírodovedeckého vyšetrenia.

Mandylion (obraz) z Edessy (dnes Urfa v Turecku) sa spomína až v druhej kronike (593 n.l.) o Abgarovi, kráľovi v Edesse: vraj sám Kristus mu ako prívržencovi poslal tento portrét, namaľovaný nie ľudskou rukou. Pri 4. križiackej výprave ho ukradli a previezli do Európy, kde ho dnes nájdeme vo viacerých kostoloch, napr. San Silvestro in Capite v Ríme, Sainte-Chapelle v Paríži a Sv. Bartolomej v Janove. Ktorý je pravý?

Veronikin ručník. Sv. Veronika sa od 4. stor. považuje za jednu z plačúcich žien pri ceste na Golgotu (Lk 23, 27). Neskoršia legenda jej pridala, že podala Ježíšovi ručník, aby si zotrel z tvári pot a krv, pričom zázrakom ostal na ručníku verný obraz Kristovej tvári. V neskorom stredoveku a baroku patrila Veronika medzi najobľúbenejšie sväté a katolíci na ňu pamätajú pri 4. zastavení krížovej cesty. Novšia verzia legendy, ovplyvnená pravdepodobne legendou o Abgarovi, hovorí, že ťažko chorý rímsky cisár Tiberius sa dotkol tejto relikvie a ozdravel, načo sa dal pokrstiť. Dnes neplatí Veronika za historickú osobu. V Ríme existujú dve plátna s obrazom opísaného pôvodu: jedno v Oratóriu S. Maria ad Praesepem (byzantského charakteru), druhé v dóme sv. Petra, dlho považované za Tiberiov originál, je možno srbského pôvodu. Ktoré je pravé?

Oviedské sudárium (ručník) nevykazuje obraz tváre Krista, ale podľa legendy ju v hrobe zakrývalo. Nachádza sa v katedrále v Oviede (Španielsko) od 8. storočia.

*  *  *

Prameň: Internet