重新校准是七年来碳测年界最大的一次变革

今天宣布对碳测年法进行全面改革。这次更新是七年来的首次，由一个国际校准团队(IntCal)领导，不仅提高了放射性碳测年的准确性，而且让研究人员可以回溯到5000年前，即55000年前。

修订调整了放射性碳日期与日历日期的匹配方式。他说，有一些微妙但有时很重要的变化葆拉·雷蒙贝尔法斯特女王大学教授，他领导了IntCal20努力．例如，摧毁希腊锡拉岛的米诺斯火山爆发的日期现在看起来可能是公元前1544年(尽管更有可能是公元前1625年左右)。这可能使它更接近于通过评估陶器风格得出的公元前1500年左右的历史估计，或者可能更远。IntCal团队成员说，要确定这一点“不仅仅是改变教科书或博物馆案例中的日期，而是重写历史”惊动曼宁他是康奈尔大学的考古学家。

每次有复习，人们都很兴奋

卡拉·哈登，乔治亚大学

再往前追溯，这种修正可以追溯到几个世纪以前，比如大约4万年前，当时现代人被认为已经迁移到欧洲和亚洲的部分地区。一个智人例如，在罗马尼亚发现的这具化石现在看起来比之前认为的要古老大约300年，这将尼安德特人和现代人在该地区共同生活的时间推后了。与此同时，最年长的智人在西伯利亚发现的化石似乎比以前认为的要年轻1000年。IntCal的撰稿人笑着说:“如果我们想讨论尼安德特人和智人是什么时候相遇的，分辨率太差了，就像说你遇到了朱利叶斯·凯撒(Julius Caesar)。Sahra Talamo意大利博洛尼亚大学教授。“现在好多了。”

他说:“每次有复习，人们都非常兴奋。卡拉海登他是佐治亚大学(University of Georgia)应用同位素研究中心(Center for Applied Isotope Studies)的考古学家。“我每天都在等……它出来了吗?”它出来了吗?它出来了吗?”

追溯过去

放射性碳年代测定法的基本原理很简单:植物——以及动物——从它们周围的世界吸收碳，包括自然数量的放射性碳14。当一种生物死亡时，这种吸收就会停止，碳14开始腐烂。通过测量碳14的残留量，研究人员可以计算出这种生物死亡的时间。这项技术应用于从人骨到衣服、木材和贝壳的所有东西。

但也有一些复杂的情况。空气中碳14的含量并不是恒定的:例如，当地球磁场变弱，更多的宇宙射线进入大气层时，空气中碳14的含量就会上升，从而产生更多的含碳14的二氧化碳。碳14有半球和季节性的波动，不同树种在一年的不同时间吸收更多的碳，影响它们的碳吸收。海洋也从空气中吸收碳，然后使其循环，因此海洋生物可能会吸收几个世纪前的碳。

为了追踪这些光点，研究人员将放射性碳测量值与其他时间测量值相匹配，包括树木年轮，以及珊瑚和洞穴石笋的铀/钍测年。这些数据点用于创建三个不同区域(北半球(IntCal)、南半球(SHCal)和海洋样本(marine))的放射性碳日期与日历日期相匹配的校准曲线。

2020年的更新数据几乎是2013年更新数据的两倍。

精确的校准

得益于用于测量碳-14的加速器质谱(AMS)，数据收集的速度和精度大幅提高，这种技术所需的材料比传统技术少得多。曼宁说，有了AMS，“日期的准确度比10年前提高了50%到100%”，所需的样本量也从一本书大小降到了一根火柴棍大小。更小的样本也意味着放射性碳更有可能来自某一年，而不是十年。虽然有些实验室，比如哈登的实验室，使用的是塞满整个房间的多功能加速器，需要粒子物理学家“让它们开心”，但小型机器的使用导致了数据的激增。

更高的精度使得研究小组可以使用保存在新西兰沼泽中的树木样本，这些样本可能有4万年的历史。新的校准被进一步推后，包括来自委内瑞拉的海洋沉积物的数据，这些数据可以追溯到6万年前中国葫芦洞石笋记录这要追溯到54000年前。

校准还通过一种新的统计方法来连接点。该团队确定了重要而著名的数据点，如三宅事件——在短短几年内，超新星之类的事件导致大气中碳-14大幅增加的时期——并使用了不同的统计技术，在最后一次校准中通过剩余的数据点绘制了一条线。结果是曲线比2013年更平滑，研究人员认为这更符合空气中放射性碳的现实情况。加州理工学院的统计学家说，情况发生了巨大变化蒂姆·希顿来自谢菲尔德大学。我们不太会受到异常值的影响。

最终的结果更好地捕捉到了，例如，4万年前地球磁场下降导致更多碳14的事件。2013年这一事件的碳-14峰值太低，而且太老了雷默说。这个问题已经解决了。

但仍有改进的空间。Manning认为，已经有一些高精度数据集显示了IntCal的全半球方法没有涵盖的区域差异。他笑着说:“大约一半的人同意，一半的人不同意。”当然，下一个曲线会更好。这是一个迭代的过程。”