Atommagkutató Intézet
MTA Kiváló Kutatóhely

Extrém magas radiokarbon szintek nyomainak keresése többezer éves faévgyűrűkben

Média Nature Communications, Volume 12, Article number: 712 (2021)
Időpont 2021.02.05
Kapcsolódó URL
Egyéb információ

A radioaktív C-14 (szén-14) izotóp kiugróan magas koncentrációját figyelték meg Kr.u. 775-ből származó faévgyűrűkön Miyake és munkatársai 2012-ben. A jelenség létezését a Föld több kontinenséről származó korabeli faévgyűrűk vizsgálatával független laboratóriumok, köztük az Atommagkutató Intézet (Atomki) is megerősítette. Azóta még további ilyen eseményeket azonosítottak az elmúlt néhányezer évből, melyeket a felfedező kutató után immár Miyake-eseményekként tart számon a tudomány.

 

Ezen Miyake-események azért érdekesek, mert a felső légkörben természetes úton, a kozmikus sugárzás hatására folyamatosan termelődő radiokarbon (C-14) szintje ekkor olyan ugrásszerű emelkedést mutat, melyre földi eredetű magyarázat nem adható. Ilyen léptékű változás csak emberi hatásra történt a XX. század közepén a légköri atomfegyver kísérletek során. A számítások szerint a C-14 izotóp globális szintjében megfigyelt korábbi gyors emelkedéseket csak a kozmikus eredetű sugárzási szint hirtelen megemelkedése okozhatta, amelyet esetleg erős napkitöréssel vagy nem túl távoli szupernova robbanással lehet magyarázni. A világ vezető C-14 laboratóriumai intenzív és szisztematikus kutatást folytatnak faévgyűrű kollekciókon, hogy évezredekre visszamenően feltérképezzék a Miyake-eseményeket.

 

A Wang és munkatársai által 2017-ben végzett faévgyűrű vizsgálatok szerint egy ilyen kozmikus esemény Kr.e. 3371-ben szintén szokatlanul magas háttérsugárzást okozott.

Ezen esemény ellenőrzésére két további, más helyről (White Mountains, USA és Moselle River Valley, Franciaország) származó, 5400 éves faévgyűrű sorozat nagypontosságú radiokarbon elemzését végezték el a debreceni AMS laboratórium kutatói amerikai, svájci és német kutatóintézetekkel együttműködésben. A Nature Communications folyóiratban nemrég megjelent cikkben két laboratórium (IKER AMS Laboratórium, Atomki, Debrecen és ETHZ AMS Laboratórium, Zürich, Svájc) több, mint kétszáz egyedi faévgyűrű mintán végzett gyorsítós tömegspektrométeres (Accelerator Mass Spectrometer - AMS) radiokarbon méréssel cáfolta meg, hogy az i.e. 3392–3351 időszakaszban előfordult volna a feltételezett anomália.

 

Bár a földi C-14 szint ilyen mértékű emelkedéseihez valóban kozmikus szintű, jelentős háttérsugárzási kiugrás szükséges, ezt kimutatni csak a legmodernebb és legérzékenyebb gyorsítós tömegspektrométeres módszerrel lehetséges. Ehhez olyan szigorúan ellenőrzött és minőségbiztosított előkészítő laboratóriumi háttér szükséges, melyből csak kevés van a világon, s ezek közül az egyik hazánkban, a debreceni (Atomki – Isotoptech Zrt.) AMS laboratóriumban működik.

A cikkben bemutatott kutatási projekt szakmai vezetője Prof. A. J. Timothy Jull vendégprofesszor volt, és további három kutató (Molnár Mihály, László Elemér és Varga Tamás) vett részt az Atomkiból, akik a 2016-ban létrehozott, immár nemzetközi elismertségnek örvendő Izotópklimatológiai és Környezetkutató (IKER) Központ munkatársai. A kutatást az Európai Unió és Magyarország támogatta az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásában a GINOP-2.3.2.-15-2016-00009 azonosítószámú ‘IKER’ pályázatban.


Publikáció:


Égetéses minta-előkészítésGrafitizált mintákAMS - Accelerator Mass Spectrometer

 

Kattintson a képekre a megtekintéshez.

 

  1. A Kr.e. 3371-es évre feltételezett Miyake-esemény ellenőrzésére használt faévgyűrű sorozat.
  2. A faévgyűrűk égetéses mintaelőkészítéséhez használt vákuumrendszer csőkígyói.
  3. Radiokarbon méréshez előkészített, már grafitizált minták leforrasztott kémcsövekben.
  4. A mérésekhez használt gyorsítós tömegspektrométer (AMS) az Atomkiban.