Geologische en archeologische archieven bieden belangrijke inzichten in wat een steeds onzekerder toekomst lijkt te worden.

Hoe beter we begrijpen welke omstandigheden de aarde al heeft meegemaakt, hoe beter we toekomstige bedreigingen kunnen voorspellen (en mogelijk voorkomen).

Maar om dit effectief te doen, we hebben een nauwkeurige manier nodig om te dateren wat er in het verleden is gebeurd.

Ons onderzoek, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Radiocarbon, biedt een manier om dat te doen, via een bijgewerkte methode voor het kalibreren van de tijdschaal voor radioactieve koolstof.

Een geweldig hulpmiddel om het verleden door te nemen

Radiokoolstofdatering heeft een revolutie teweeggebracht in ons begrip van het verleden. Het is bijna 80 jaar geleden dat de Nobelprijswinnende Amerikaanse chemicus Willard Libby voor het eerst suggereerde dat minieme hoeveelheden van een radioactieve vorm van koolstof in de bovenste atmosfeer worden gecreëerd.

Libby betoogde terecht dat deze nieuw gevormde radiokoolstof (of C-14) snel wordt omgezet in koolstofdioxide, wordt opgenomen door planten tijdens fotosynthese, en van daaruit reist het omhoog door de voedselketen.

Wanneer organismen in leven zijn met hun omgeving, ze hebben hetzelfde aandeel C-14 als hun omgeving. Zodra ze sterven, stoppen ze met het opnemen van nieuwe koolstof.

Hun niveau van C-14 halveert dan elke 5, 730 jaar door radioactief verval. Een organisme dat gisteren stierf, heeft nog steeds een hoog gehalte aan C-14, terwijl iemand die tienduizenden jaren geleden stierf dat niet zal doen.

Door het niveau van C-14 in een monster te meten, we kunnen afleiden hoe lang geleden dat organisme stierf. Momenteel, met deze methode, we kunnen dateren blijft tot 60, 000 jaar oud.

Een inspanning van zeven jaar

Als het niveau van C-14 in de atmosfeer altijd constant was geweest, radiokoolstofdatering zou eenvoudig zijn. Maar dat heeft het niet.

Veranderingen in de koolstofcyclus, invallende kosmische straling, het gebruik van fossiele brandstoffen en 20e-eeuwse kernproeven hebben in de loop van de tijd grote variaties veroorzaakt. Dus, alle radiokoolstofdatums moeten worden aangepast (of gekalibreerd) om te worden omgezet in nauwkeurige kalenderleeftijden.

Zonder deze aanpassing datums kunnen tot 10-15% afwijken. Deze week rapporteren we een zeven jaar durende internationale inspanning om drie radiokoolstofkalibratiecurven opnieuw te berekenen:

• IntCal20 ("20" betekent dit jaar) voor objecten van het noordelijk halfrond
• SHCal20 voor monsters van het door de oceaan gedomineerde zuidelijk halfrond
• Marine20 voor monsters uit de wereldzeeën.

We hebben deze bijgewerkte curven geconstrueerd door een overvloed aan materialen te meten die radiokoolstofniveaus uit het verleden registreren, maar die ook op andere manieren kan worden gedateerd.

In de archieven zijn jaarringen opgenomen van oude boomstammen die bewaard zijn gebleven in wetlands, grot stalagmieten, koralen van het continentaal plat en sedimenten geboord uit meren en oceaanbodems.

In totaal, de nieuwe curven zijn gebaseerd op bijna 15, 000 radiokoolstofmetingen van objecten tot 60, 000 jaar oud.

Vooruitgang in het meten van radiokoolstof met behulp van versnellermassaspectrometrie betekent dat de bijgewerkte curven zeer kleine monsters kunnen gebruiken, zoals enkele boomringen van slechts één jaar groei.

Oude overtuigingen opnieuw beoordelen

De nieuwe radiokoolstofkalibratiecurves bieden voorheen onmogelijke precisie en detail. Als resultaat, ze verbeteren enorm ons begrip van hoe de aarde is geëvolueerd en hoe deze veranderingen haar bewoners hebben beïnvloed.

Een voorbeeld is de snelheid van de milieuverandering aan het einde van de meest recente ijstijd. Toen de wereld zo'n 18 begon op te warmen, 000 jaar geleden, enorme ijskappen die Antarctica bedekken, Noord-Amerika (inclusief Groenland) en Europa smolten en brachten enorme hoeveelheden zoet water terug naar de oceanen.

Maar de zeespiegel steeg niet in een constant tempo zoals de wereldtemperatuur. Soms ging het geleidelijk en soms heel snel.

Een uitstekende locatie om de zeespiegel in het verleden te detecteren is de Sunda Shelf, een groot stuk land dat ooit deel uitmaakte van continentaal Zuidoost-Azië.

Een in 2000 gepubliceerde studie toonde aan dat de overblijfselen van mangroveplanten op de zeebodem een ​​catastrofale zeespiegelstijging van 16 meter gedurende enkele honderden jaren registreerden (ongeveer een halve meter per decennium). Deze gebeurtenis, bekend als Meltwater Pulse-1A, overstroomde de Sunda Shelf.

Ons laatste werk heeft dit verhaal aanzienlijk veranderd. De nieuwe kalibratiecurves laten zien dat deze extreme fase van zeespiegelstijging daadwerkelijk begon 14, 640 jaar geleden en duurde slechts 160 jaar.

Dit komt neer op een duizelingwekkende stijging van één meter per decennium - een ontnuchterende les voor de toekomst, gezien de huidige veel lagere verwachte veranderingen voor het einde van deze eeuw.

Een half millennium extra kunst

Verder terug in de tijd, we hebben ook gekeken naar enkele van 's werelds oudste grotkunst in de Chauvet-grot in Frankrijk, voor het eerst ontdekt in 1994.

Deze grot bevat honderden prachtig bewaard gebleven schilderijen. Ze stellen een Europese menagerie voor met lang uitgestorven mammoeten, holenleeuwen en wolharige neushoorns, vastgelegd in levensechte scènes die een venster bieden op een verloren wereld.

De Chauvet-grot onthult de artistieke verfijning van onze vroege voorouders in fenomenaal detail.

Met de nieuwe IntCal20-curve, onze beste schatting voor het maken van het oudste schilderij met koolstofdatering in de grot is nu 36, 500 jaar geleden. Dit is bijna 450 jaar ouder dan eerder werd gedacht.

Dit zijn slechts twee van de vele voorbeelden van de verreikende impact die ons nieuwste werk zal hebben.

Aangezien de nieuwe kalibratiecurven worden gebruikt om de ouderdom van een groot aantal archeologische en geologische gegevens opnieuw te analyseren, we kunnen grote verschuivingen verwachten in ons begrip van het verleden van de planeet - en hopelijk, een betere voorspelling van zijn toekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.