Giải mã 'bảo bối' nổi tiếng xác định niên đại cổ vật nghìn tuổi

Một trong những phương pháp xác định niên đại cổ vật phổ biến nhất trong giới khảo cổ là cacbon phóng xạ. Phương pháp này liên quan đến việc đo số lượng carbon-14, một đồng vị carbon phóng xạ. Carbon-14 có ở khắp nơi trong môi trường.

Thomas Higham là nhà khảo cổ học và chuyên gia xác định niên đại cacbon phóng xạ tại Đại học Oxford, Anh. Ông cho hay cả thực vật, động vật và con người đều hấp thụ carbon-14.

Trong đó, thực vật hấp thụ CO2, nghĩa là đưa cả carbon-12 và carbon-14 vào cơ thể mà nguồn gốc của carbon-14 chính là N14 chuyển hóa dưới ảnh hưởng của các tia vũ trụ. Động vật sử dụng thực vật làm thức ăn cho nên trong cơ thể có carbon-14. Con người dùng cả động và thực vật làm thức ăn, mặc nhiên trong cơ thể cũng có carbon-14.

Dạng phổ biến nhất của carbon có 6 neutron thì cacbon-14 có thêm 2 neutron. Điều đó làm cho đồng vị nặng hơn và kém ổn định hơn nhiều so với dạng carbon phổ biến nhất.

Vì vậy, sau hàng nghìn năm, carbon-14 sẽ bị phá vỡ. Một trong các neutron của nó tách thành một proton và một electron. Trong khi electron thoát ra, proton vẫn là một phần của nguyên tử. Với một neutron ít hơn và một proton nữa, đồng vị này phân rã thành nitơ.

Khi sinh vật chết đi, chúng sẽ ngừng hấp thụ carbon-14 và lượng còn lại trong cơ thể chúng bắt đầu quá trình phân rã. Các nhà khoa học biết thời gian để một nửa lượng cacbon-14 nhất định bị phân hủy được gọi là chu kỳ bán rã.

Điều này giúp các chuyên gia xác định được tuổi của một phần vật chất hữu cơ, cho dù đó là da hay bộ xương động vật, tro hay vòng cây.

Chu kỳ bán rã của carbon-14 là 5.730 năm. Điều này có nghĩa cứ sau 5.730 năm thì carbon-14 chỉ còn một nửa. Thông qua phương pháp này, các chuyên gia còn có thể biết được các mô hình khí hậu trong quá khứ cũng như người dân khi đó sống như thế nào.

Đối với những hiện vật lâu đời hơn, các chuyên gia sử dụng phương pháp Uranium-thorium-lead để xác định niên đại. Với phương pháp này, các chuyên gia có thể đo số lượng của nhiều loại đồng vị phóng xạ khác nhau, tất cả đều phân rã thành dạng chì ổn định. Các chuỗi phân rã riêng biệt này bắt đầu bằng sự phân hủy của uranium-238, uranium-235 và thorium-232.

Khi chúng phân hủy sẽ hình thành một dãy đồng vị phóng xạ khác nhau trước khi trở thành chì. Mỗi đồng vị có chu kỳ bán rã khác nhau (từ vài ngày đến hàng tỷ năm). Các chuyên gia sẽ tính toán tỷ lệ giữa các đồng vị trên rồi đem so sánh chúng với chu kỳ bán rã tương ứng. Kết quả thu được sẽ giúp các chuyên gia xác định niên đại của cổ vật.

Mời độc giả xem video: Hà Nội: Hàng loạt vụ mất trộm cổ vật tại đình chùa. Nguồn: THĐT1.

Tâm Anh (theo LS)