Radyokarbon Yaş Tayininde Deniz Rezervi Etkisi

  • Karbon-14 atmosferde düzenli olarak oluşmaktadır.
  • Teoride, radyokarbon miktarı, atmosfer, denizler ve tüm biyosferde bir denge halindedir.
  • Denizin rezerv etkisi nedeniyle, kara canlılarıyla deniz canlıları arasında denge yoktur.
  • Her bir deniz için belirli bir düzeltme katsayısı kullanılarak bu denge sağlanır.
  • Yumuşakçalar ve kabuklular, en çok radyokarbon yaş tayini yapılan canlılardandır.
Shells

Radyokarbon Yaş Tayini temel olarak, atmosferde bir karbon-14 dengesi olduğuna ve tüm canlıların aynı oranda karbon-14 e sahip olduğuna dayanır. Karbon-14 radyoaktif olduğundan radyokarbon olarak da bilinir. Karbon-14 e dair diğer bir özellik ise, sürekli olarak üretildiğidir. Karbon-14 oksijenle tepkimeye girerek karbon dioksiti oluşturur ve bu şekilde canlıların vücuduna girer. Karbon-14 lü karbondioksitin karbon-12 li ya da karbon-13 lü den bir farklı yoktur, canlılar ayrım yapamadan karbondioksiti alırlar. Karbon-14 ün üretimi ve bozunması arasında da bir denge hali mevcuttur.

Evrensel Radyokarbon Çevrimi

Atmosfer, okyanuslar ve biyosfer, radyokarbon rezervleri olup her birinin sahip olduğu radyokarbon farklıdır. Atmosferde oluşan radyokarbon okyanuslarda karbondioksit olarak çözünür ve fotosentezle besin zincirine dahil olur. Karasal canlılarda deniz canlılarını yiyerek vücutlarına karbon-14 ü almış olurlar. Deniz canlıları da su ile yaptıkları alışveriş ve tükettikleri diğer canlılar sayesinde vüctlarına radyokarbonun alırlar. Ancak, radyokarbonun bulunma yoğunluğu denizlerin her seviyesinde aynı değildir.

Deniz Rezervi Etkisi

Radyokarbonun miktarını ölçerken, dikkate alınması gereken bazı unsurlar mevcuttur. Bunlar, radyokarbonun kaynağının bitki mi hayvan mı olduğu ya da bulunduğu coğrafya gibidir. Karasal canlıların, deniz ortamındaki radyokarbonu almaları deniz canlılarını yemeleriyle olabilir ve bunun ayrımının yapılması gerekmektedir. Aynı yaşta olan iki kara hayvanından deniz canlısı tüketmemiş olanın sahip olduğu radyokarbon miktarıyla deniz canlısı tüketmiş olanının sahip olduğu radyokarbon miktarı farklı olabilir. Okyanuslar çok büyük radyokarbon depolarıdırlar. Denizlerin yüzeylerinin ve alt katmanlarının iki farklı radyokarbon kaynağından beslenmesi mümkündür. Bunlar, atmosfer kaynaklı radyokarbon ile derin okyanus sularının sahip olduğu ve genelde pek değişmeyen radyokarbonlardır. Derin okyanus suları, hem yüzeyin sularından gelen radyokarbona hem de alt tabakalardaki canlıların çürümesi ve ölmesiyle ortaya çıkan radyokarbona sahip olabilirler. Bunun belirli bir karışım oranı mevcut değildir ve bölgeye göre değişir.

Aynı yıl ölmüş olan, kara canlılarının ve deniz canlılarının vücutlarında bulunan radyokarbon test edildiğinde ortaya çıkan yaş farkı 400 yıla kadar çıkabilir. Karada bulunan canlı organizmalardan ağaçlar, sadece atmosferden radyokarbon alırken deniz dibinde yaşayan canlılar atmosferden hiç radyokarbon alamayabilir. Örneğin, kabuklular, balinalar, deniz ayıları gibi canlılar genelde olduklarından daha yaşlı çıkarlar sebebi de radyokarbonun kaynağının farklı olmasıdır.

Bir diğer sebep ise, her bir denizin farklı oranda radyokarbon depolamasıdır. Oran her yerde farklıdır. Suların aşağıdan yukarıya doğru hareketi okyanuslarda, radyokarbonun miktarının da karışmasına neden olur. Bu karışıma sebep olarak, rüzgar, iklim ve okyanus tabanı topografisi verilebilir ve daha çok ekvator çizgisine yakın yerlerde görülür bu yüzden o bölgelerde radyokarbonun dengesizliği daha belirgindir.

Deniz Rezervi Etkisi Nasıl Belirlenir?

Aralık 2006 yılındaki Sean Ulm’un raporuna göre, üç teknikle bölgesel deniz rezervi farklılıkları belirlenebilir.

  • Yaşı bilinen 1955 yılı öncesine ait bir deniz canlısının radyokarbon yaş tayini
  • Eş yaşlı olduğu kabul edilen bir kabuklu ve charcoalun yaş tayini yapılması
  • Yıllık büyüme çizgileri belirgin olan kabuklu ya da mercanların radyokarbon yaş tayini ve thorium-230 ve uranium-234 yaş tayinleri.

Deniz Rezervi Etkisinin Önemi

Karasal canlılarla deniz canlılarının karşılaştırılması radyokarbon deniz rezervi düzeltmesi yapılmadan önce yapılmamalıdır. Düzeltme katsayıları online kütüphaneden alınarak, bulunan yaşa eklenir. Gerçek değerler, bölgeye göre alınan değere çok yakın olabileceği gibi uzakta olabilir. O yüzden harita mümkün olduğu kadar yakın bir noktayı seçmek yaş sonucunun daha doğru çıkmasını sağlar.

CALIB (Stuiver ve Reimer, 1993) veya OxCal (Bronk Ramsey 1995) gibi radyokarbon yaş tayini kalibrasyon programları 2013 deniz kalibrasyon veritabanını kullanmaktadır.

Yerel Rezervuar Düzeltmesi (Delta±R)

Delta±R değeri sadece deniz karbonatları için kullanılır.

Deniz karbonatının yaşına bağlı olarak, otomatik olarak düzeltme sırasında yaş 200- ile 500-yıl arası değişir. Bu düzeltmede yaş daha genç çıkar.

Delta±R düzeltmesi hali hazırda global deniz rezervi düzeltmesi uygulanmış numunelere uygulanır.

Bu değeri mümkünse sizin laboratuvar iletmenizi talep ediyoruz. Gelen değer, yaşa eklenir ya da yaştan çıkartılır. Delta-R numuneyi daha yaşlı yaparken Delta+R daha genç hale getirir.

calibration

Sert Su Etkisi

Kireçtaşı ya da yaşlı su kaynaklarından beslenen tatlı su sistemlerinden alınan karbonat numunelerinin AMS ile yapılan yaş tayinleri, yanlış sonuçları yansıtabilir. Bu sularda bulunan kabuklularının yapılarında bulunan çözünmüş inorganik karbon (DIC) ya da bu sulardan alınan çökeltilerin karbonat yoğunlukları da beklenenden daha yaşlı çıkabilir. Yine bununda nedeni, kireçtaşının daha önce oluşmuş olması ve bu kaynakları beslemiş olmasıdır. Kireçtaşının varlığı nedeniyle beklenenden daha yaşlı sonuç çıkmasına genel olarak ‘’sert su etkisi’’ denilmektedir.

Yaşlı kaynaklardan beslenen su sistemlerinden alınan çözünmüş inorganik karbon (DIC) numunelerinde de aynı etki görülebilmektedir. Bu iki etkinin genel adına da ‘’rezerv etkisi’’ denilmektedir.

Bu etkiden dolayı meydana gelen rezerv farkını incelemenin en kolay yolu kabuklulardan alınabilecek organik malzemenin analiz edilmesidir. Kabuklulardan alınan karbonat numunelerindeki bu yaş farkını düzeltmek için charcoal ya da tohum gibi numunelerin yaş tayini sonuçları kullanılabilmektedir.

Araştırmacının herhangi bir yaş farkından haberdar olmadığı durumlarda laboratuvar olarak araştırmacıyla numunenin alındığı su kaynağının nerelerden beslendiğine dair araştırma yapması tavsiye edilmektedir.

Yumuşakçaların Yaş Tayini

Yumuşakçalar ( Ahtapot, midye, salyangoz, sümüklü böcek) radyokarbon yaş tayini en çok yapılmış olan canlıların başında gelir. Bu canlılarda hem inorganik hem de organik içerikten yaş tayini yapılabilir. Ancak, organik içerik çok daha az miktarda bulunur. İnorganik içerik olarak kalsiyum karbonat daha çok kullanılır.

Karbonatlar çok çabuk çözünüp,doğayla çok hızlı tepkimeye girebildiklerinden yaş tayinindeki hassasiyetleri düşüktür. Sonuçlar ayrıca, deniz rezervi düzeltmesine de uğrar.