Martin Kamen a lucrat timp de trei zile și trei nopți fără somn. Chimistul american a finalizat un proiect în care el și un coleg, Sam Ruben, au bombardat o bucată de grafit cu particule subatomice. Scopul muncii lor a fost de a crea noi forme de carbon, unele care ar putea avea utilizări practice.,epuizat, Kamen a ieșit din laboratorul său de la Berkeley din California, după ce a terminat proiectul în primele ore ale zilei de 27 februarie 1940. Avea nevoie disperată de o pauză. Rumenit, cu ochi roșii și cu o creștere de trei zile de barbă, arăta o mizerie.

și asta a fost nefericit. Poliția din Berkeley căuta apoi un condamnat evadat care tocmai comisese mai multe crime. Așa că atunci când l-au văzut pe Kamen neîngrijit, l-au ridicat imediat, l-au băgat în spatele mașinii lor de patrulare și l-au interogat ca suspect de criminal.,astfel, una dintre cele mai revoluționare cercetări întreprinse în secolul trecut a fost aproape terminată la naștere, când unul dintre oamenii de știință de frunte a fost acuzat de crimă. Acesta a fost doar atunci când martorii au precizat că Kamen nu era omul poliția, după care a fost eliberat și a permis să se întoarcă la Universitatea din California de Radiații de Laborator să se uite la nodul de grafit că el și Ruben a fost iradierea.,perechii nu le-a luat mult timp să realizeze că au produs o substanță cu proprietăți remarcabile, care de atunci a transformat o serie de domenii științifice diferite și continuă să ajute oamenii de știință să facă descoperiri majore. Prin iradierea grafitului, au creat carbon-14.

Martin Kamen în 1939., Fotografie: de NOI la Arhivele Naționale din Domeniul Public Arhiva

„Care sumbru noaptea și dimineața zilei de 27 februarie 1940 a început o revoluție în fiziologie, biochimie, arheologie, geologie, biomedicina, oceanografie, palaeoclimatology și antropologie, precum și chimie nucleară”, spune mediului cercetător John Marra, autorul recent publicat Fierbinte de Carbon: Carbon-14 și o Revoluție în Știință. „Carbon-14, probabil cel mai important izotop al vieții de pe Pământ, s-a „născut”.”

Carbon-14 are șase protoni și opt neutroni în nucleul său., În schimb, cea mai mare parte a carbonului din corpul nostru și din lumea exterioară, cunoscută sub numele de carbon-12, are șase protoni și șase neutroni. În mod crucial, acești doi neutroni suplimentari fac ca nucleul unui atom de carbon-14 să fie instabil, astfel încât să se descompună radioactiv într-un atom de azot. Mai important, aceste descompuneri sunt relativ rare, astfel încât este posibil să se măsoare schimbările într-o probă de carbon pe zeci de mii de ani. (Vezi chenarul de mai jos.”din Carbon suntem făcuți”, spune Marra, profesoară de științe ale pământului și mediului la Brooklyn College, New York. „Carbonul este viață., Este fundamental, de asemenea, la modul în care trăim, cum Pământul este locuibil – Destul de mult totul. Și de la descoperirea unui radioizotop de carbon de lungă durată, avem un instrument uimitor pentru a aprofunda aproape fiecare aspect al existenței pe Pământ – și poate universul.după cum dezvăluie Marra în această istorie remarcabilă a carbonului-14, oamenii de știință și-au dat seama rapid că izotopul trebuie să afecteze ființele vii de astăzi. Razele cosmice bat atmosfera superioară și trimit cascade de neutroni prin aer, au calculat., Acești neutroni lovesc atomii de azot, principala componentă a atmosferei Pământului, și transformă unii în atomi de carbon-14. La rândul lor, acești atomi se combină cu oxigenul pentru a crea dioxid de carbon radioactiv care este absorbit de plante, care sunt apoi consumate de animale. „Fiecare lucru viu de pe Pământ devine astfel radioactiv, deși ușor”, spune Marra.și Willard Libby de la Universitatea din Chicago și-a dat seama că radioactivitatea generată de carbon-14 ar putea fi exploatată într-un avantaj extraordinar., Un chimist care a lucrat la Proiectul Manhattan pentru a construi prima bombă atomică, Libby dat seama că atunci când un organism moare, se va opri absorbția de carbon, inclusiv carbon-14, și existente magazin din urmă va lent de degradare. Deci, prin măsurarea radioactivității unei probe prelevate din organism, conținutul său de carbon-14 ar putea fi estimat și data morții sale ar putea fi măsurată. Științele arheologiei și paleontologiei erau pe cale să fie revoluționate.

o problemă majoră a trebuit să fie depășită, cu toate acestea., Carbon-14 există doar la niveluri foarte scăzute în țesutul animalelor și plantelor recent decedate: aproximativ unul dintr-un trilion din atomii lor de carbon sunt carbon-14. În schimb, radiațiile naturale de fond-din toriu și uraniu din roci și din alte surse – sunt mult, mult mai mari. Cum ar putea cercetătorii să separe semnalul slab al carbon-14 de acest zgomot copleșitor de fond?Libby a rezolvat problema protejând cu atenție detectoarele sale și dezvoltând modalități de a regla orice radiație care a făcut-o până la pereții dispozitivului său., Apoi a apelat la gaz metan, care conține carbon, pentru a oferi validarea finală a tehnicii sale, comparând probe din două surse foarte diferite. O probă a fost extrasă din gaz natural, un combustibil fosil al cărui carbon-14 ar fi trebuit să se descompună cu mult timp în urmă. Al doilea a venit din orașul Baltimore sistemul de canalizare și a fost extras din excrementele umane. Ar trebui să fie bogat în carbon-14, care tocmai a fost produs de oameni, a motivat Libby.

și asta este exact ceea ce a găsit. Metanul antic nu avea carbon-14., În schimb, metanul nou excretat de oameni a fost relativ bogat în izotop. După cum spune Marra: „deșeurile umane din conductele de canalizare au trimis știința mai departe.”

Libby apoi a oferit dovada finală a lui dating tehnologie prin măsurarea radioactivității și, prin deducție, în vârstă de o serie de probe organice de cunoscut în antichitate: lemn de la Egiptean înmormântare nava de Sesostris III, lenjerie de pat, care a înfășurat-o Mare Moartă scroll și un fel de pâine care au fost „preparate” în erupție vulcanică care a ingropat Pompei. Rezultatele sale se potriveau perfect cu datele cunoscute ale articolelor pe care le scanase.,a fost o întreprindere strălucită pentru care Libby a primit Premiul Nobel pentru chimie în 1960, deși a avut noroc într-un sens. Libby a presupus că rata producției de carbon-14 în atmosferă a fost constantă în ultimii zeci de mii de ani. De fapt, a variat destul de mult, datorită schimbărilor în activitatea petelor solare, testelor cu bombe nucleare atmosferice și creșterii emisiilor de dioxid de carbon din combustibilii fosili. Acestea trebuie să fie luate în considerare cu atenție atunci când estimarea vârstele, oamenii de știință dau seama acum, deși baza de bază a radiocarbon datare rămâne de sunet.,

Willard Libby este dat premiul Nobel în chimie, în decembrie 1960. Fotografie: Bettmann Arhiva

Mai recent, datarea cu radiocarbon s-a schimbat de la simpla măsurare a radioactivității emise de carbon-14 nuclee direct numere de atomi de izotopi într-un eșantion. Acest lucru se face folosind o tehnică numită spectrometrie de masă acceleratoare (AMS), care a permis oamenilor de știință să dateze oase, artefacte și alte elemente pe bază de carbon din cea mai mică probă. „Acesta a fost un avans uriaș”, spune Marra., „În loc de grame de material de analizat, AMS necesită doar miligrame.în acest fel, dezvoltatorii AMS au declanșat o revoluție a întâlnirilor care a început în anii 60 și de atunci „a inaugurat o revoluție a” noii arheologii””, spune Marra. Un exemplu care implică utilizarea carbon-14 a dus la răsturnarea ideii că culturile din Europa de Vest din trecut depindeau de practici și idei care au început în Orientul Mijlociu și s-au răspândit încet spre vest odată cu răspândirea agriculturii., Radiocarbon datare a relevat o imagine foarte diferită și a arătat că culturile neolitice din Marea Britanie, Franța și Europa Centrală trebuie să fi evoluat în mod independent.mai târziu, tehnica a fost folosită de laboratoarele din Marea Britanie, Elveția și Statele Unite până în prezent inul folosit pentru a țese Giulgiul din Torino. Această pânză, marcată cu imaginea negativă a unui bărbat cu barbă, a fost considerată de unii ca fiind giulgiul de înmormântare în care Isus a fost înfășurat după răstignire. Folosind doar câteva fragmente de pânză, oamenii de știință au datat-o la 1260-1390ad.,de-a lungul anilor, utilizările carbon-14 s-au răspândit mult dincolo de datarea artefactelor antice. Medicamentele pot fi etichetate cu carbon-14 și urmărite pe măsură ce trec prin organism pentru a testa siguranța și eficacitatea acestora. Alți cercetători au folosit izotopul pentru a urmări modul în care plantele transformă dioxidul de carbon în zahăr, dezvăluind procesele complicate care stau la baza fotosintezei.,în plus, carbon-14 a fost exploatat pentru a studia planctonul și alte forme de Viață marină, dezvăluind modul în care apele oceanelor circulă într-o mare rețea interconectată de curenți care înconjoară planeta. „Conținutul de carbon al unui pește va înregistra ceea ce a mâncat, ceea ce la rândul său va reflecta chimia apei înconjurătoare, care va fi influențată de modul în care oceanul s-a amestecat”, spune Marra., Pentru o bună măsură, carbon-14 este acum joacă un rol important în descoperirea cât de climat s-au schimbat pe Pământ de zeci de mii de ani, lucru de o importanță imensă ca oamenii de știință se străduiesc să înțeleagă cum de creștere a emisiilor de carbon sunt acum declanșând periculos încălzirea globală.”am câștigat o înțelegere substanțială despre lumea naturală în ultimii 60 până la 70 de ani, în mică parte din cauza carbonului-14″, spune Marra. Cu siguranță, este greu să exagerezi impactul pe care l-a avut asupra științei. Cu toate acestea, descoperitorii săi, Kamen și Ruben, amândoi s-au descurcat prost în urma descoperirii lor.,Kamen, care provenea dintr-o familie de emigranți lituanieni și bieloruși, a stârnit suspiciunea forțelor de securitate americane după ce SUA au intrat în cel de-al doilea război mondial și a fost observat luând masa cu oficialii consulari sovietici. El a fost demis sumar din laboratorul său și pașaportul său a fost confiscat. Kamen a fost adus mai târziu în fața Comitetului de activități ne-americane în 1948, acuzat că a transmis secrete sovieticilor. Nu a fost până la sfârșitul secolului că reputația sa a fost reabilitată.

Ruben a avut și mai mult noroc., După Pearl Harbor, a început cercetarea efectelor fiziologice ale gazului fosgen, o armă chimică. În timpul unui test, o fiolă de gaz sa rupt și a fost pulverizată cu fosgen. A murit câteva ore mai târziu.dacă povestea carbon-14 este unul dintre exemplele remarcabile ale progresului științific din secolul XX, soarta tristă a doi dintre principalii săi jucători este un semn al vremurilor tulburi în care au trăit.

• Hot Carbon: Carbon-14 and a Revolution in Science by John Marra is published by Columbia University Press (£27). Pentru a comanda o copie, accesați guardianbookshop.com., Gratuit UK p&p la toate comenzile online de peste £15

  • Share on Facebook
  • Share on Twitter
  • Share via Email
  • Share on LinkedIn
  • Share on Pinterest
  • Share on WhatsApp
  • Share on Messenger.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *