Starost fosila dinosaura često se određuje pomoću stijena koje ga okružuju. Paleontolozi mogu pronaći kost u sedimentnom sloju, a utvrditi vremenski raspon u kojem je životinja živjela mjerenjem starosti vulkanskog materijala iznad i ispod tog sloja. Broj poput 150 milijuna godina obično nije rezultat radiokarbonske analize same kosti.
Ugljik-14 koristan je za mnoge arheološke nalaze, ali ne za ostatke dinosaura stare desecima ili stotinama milijuna godina. Za tako davna razdoblja istraživači trebaju druge izotope, dobro dokumentiran položaj nalaza i usporedbu s geološkim zapisom. Različite metode odgovaraju na različita pitanja: kada je mineral kristalizirao, koji je sloj stariji i u kojem se vremenskom rasponu mogao sačuvati fosil.
Zašto ugljik-14 ne može datirati dinosaure?
Radiokarbonska metoda prati raspad ugljika-14 u organskom materijalu. Vrijeme njegova poluraspada iznosi približno 5730 godina: nakon tog intervala ostaje polovica početne količine, nakon još jednog četvrtina, a zatim sve manji udio. Metoda se obično primjenjuje na nalaze stare do otprilike 50.000 godina, ovisno o uzorku i mogućnostima mjerenja.
Razlika prema starosti dinosaura golema je. Neptičji dinosauri nestali su prije približno 66 milijuna godina. Od njihova izumiranja prošlo je toliko mnogo razdoblja poluraspada da izvorni ugljik-14 više nije moguće upotrijebiti za određivanje starosti. Mjerenje novijeg ugljika koji je naknadno dospio u uzorak ne rješava taj problem.
U vodiču o radiokarbonskom datiranju objašnjeno je zašto su izbor materijala i provjera kontaminacije presudni. Uzorci koji izgledaju slično ne moraju biti prikladni za istu analizu. Arheološka kost i mineralizirani fosil iz mezozoika nisu zamjenjivi laboratorijski uzorci.
Prvo treba utvrditi gdje je fosil pronađen
Položaj nalaza dio je dokaza. Prije izdvajanja fosila istraživači bilježe stijenu u kojoj se nalazi, raspored slojeva, granice među njima i odnos prema drugim nalazima. Kost izvađena bez tih podataka može izgubiti velik dio svoje vrijednosti za određivanje starosti.
U neporemećenom slijedu sedimentnih naslaga donji su slojevi uglavnom stariji od onih iznad njih. To omogućuje relativno datiranje: može se utvrditi što je nastalo ranije, iako još nema brojčane starosti. Smithsonianov pregled metoda datiranja objašnjava kako se takav slijed povezuje s neovisnim mjerenjima.
Geolozi moraju provjeriti je li slijed doista očuvan. Rasjedi, nabiranje, erozija ili kasnije premještanje materijala mogu zakomplicirati jednostavan raspored od starijeg prema mlađem. Fosil koji je erozijom izvađen iz stare stijene i ponovno taložen u mlađu naslagu nije iste starosti kao novi sloj u kojem je završio.
Takva mogućnost ne poništava metodu, ali mijenja tumačenje. Važno je utvrditi datira li se vrijeme prvog zatrpavanja ostatka ili neko kasnije geološko premještanje. Terenski opis i laboratorijski rezultat moraju se odnositi na isti slijed događaja.
Vulkanski pepeo može ograničiti starost fosila
Vulkanske erupcije mogu u sedimentni zapis unijeti minerale pogodne za radiometrijsko datiranje. Istraživači u odgovarajućem mineralu mjere odnos radioaktivnog izotopa i produkata njegova raspada. Poznata brzina raspada omogućuje procjenu vremena koje je prošlo od događaja što ga mineral bilježi.
Za vrlo stare stijene koriste se, među ostalim, sustavi uran–olovo i kalij–argon te njihove izvedene metode. Američka geološka služba (USGS) naglašava važnost izbora minerala i geološkog konteksta. Starost analiziranog minerala ne mora odgovarati starosti okolnih naslaga ili fosila.
Zamislimo fosilni sloj između dvaju vulkanskih slojeva. Donji je datiran na 152 milijuna, a gornji na 149 milijuna godina. Ako je slijed očuvan i oba rezultata pouzdano predstavljaju odgovarajuće događaje, fosilna naslaga može biti stara između 149 i 152 milijuna godina. To je pojednostavljen primjer, a ne opis konkretnog nalazišta.
Ne bi bilo opravdano samo uzeti sredinu tog raspona i kost proglasiti starom točno 150,5 milijuna godina. Između dviju erupcija sediment se nije nužno taložio jednakom brzinom. Možda je bilo prekida, a sam položaj fosila unutar naslage ne mora dati jednako preciznu procjenu kao datirani mineral.
Druga nalazišta pomažu povezati vremenski zapis
Vulkanski slojevi nisu prisutni svugdje. U takvim slučajevima važnu ulogu imaju fosili organizama čija je raspodjela kroz geološko vrijeme dobro poznata. Usporedbom njihovih zajednica istraživači mogu povezati naslage iz različitih područja i provjeriti pripadaju li sličnom razdoblju.
To ne znači da svaka poznata vrsta automatski daje preciznu godinu. Neke su dugo postojale ili živjele samo u određenim okolišima, pa njihova odsutnost može imati drugo objašnjenje. Korisnija je podudarnost više neovisnih tragova nego oslanjanje na jedan prepoznatljiv fosil.
Primjer takva rada donosi istraživanje ranih fosila iz Tanzanije. Novi nalazi mogu promijeniti usporedbu fosilnih zajednica i procjenu starosti slojeva, osobito ondje gdje nema vulkanskog pepela pogodnog za datiranje. Promjena procjene ne znači da su sva prethodna mjerenja bila proizvoljna; može značiti da je geološki kontekst bolje razjašnjen.
Koliko je precizna procjena starosti?
Uz objavljenu starost važan je i raspon nesigurnosti. Rezultat može biti vrlo precizan za analizirani mineral, ali manje precizan za fosil koji se nalazi između datiranih slojeva. Te dvije razine ne treba prikazivati kao da su jedna laboratorijska brojka.
Istraživači provjeravaju slažu li se rezultati više uzoraka, odgovara li odabrana metoda starosti materijala i postoje li tragovi naknadnih promjena. Zagrijavanje, izmjena s okolišem ili prisutnost starijih mineralnih zrna mogu zahtijevati drukčije tumačenje mjerenja. Neovisna provjera posebno je važna kada nalaz mijenja vrijeme pojave neke velike skupine životinja.
Za čitatelja je korisno pogledati što je rad zapravo datirao. Formulacija da je kost pronađena u naslagi staroj oko 150 milijuna godina može biti preciznija od tvrdnje da je sama kost izravno izmjerena. Dobar opis nalaza navodi uzorak, metodu i njegov odnos prema fosilu, pa se iz njega može razumjeti što broj godina potvrđuje, a što ostaje procjena.
