Finner alderen til marine sedimenter

Graver du dypt nok i myren, finner du mye rart. Blant annet ti tusen år gamle planterester rett ved siden av tilsynelatende flere hundre år eldre skalldyr. Forskere i Bergen har funnet den nøyaktige alderen på marine sedimenter.

Publisert

14C-metoden

Karbon finnes i to stabile isotoper, nemlig 12C og 13C. Dette er rett og slett karbonatomer der kjernen består av seks protoner og henholdsvis seks eller syv nøytroner (6+6=12 og 6+7=13).

Dette forklarer de kryptiske tallene foran det kjemiske tegnet C for karbon.

Når 14N (normal nitrogen, 7+7) bestråles i atmosfæren av kosmiske stråler, omdannes noen få karbonatomer til den ustabile, radioaktive isotopen 14C (6+8).

Altså en karbonisotop med seks protoner og åtte nøytroner. Når disse karbonatomene reagerer med den øvrige luften, dannes radioaktivt CO2, kalt 14CO2.

Denne blander seg med vanlig CO2 i atmosfæren, og tas opp i levende organismer.

Når organismene dør, slutter de å ta opp i seg CO2, både den radioaktive og den vanlige.

At 14CO2 er radioaktivt, innebærer at det omdannes til stabile isotoper over lang tid.

Har du en kjent mengde 14C, tar det 5730 år før halvparten er omdannet til en stabil isotop.

Det betyr at om du finner organisk materiale som har nøyaktig halvparten så mye radioaktivt karbon i seg som du og jeg, kan du regne med at det er 5730 år gammelt.

Hvis du ikke fant det i et marint sediment, altså?

 

Det har lenge vært kjent hvorfor sedimenter fra marine lag virker langt eldre enn sedimenter fra landjorda, selv om alt tyder på at de er fra nøyaktig samme tidsrom.

Forskere ved Universitetet i Bergen har funnet en metode for å korrigere for dette.

14C-metoden

Årsaken til den opprinnelige frustrasjonen er en kombinasjon av havstrømmene og dateringsmetoden, den såkalte 14C-metoden.

Denne metoden er basert på at alle levende organismer får i seg litt radioaktivt karbon (14C) fra atmosfæren i løpet av livet sitt, og at dette gradvis blir omdannet til stabile karbonisotoper etter at organismen er død.

Ved å se hvor mye C14 som er igjen, kan man si noe om alderen.

De store, globale havstrømmene er blant annet ansvarlige for at det er mye varmere i Norge enn det strengt tatt skulle vært.

Varmt, saltrikt overflatevann fra sydligere strøk møter kaldt, mindre salt vann fra polene, som tvinger det ned i dypet. Det tunge bunnvannet strømmer så i motsatt retning, og bidrar til å drive strømsystemet.

Her oppstår forvirringen for paleobotanikere og andre som jobber med datering av gamle sedimenter.

En lang omvei med havstrømmene

Sstrømmene fører nemlig også med seg 14C fra atmosfæren ned i dypet, der stoffet ikke blir omsatt i levende organismer. I stedet følger det med dyphavsstrømmene, helt til det dukker opp igjen i overflatestrømmene.

Da er det gått i underkant av 400 år. Mange marine organismer får derfor noe av sitt karbon fra oppløst karbonat som kan være veldig gammelt.

Marine organismer

- Det betyr at når du måler alderen til marine organismer med radiokarbondatering, kan de virke 400 år eldre enn de faktisk er, forklarer Hilary Birks.

Sammen med blant andre Jan Mangerud fra Universitetet i Bergen, som opprinnelig hadde ideen til prosjektet, og Stein Bondevik ved Universitetet i Tromsø, som er hovedforfatter, har hun utforsket sedimenter fra to gjengrodde myrer på nordvestkysten av Norge.

- Dette er steder som lå i vannkanten for 10 000 - 15 000 år siden. Dermed finner vi marine sedimenter fra livet i fjæra, sammen med rester av planter og dyr fra landet, som blader, mose, som falt i vannet, forklarer hun.

Eldrebølgen i sedimentene

Forskerne har justert for blant annet kjente atmosfæriske variasjoner i radioaktivt karbon.

I tillegg har de kalibrert sedimentene med et askelag som skriver seg fra et vulkanutbrudd på Island fra 12.000 år tilbake.

Dermed har de funnet en metode for å kalibrere sedimentene fra landjorden mot de marine sedimentene, og funnet ut hvor mange år de skal trekke fra for å få rett alder på marine sedimenter.

Klima

Samtidig har de kommet et skritt lenger i studiene av viktige klimaspørsmål. Tiden for rundt 10 000 - 15 000 år siden er nemlig spesielt interessant:

- De marine sedimentene i deler av denne perioden er enda eldre enn forventet i forhold til landsedimentene, opp til 6-800 år, forklarer Birks.

Dette var under avsmeltingen fra siste istid, og årsaken til den plutselige «eldrebølgen» i de marine sedimentene, antas å være at de store havstrømmene bremset ned, muligens på grunn av økt tilstrømming av ferskvann fra avsmeltingen.

Hvor fort kan klimaet endre seg?

Siden stabiliserte klimaet seg raskt for mellom 11 600 - 11 500 år siden, og på rundt ett hundre år var havstrømmene tilbake til det normale igjen.

- Dette kan si oss noe om hvor for klimaendringer kan finne sted. Det åpner for nye forskningsspørsmål, som hva som drev denne endringen i havstrømmene, om det var isen, solbestråling, havet selv, eller noe annet.

- I tillegg kan det bidra til at vi får laget mer nøyaktige klimamodeller. Jo mer nøyaktige de blir, jo lettere blir det for oss å se nøyaktig hva som kan skje dersom vi endrer bare litt på en av variablene. Og hvor fort det kan endre seg tilbake igjen, sier Birks.