碳测年法，考古学的主力，正在重新启动

放射性碳测年法——一种用于确定史前样本年龄的关键工具——即将得到重大更新。七年来，这项技术将首次使用来自世界各地的大量新数据进行重新校准。这一结果可能会对许多发现的年龄估计产生影响，比如西伯利亚最古老的现代人类化石，根据最新的校准，它比之前认为的要年轻1000年。

这项工作结合了来自树木年轮、湖泊和海洋沉积物、珊瑚和石笋等特征的数千个数据点，并将放射性碳的时间范围扩展到55000年前，比2013年的上一次校准更新还要早5000年。

考古学家们简直眼花缭乱。新西兰奥塔哥大学的考古学家尼古拉斯·萨顿在推特上说:“也许我被封锁的时间太长了，但是……我真的很兴奋!”

考古:追溯历史

尽管重新校准的结果大多是细微的变化，但即使是微小的调整也会对考古学家和古生态学家产生巨大的影响，他们的目标是将事件锁定在一小段时间内。英国牛津放射性碳加速器单位主任、考古年代学家汤姆·海厄姆说，新的校准曲线对于理解史前“至关重要”。

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放射性碳年代测定的基础很简单:所有生物都从大气和周围的食物来源中吸收碳，包括一定数量的天然放射性碳14。当植物或动物死亡时，它们会停止吸收，但它们积累的放射性碳会继续衰变。测量剩余的数量可以估算出某物死亡的时间。

但这一基本计算假设环境中碳14的含量在时间和空间上是恒定的，而事实并非如此。近几十年来，化石燃料的燃烧和核弹的试验从根本上改变了空气中碳-14的含量，而非人为因素的变化可以追溯到更久远的以前。例如，在行星磁场逆转期间，更多的太阳辐射进入大气层，产生更多的碳14。海洋也吸收碳——南半球的海洋更多一些——并循环碳几个世纪，这使事情更加复杂。

因此，需要将日历日期与不同地区的放射性碳日期相匹配的转换表。科学家们发布了北半球(IntCal20)、南半球(SHCal20)和海洋样本(MarineCal20)的新曲线。它们将发表在杂志上放射性碳测定年代在接下来的几个月里。

自20世纪60年代以来，研究人员主要用树木进行这种重新校准，计算年轮以获得日历日期，并将其与测量的放射性碳日期相匹配。最古老的单株树是一棵来自加州的狐尾松，大约有5000年的历史。通过对一棵树和另一棵树年轮的相对宽度进行比对，包括沼泽和历史建筑的年轮，树木的记录现在已经被推到了13910年前。

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自1998年以来，有四次官方的IntCal校准，增加了来自叠层湖泊和海洋沉积物、洞穴石笋和珊瑚的数据(既可以用放射性碳定年，也可以用放射性钍/铀定年等技术进行独立评估)。2018年，中国葫芦洞的一些石笋提供了可追溯到54000年前的记录¹．

IntCal20基于12904个数据点，几乎是2013年数据集的两倍。IntCal工作组负责人、英国贝尔法斯特女王大学放射性碳年代测定中心负责人保拉·雷默(Paula Reimer)说，结果要令人满意得多。例如，对于已知的4万年前的短暂磁场逆转，2013年曲线的碳14峰值太低，而且太老了500年——这是新曲线解决的一个烦恼。

海厄姆说，重新校准对于理解生活在4万年前的古人类的年代学是至关重要的。“使用这条曲线校准我们的最新数据，我真的很兴奋，”他说。

重新校准和评估

IntCal20修改a的日期智人在罗马尼亚发现的一块名为Oase 1的颚骨，可能比之前认为的要古老数百年²．海厄姆说，对Oase 1号的基因分析显示，它的祖先是尼安德特人，仅在四到六代之前，所以Oase 1号的年代越久远，尼安德特人在欧洲生活的时间就越久远。与此同时，最年长的智人根据新的转换曲线，在欧亚大陆发现的化石——西伯利亚出土的Ust’- ishim——几乎年轻了1000岁。海厄姆说:“这改变了我们所能确定的现代人在西伯利亚中部生活的最早时间。”然而，他警告说，在这种测量中，除了放射性碳校准之外，还有更多的误差来源:“污染是对这些真正古老的骨骼年代测定的最大影响。”

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其他人将利用重新校准来评估环境事件。例如，几十年来，研究人员一直在争论希腊圣托里尼岛米诺斯火山喷发的时间。到目前为止，放射性碳结果通常给出的最佳日期是公元前17世纪晚期，比大多数考古评估给出的时间要早100年左右。IntCal20提高了年代测定的准确性，但使争论更加复杂:总的来说，它将放射性碳结果的日历日期推迟了5-15年，但是——因为校准曲线波动很大——它也为火山爆发提供了6个潜在的时间窗口，最有可能是在公元前17世纪晚期，但也可能是在公元前16世纪晚期²．

雷默说，所以这两个群体仍然存在分歧，但分歧较少，而且更加复杂。“他们中的一些人仍在争论，”雷默说。“没有确切的答案。”

尽管如此，任何研究过去5万年人类历史的人都会对新的校准充满热情，海厄姆说:“这是一个特别令人兴奋的时间来研究过去。”