עד שנת 1949, כאשר ארכיאולוגים חפרו עצמות פרה-היסטוריות, נקודות אבן, שרידי פחם או ממצאים אחרים מההיסטוריה האנושית הקדומה, לא הייתה להם שום דרך לדעת בדיוק בן כמה חפצים אלה. הכימאי וילארד ליבי שינה זאת, תוך שהוא מתכנן שיטה גאונית לתארוך חפצים קדומים המבוססים על סוגי אטומי הפחמן הכלולים בתוכם.
ליבי ועמיתיו ביססו את הרעיון שלהם על כך שדברים חיים משלבים כמויות זעירות של איזוטופ מסוים של פחמן (C-14) מהאטמוספרה למבנה שלהם; כאשר הם מתים, הם מפסיקים להוסיף C-14 חדש, והכמות שנותרה בפנים מתכלה לאט לאלמנט אחר, חנקן -14. על ידי המחשבה שחיי מחצית החיים של C-14 (משך הזמן שלוקח למחצית מכמות מסוימת של C-14 להתפרק ל- N-14) הוא 5, 730 שנים, הם יכולים לנתח כימית את היחס של C-14 עד N-14 בתוך פיסת עץ או עצם וקבעו כמה זמן הוא מת.
טכניקה זו חוללה מהפכה בארכיאולוגיה, אנתרופולוגיה ותחומים אחרים, ומאפשרת לנו לקבוע את הגיל המוחלט של חפצים עד גיל 60, 000 שנה. אולם לאורך כל הדרך הדיוק בטכניקה זו הוגבל מהעובדה שכמות ה- C-14 באטמוספרה השתנתה לאורך זמן - ומעולם לא היה שום תיעוד נהדר של עד כמה זה השתנה לאורך השנים.
עם זאת בחשבון, צוות מדענים מאוניברסיטת אוקספורד וממקומות אחרים התלהב במיוחד כאשר חפרו עלים מאובנים וליבות שכבות משקעים מתחת לאגם סויגטסו היפני. דגימות אלה אולי לא נראות כמו הרבה, אך בגלל מצבות השכבות הייחודיות של המשקעים, הממצא מהווה תיעוד מקיף חסר תקדים של ה- C-14 האטמוספרי מלפני 11, 200 עד 52, 800 שנה. דגימות המשקעים ממקום אחד זה על פני כדור הארץ, במילים אחרות, יהפכו את היכולת שלנו לתארך חפצים קדומים שנמצאו בכל מקום על פני כדור הארץ באופן מדויק יותר באופן משמעותי.
"התוצאות החדשות מציעות חידוד חשוב של רשומת הרדיו הפחמנית האטמוספרית ומניחים את לוח הזמנים של הפחמן על בסיס מוצק יותר, " אמר ג'סי סמית ', עורך במדעי הטבע, שם פורסמו הממצאים בעיתון היום.
תמונה מיקרוסקופית של שכבות המשקעים של אגם סויגטו. (תמונה דרך גורדון שלנואוט) מערכת תהליכים ותנאים ספציפיים המתרחשים באגם עוזרים להסביר מדוע גרעיני המשקעים ודגימות העלים כה חשובים. בכל חורף מתים אצות קטנות בצבע בהיר המכונות דיאטומים ומכסים את קרקעית האגם; בכל קיץ הם מכוסים בתור שכבה משקעית כהה יותר. מכיוון שהאגם דומם מאוד, דל בחמצן ולא הוטרד על ידי קרחונים או פעילות גיאולוגית בשום 52, 800 השנים האחרונות, שכבות מיקרוסקופיות אלה מהוות רשומה שנתית שלמה שנשמרה בליבות המשקעים.
יתר על כן, מכיוון שעלים וחומרים אורגניים אחרים נלכדו בין השכבות, המדענים הצליחו להשתמש בכמות ה- C-14 בכל עלה כדי לבנות תמונה מלאה של ה- C-14 האטמוספרי לאורך זמן. בעבר רשומות C-14 אטמוספריות הגיעו מדגימות ימיות (השונות מאלו שנמצאות ביבשה) או טבעות עצים (שרק התוארכו לפני קצת יותר מ 12, 000 שנה), כך שהליבות הללו ישפרו מאוד את הדיוק של תיארוך פחמימני עבור עצמים ישנים. החוקרים "עגנו" את רשומת ה- C-14 החדשה לנתונים קודמים על ידי התאמת הרמות שנמצאו בשכבות הליבות האחרונות יותר לאלו שכבר ידועים מטבעות העץ.
"למרות שרשומה זו לא תביא לתיקונים גדולים של תאריכים, למשל בארכיאולוגיה, יהיו שינויים בפירוט שהם בסדר גודל של מאות שנים, " אמר הארכיאולוג של אוניברסיטת אוקספורד, ברונק רמזי, המחבר הראשי של העיתון. "שינויים כאלה יכולים להיות משמעותיים מאוד כשאתה מנסה לבדוק את התגובות האנושיות לאקלים, המתוארך לעתים קרובות בשיטות אחרות, למשל דרך ליבות הקרח של גרינלנד. סולם זמן מכויל יותר מדויק יאפשר לנו לענות על שאלות בארכיאולוגיה, שקודם לכן לא הייתה לנו החלטה לטפל בה. "
החוקרים חשדו כי התנאים באגם סויגטסו יכולים להניב שיא כה חשוב C-14 כבר בשנת 1993, אך הם נתקלו בקשיים טכניים לחילוץ וניתוח ליבות שלמות עד כה. "זוהי הגשמת חלום יפני בן 20 שנה", אמר הסופר המשותף טאקשי נקאגאווה מאוניברסיטת ניוקאסל על נהר הטיין באנגליה. למרות שלקח זמן לשחזר את הדגימות בהצלחה, הם יעזרו כעת לחוקרים להבין את הגילאים של דגימות וממצאים ישנים בהרבה.
