علوم الأرض والجيولوجيا

دور تقنية “التأريخ بالكربون المشع” في تعيين عمر العديد من الاكتشافات الاثرية

2002 في رحاب الكيمياء

الدكتور نزار رباح الريس , الدكتورة فايزة محمد الخرافي

KFAS

تعيين عمر العديد من الاكتشافات الاثرية تقنية التأريخ بالكربون المشع علوم الأرض والجيولوجيا

كثيراً ما نقرأ عن اكتشاف اثري فريد يعود تاريخه إلى ستة آلاف عام .. أو مومياء في أحد الأهرامات يبلغ عمرها أربعة آلاف عام .. أو لوحة فنية رسمت قبل أربعمائة عام .. ونتساءل .. كيف تم تحديد اعمار هذه الأشياء ؟

ويأتي الجواب على ذلك من تقنية فريدة اقترحها الكيميائي الأمريكي فيلاردفرانك ليبي (1980-1908) (Willard F. Libby) الذي حصل على جائزة نوبل عام 1960 نتيجة أبحاثه في مجال التأريخ باستخدام "الكربون المشع" فما هي هذه التقنية وكيف يمكن استخدامها في هذا المجال ؟

ولإيضاح ذلك نشير إلى أن جو الارض يتعرض لقذف مستمر من الأشعة الكونية التي لها قدرة عالية على الاختراق . 

وتتكون هذه الاشعة من " إلكترونيات ونيوترونات ونوى الذرات"  . وهناك تفاعل مهم بين الغلاف الجوي وهذه الأشعة يتمثل في أن النتروجين يمسك بالنيوترونات ليكون نظير الكربون (14C) 14- والهيدروجين . 

 

ونظراً لأن هذا النظير لا يتمتع بالثبات الكافي فإن سرعان ما يكون ثنائي أكسيد الكربون (14CO2) الذي يختلط مع ثنائي أكسيد الكربون العادي في الجو (12CO2) ويتلاشى نظير الكربون المشع (14C) تدريجياً مطلقاً الإلكترونات أو جسيمات بيتا .  ويبلغ عمر النصف لهذا النوع من الكربون 103 x 73.5 سنة .

وينتقل نظير الكربون 14 من الجو إلى النبات من خلال عملية التمثيل الضوئي حيث يأخذ النبات ثنائي أكسيد الكربون من الجو ، ثم ينتقل إلى باقي الحيوانات وإلى الإنسان من خلال تناولها لهذه النباتات .

ويلاحظ أن هناك توازناً دقيقاً في المحيط الجوي بين الكربون 12 ونظيره الكربون 14، وان هذا التوازن ينتقل بالتالي إلى الكائنات الحية حيث تبقى نسبة كل منهما إلى الآخر ثابتة ما دام الكائن الحي على قيد الحياة . 

 

لكن وفاة الإنسان أو موت الحيوان والنبات يؤدي إلى اختلال هذا التوازن ، حيث تتوقف عملية تجديد ما يفقد من نظير الكربون  14، وتبدأ نسبته ، في جثة الإنسان مثلاً بالنقصان بمعدل ثابت .  ويحدث الشيء نفسه في منتجات النباتات مثل الفحم والنفط والخشب وما إلى ذلك .  وبناء على ذلك نجد أن محتوى المومياء الفرعوني من نظير الكربون 14 أقل من مثيله في الإنسان الذي ما زال على قيد الحياة .

وقد اقترح الكيميائي ليي عام 1955 استخدام هذه الحقيقة في تقدير الزمن الذي انقضى بعد أن بدأ نظير الكربون 14 في التلاشي من عينة ما دون أن يتم تعويض ما يتلاشى منه .  ويمكن بناء على ذلك وباستخدام معادلة رياضية حساب عمر الشيء المطلوب تحديد عمره . 

 

إن هذه التقنية الفذة تعتمد على فكرة بسيطة وهي أن نسبة الكربون العادي إي الكربون المشع في الأشياء الحية هي 1/103 . ونظراً الضآلة نسبة الكربون المشع فإن طريقة قياسه لا بد وأن تكون غاية في الدقة والحسايسية . 

وتزداد صعوبة تعيين محتوى العينة من نظير الكربون 14 في العينات القديمة ، لأن نسبته من هذا الكربون تكون قد تلاشت إلى حد كبير . 

ولقد أثبتت هذه التقنية قدرتها وأهميتها في تعيين عمر العديد من الاكتشافات الاثرية والرسومات وغيرها والتي تتراوح أعمارها بين الف إلى خمسين ألف عام .

مجلة مدار
‫‪حذف الأمراض من حمضنا النووي
ثارت ولادة أول طفلين معدلين جينياً في العالم ضجة كبيرة عام 2018. فقد عُدل الحمض النووي DNA للفتاتين التوأم أثناء عمليات التلقيح الصناعي في المختبر باستخدام تقنية تحرير الجينات كريسبر، وذلك بهدف حمايتهن من فيروس نقص المناعة البشرية HIV. وتستخدم تقنية كريسبر إنزيماً بكتيرياً لاستهداف وقطع تسلسل محدد في حمض نووي. وقد وُضع الباحث الصيني هي جيانكوي He Jiankui، الذي قاد العمل، في السجن لأنه تجاهل إرشادات السلامة ولم يحصل على موافقة واضحة. لكن في ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حذف الأمراض من حمضنا النووي
ثارت ولادة أول طفلين معدلين جينياً في العالم ضجة كبيرة عام 2018. فقد عُدل الحمض النووي DNA للفتاتين التوأم أثناء عمليات التلقيح الصناعي في المختبر باستخدام تقنية تحرير الجينات كريسبر، وذلك بهدف حمايتهن من فيروس نقص المناعة البشرية HIV. وتستخدم تقنية كريسبر إنزيماً بكتيرياً لاستهداف وقطع تسلسل محدد في حمض نووي. وقد وُضع الباحث الصيني هي جيانكوي He Jiankui، الذي قاد العمل، في السجن لأنه تجاهل إرشادات السلامة ولم يحصل على موافقة واضحة. لكن في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إطلالة من مبنى فطري
ذا اضطررنا إلى أن نهرب من الأرض لنقيم في مكان آخر في المجرة، فهل تعرفون ما يجدر بنا أن نأخذ معنا؟ إنه الفطر. أو بالأحرى الأبواغ الفطرية. ليس لنأكلها خلال رحلتنا، لكن لاستخدامها لبناء منازلنا. هذه هي الفكرة الكامنة وراء مشروع الهندسة المعمارية الفطرية Mycoarchitecture project التابع لوكالة ناسا. تُعد وكالة الفضاء الأمريكية خطة لزراعة مبانٍ مصنوعة من الفطريات على سطح المريخ. وتقول عالمة الأحياء الفلكية لين روثتشيلد Lynn Rothschild، التي تعمل على ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إيقاف الآفات بوسائل غير وحشية
ن أحد الاستخدامات الأخرى المحتملة للتحرير الجيني هو القضاء على الآفات. ويمكن للتحرير الجيني ذاتي التكرار Self-replicating edits المُسمى ‘المحركات الجينية’ Gene drives والمستند إلى تقنية كريسبر CRISPR تدمير مجموعات الكائنات الحية بكاملها. في التجارب المعملية، غالباً ما ينتج الحمض النووي DNA المُدخل حديثاً جنساً واحداً عقيماً، يكرر نفسه ليصيب كلتا النسختين من كروموسومات صبغيات الحيوان بحيث ينتقل إلى نسله بكامله. وقد طور بعض البعوض مقاومة ضد ... (قراءة المقال)