Miként pillanthatunk vissza a múltba?

Évgyűrűk, paleomágnesesség, lebomló radioaktív elemek

Bár az időutazás ma még nem lehetséges, ám a tudomány eszköztárában több módszer is régészek, paleontológusok, geológusok, klimatológusok rendelkezésére áll, melyekkel betekinthetnek az eltelt évezredekbe, évmilliókba, évmilliárdokba.

Kezdjük az évgyűrűs kormeghatározással. Ennek technikája a fák egy-egy évgyűrűjének a többihez viszonyított szélességeltérésein alapszik. Bizonyos évgyűrűsorozatok – határozott törvényszerűséget követve – rajzolatot alkotnak, különböző fák ilyen évgyűrűalakzatait pedig kapcsolatba lehet hozni egymással, s így meg lehet állapítani, hogy például mikor vágták ki a különböző építmények fa alkotóelemeihez szükséges fákat, tehát milyen idősek az adott épületek, épületromok. Ez a módszer aztán összekapcsolódott a radioaktív kormeghatározási módszerrel, s a régészetben gyakran az előbbivel ellenőrzik az utóbbival kimutatott időpontok helyességét.

De mi is a radioaktív kormeghatározás? A radioaktív elemek lebomlanak, más elemekké alakulnak át, ráadásul ismert sebességgel bomlanak le. Azt is tudjuk, mennyi a felezési idejük, az az idő, míg az eredeti mennyiségük a felére csökken. Tehát a radioaktív elemek és a bomlástermékek arányát kiszámítva kormeghatározásokat lehet végezni. Világítsuk meg a folyamatot a radioaktív szénizotópos kormeghatározás példáján. A légkör szén-dioxidja nemcsak C12, hanem nagyon kis mennyiségben radioaktív C14 szénizotópot is tartalmaz, melynek felezési ideje 5 600 év (a C a szén tudományos, latin megnevezését – carbon – jelzi, az izotópok pedig ugyanazon elemek különböző atomjai, melyek csak atomsúlyukban különböznek egymástól). A növények a fotoszintézis, a növényevők a növények, a ragadozók a növényevők, az emberek pedig növényi és állati termékek elfogyasztása révén építik be szervezetükbe a kétféle szénizotópot, melyek arányát a ma élő növények, állatok, emberek vizsgálatával ismerjük. Ám amint egy élőlény elpusztul, nem vesz fel több szenet, a C14 pedig a felezési idejének megfelelő tempóban bomlani kezd, tehát változni kezd a C12-C14 arány. Így ha szerves maradványokban, például őskori emberi telephelyen talált állati és emberi csontokban, illetve a tűzhelyen fellelt elszenesedett famaradványokban megvizsgáljuk a két szénizotóp arányát, megtudhatjuk, mikor létezett a telephely, mikor éltek és vadásztak ott hajdani őseink. A C14-en kívül természetesen más radioaktív elemek (rádium, stroncium stb.) felezési ideje alapján is megállapíthatjuk a különböző leletek, illetve nem szerves anyagok korát. Például az ásványok kialakulásának az idejét a bennük lévő rádium vagy a stroncium és bomlástermékeik aránya alapján ismerjük meg.

A régészeti, paleontológiai, kőzettani kormeghatározások mellett geológiai folyamatokra, illetve az ősidők éghajlatára is fényt lehet deríteni. A kőzetekben, köztük a vulkanikusakban is vastartalmú ásványok is vannak, melyek a földi mágneses tér hatására mágneseződnek. Amint a kiömlött láva +770 Celsius-fok alá hűl, a benne lévő vasvegyületek mágneseződnek (magasabb hőmérsékleten elvesztik mágneses tulajdonságaikat), és pontosan a mágneses északi–déli irányba állnak be. Az ősidők vulkanikus kőzeteiben lévő vasvegyületek tehát a paleomágnesesség tanúi. Ennek vizsgálata során viszont kiderült, hogy különböző kontinensek azonos korú kőzeteinek vasvegyületeiben kimutatott észak–déli irányok másfelé mutattak. Ennek pedig csak egyetlen magyarázata volt lehetséges: a mai kontinensek ősei a múltban másképpen helyezkedtek el egymáshoz és a mágneses sarkokhoz képest, így a kontinensvándorlás elméletének igazolásában a paleomágnesesség kutatása is szerepet játszott. A hajdani szuperkontinensek együvé tartozását a jelenlegi kontinensek adott korú kőzeteinek a megegyezése is bizonyítja. Pangea, Gondwana, Laurázsia egykori meglétét a mára szétsodródott kontinenseken felfedezett paleontológiai leletek is igazolják, emellett glaciológiai kutatásokból is kikövetkeztethető Gondwana létezése. A jégárak mozgásuk közben karcolják a kőzeteket, eljegesedési nyomokat hagynak, így derült ki, hogy a karbon és a perm időszakban a részben a déli sarkvidéken elhelyezkedő Gondwanán bekövetkezett egy jégkorszak, a gleccserek mozgásának a nyomait pedig kimutatták az Antarktika, Dél-Amerika, Ausztrália és India adott korú kőzeteiben, ami szintén e földségek hajdani együvé tartozását bizonyítja.

A karbon óriászsurlók, óriásharasztok, óriáspáfrányok alkotta erdőségeiből képződött kőszéntelepek (nem egyszer a széntömbökben is láthatók a falevelek lenyomatai) egyszerre igazolják a kontinensvándorlást, és jelzik az őskontinensek egykori éghajlatát. Összetett alaktani elemzések révén bizonyosságot nyert, hogy az említett őserdők meleg, nedves éghajlat alatt tenyésztek. Tehát a mai kontinensek kőszéntelepei jelzik, hogy őskontinens elődeik, ahol a fent említett erdőségek húzódtak, az Egyenlítőtől nem messze feküdtek, és trópusi éghajlat uralkodott rajtuk. Az őskontinensek és a mai földrészek őséghajlatára több más nyom is utal. A sekély tengerek korallzátonyait alkotó mészvázas korallpolipok csak +22 Celsius-foknál magasabb hőmérsékleten tudnak megélni, a kőzetekben megtalálható ősi mészvázaik tehát trópusi éghajlatra utalnak. (Igaz, a hideg és a meleg tengeráramlatoknak is szerepük van abban, hol létezhetnek.) A kálisó-, kősó- és gipsztelepek többnyire lassan bepárlódó tavakból, tengerekből származnak, és forró, száraz klímára utalnak, míg a vörös színű, laterites, vastartalmú talajok a forró és nedvesebb éghajlat tanúi. A lösz az utolsó eljegesedés, a Würm-glaciális száraz, hideg pusztáin képződött, a löszfalak tehát hideg éghajlatra utalnak, a löszfalakat részekre tagoló barnás talajrétegek viszont az erdőtalaj nyomai, így a klíma átmeneti enyhülését, a vidék beerdősülését jelzik.

Alapos, kitartó kutatómunkával tehát bepillantást nyerhetünk az ősidőkbe.

Lajos Mihály