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你可能听说过古埃及的著名法老,比如年纪轻轻就非常可疑地死掉的图坦卡蒙,雄才大略的拉美西斯等,可是对于各个王朝和法老们生活和统治的年代,考古学家们却难以确定,历来有很多争论,其中的差异有的将近百年。现在有个好消息传来了,考古学家们和物理学家联手,用三年时间通过测定法老墓葬中的食品等遗物中的放射性同位素碳14的含量,将公元前2650年到公元前1100年之间的古埃及的历史年代精确度大大提高。

我们的地球,时刻都会受到来自宇宙的高能粒子的轰击,这些粒子称为“宇宙射线”,宇宙射线进入大气层后和大气中的原子发生作用,产生各种次级粒子,其中的中子可以和氮14发生核反应,形成碳14(C-14)并放出一个质子。碳14是碳的一种同位素,原子核包含6个质子和8个中子,它会再次放出一个电子(也就是所谓的β射线)从而变回氮14,这就是放射性。碳14的半衰期为5730年(误差为正负40年),也就是每过5730年,原有的碳14数量就要减少一半。

除了多了两个中子、具有放射性之外,碳14和最常见的碳12性质差不多,可以参与各种化学反应,参与动植物的活动。在宇宙射线持续不断的轰击下,大气中碳14的含量基本上是保持稳定的,因而活着的动植物(包括你我)体内的碳14含量是基本一致的。当动植物停止呼吸之后,和大气的碳元素交换就停止了,放射性碳14的数量因为衰变而开始下降,科学家们正是根据碳14和碳12的比例来确定动植物的年代。

说实在的,碳14测龄法是考古学家们的通用方法,但由于埃及禁止文物出口,而其国内又缺少高精度测龄的仪器,以至于这项早就成熟技术迟迟未能应用到古埃及考古中。三年前牛津大学的物理学家兼数学家拉姆赛(Chistopher Bronk Ramsey)领衔开始进行埃及文物的碳14测龄工作,他收集了来自欧洲和美国博物馆中的211份文物样本。

为了保证样本来自于法老下葬时所种植/养殖的动植物,考古学家们选取的样本放弃了木制品和骨制品,而选择了篮子,纺织品和食物。考古学家们已经基本理清了古埃及王朝各个法老的统治顺序以及他们大致的在位时间,所以这些样品可以作为一组进行检验,从而将时间精度提高到20年内,这样比单份样品测定年龄的精确度要高得多。

这个实验的结果可以平息埃及学家们之间的一些长期存在的争论。比如“新王国时期”开始的时间,一些考古学家认为是公元前1539年,另一些人则认为是大约公元前1550年,拉姆赛和他的团队的实验结果倾向于后者较早的时间,可能还要早上十年。同样,对于“新王国时期”之前的“中王国时期”起始的时间也存在争议,传统上这与对天狼星的天文观测有关,但由于观测的地点并不清楚,所以估计的时间在公元前2055年到前2009年之间,拉姆赛等人的最新结果同样倾向于较早的时间,对于埃及学家们来说这是一个非常重要的结果。将来,用同样的方法可以把古埃及历史与地中海周围的其他古代文明联系起来。

消息来源:《自然》网站6月17日报道

图片来自 《自然》网站

老孙 编译,拟南芥 审稿

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