שיטות תיארוך שונות העבר הרחוק מוסבר על ידי המדע העכשווי

1. שיטות תיארוך שונות העבר הרחוק מוסבר על ידי המדע העכשווי מצגת זו מוקדשת לשיטות השונות לתיארוך מאובנים, סלעים וחומרים החשובים להבנת ההיסטוריה של כדור הארץ, התאוותו, התפתחות החיים בו והתפתחות האדם ונערך עבור המעוניינים להעמיק בנושא.

2. תיארוך פחמן-14 תיארוך פחמן-14 היא שיטת תיארוך רדיומטרי אשר הומצאה בשנת 1949. זו אחת מהשיטות המדויקות ביותר להערכת גילם של ממצאים גאולוגיים וארכאולוגיים אורגניים. את השיטה פיתח הכימאי האמריקאי וילארד פרנק ליבי שזכה בפרס נובל על עבודתו. בטבע מצויים שלושה איזוטופים של פחמן: "פחמן-12" (המהווה כ-99% מהפחמן בטבע), "פחמן-13" (המהווה קצת פחות מ-1% מהפחמן בטבע), ופחמן-14, המהווה טריליונית מהפחמן בטבע (0.0000000001%), בעוד שסוגי הפחמן האחרים הם איזוטופים יציבים, פחמן-14 הוא איזוטופ רדיואקטיבי, כלומר, הוא דועך עם הזמן, והופך ליסוד אחר (לחנקן-14). קצב הדעיכה הוא קבוע, ונמדד בזמן מחצית חיים. זמן מחצית החיים של פחמן-14 הוא כ־5,730 שנים, כלומר בהינתן כמות מסוימת של פחמן-14, הרי שבמשך תקופת זמן זו, כחצי ממנו דועך והופך לגרעינים אחרים. ריכוז הפחמן-14 באטמוספירה הוא יציב למדי, וזאת מכיוון שבמקביל לדעיכת פחמן-14 והפיכתו לחנקן-14, אטומים של חנקן-14 הופכים בגובה האטמוספירה לפחמן-14, עקב אינטראקציה בה מחליף נייטרון את אחד הפרוטונים בחנקן-144 (מקור הנייטרונים הוא פגיעת קרינה קוסמית באטמוספירה). תהליך זה מביא לשיווי משקל בין היצירה להתפרקות, וכך מתקבל באטמוספירה ריכוז קבוע של האיזוטופ פחמן-14 יחסית לאיזוטופים האחרים של הפחמן. פחמן-14 מוטמע בצמחים יחד עם האיזוטופים האחרים של הפחמן תוך כדי תהליך הפוטוסינתזה. מהצמחים הוא עובר ליצורים חיים אחרים באמצעות שרשרת המזון. תהליך ספיגת הפחמן נעצר כמעט לחלוטין עם מותו של הצמח או של בעל החיים, ומאותו רגע שיעור הפחמן-14 בחומר הולך ופוחת עקב הדעיכה הרדיואקטיבית. לכן, אם ידוע היחס בין הפחמן-14 לאיזוטופי הפחמן האחרים באטמוספירה בתקופת החיים של הצמח או בעל החיים - ניתן לחשב את הזמן שעבר מאז על ידי מדידת היחס בין כמות הפחמן-14 בחומר, לבין כמותם של האיזוטופים היציבים של הפחמן. לקריאת המאמר במלואו: https://he.wikipedia.תיארוך בפחמן 14

3. תיארוך אשלגן-ארגון תיארוך אשלגן-ארגון או "תיארוך K-Ar" הוא שיטת תיארוך רדיומטריאשר נועדה לתיארוך חומרים. השיטה מבוססת על ידיעת קצב הדעיכה הרדיואקטיבית של איזוטופים טבעיים, ושיעורו של קצב זה בעת המדידה. שיטת "אשלגן-ארגון" משמשת למציאת גילם של חומרים אשר בהרכבם הכימי מצוי היסוד כימי אשלגן, דוגמת נציץ, מינרלי חרסית, סלעי התאדות דוגמת מלח בישול, וטפרה – כלל החומר הנפלט מהר געש בעת התפרצות געשית ונופל לקרקע. הרקע כאשר מדובר בסלעים ממוצא מגמטי אין אפשרות להשתמש בשיטה המקובלת של התיארוך הרדיומטרי תיארוך פחמן-14, שכן בבזלת אין פחמן. ברם, הבזלת מכילה מעט אשלגן. אחד האיזוטופים של אשלגן 40K הוא חומר רדיואקטיבי טבעי וקיימת התמרה קבועה ויציבה שלו, תוך כדי פליטת קרינת גמא לאיזוטופ של הגז האציל ארגון - 40AR. ההתמרה איטית מאוד - זמן מחצית החיים של האיזוטופ הרדיואקטיבי - הוא מיליארד ורבע שנים. קיימת הבעיה כיצד להפיק אותו שכן, גז הארגון נוצר בתוך הסלע החל מרגע התגבשותו. בתוך הסלע הוא נלכד ו"נלכד" בתוך שריגי הגבישים של הסלע . לשם כך יהיה עלינו  להמיס את השריגים ולשחרר את הגז. שיטת העבודה קביעת גיל הבזלת נעשית בשיטה הבאה: חישוב כמות האשלגן בסלע. התכת הבזלת בחום גבוה, למעשה נחזיר אותה למצב של לבה. שחרור הגזים שבתוכה. בידוד הגז ארגון 40AR. מדידת כמותו. היחס בין אשלגן 40 לבין 40AR תאפשר לחשב את הזמן שעבר מאז התגבשות הסלע, כלומר את גיל הבזלת מאז שיצאה לקרום כדור הארץ . גיל שייקבע בשיטה זו  נקרא "גיל רדיגני". t : גיל הדגם תיארוך אשלגן ארגון באנגלית הסבר מורחב יותר: https://en.wikipedia.org/wiki/K%E2%80%93Ar_dating בספרדית: https://es.wikipedia.org/wiki/Dataci%C3%B3n_potasio-arg%C3%B3n

4. תיארוך בשיטות פליאומגנטיות פליאומגנטיזם הוא תחום לימוד בגאולוגיה העוסק בחקר עברו של השדה המגנטי של כדור הארץ כפי שנשמר במינרלים מגנטיים לאורך זמן. המחקר בתחום זה הגיע לידי השערה כי השדה מגנטי של כדור הארץ משתנה בצורה ניכרת הן בכיוונו והן בגודלו לאורך הזמן. לימוד השדה המגנטי ההיסטורי מתבצע על ידי מדידת הכיוון המגנטי של מינרלים וסלעים כפי שהוטבע בהם בעת היווצרותם. נבדקים מדגמים מסלעים המצויים בשכבה,  שמועד היווצרותה נקבע על פי קריטריונים מקובלים. תוצאות הבדיקה מאפשרות להעריך את מאפייני השדה המגנטי של כדור הארץ בזמן שהתגבשו. לכדור הארץ שדה מגנטי, שקטביו קרובים כיום לקטבים הגאוגרפיים של הכדור: הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי. הקטבים המגנטיים ועצמתם משתנים עם הזמן, ונמדדים באופן יומי. נראה שבמאפייני השדה חלים שינויים גדולים על פני טווחי זמן גאולוגיים, המגיעים אף להיפוך הקטבים המגנטיים. כיוונו של הצפון המגנטי (יחסית לצפון האמיתי) נקרא נטייה מגנטית. הנטייה המגנטית בארץ ישראל בשנת 2006 היא 3.6 מעלות מזרחה. היא גדלה לאורך השנים, כאשר בשנת 1976 - השנה הראשונה בה בוצעו המדידות הארץ - הייתה 2.6 מעלות מזרחה. הבדלים בנטייה קיימים בין אזורי הארץ . מידת הנטייה מן האופק של השדה המגנטי נקראת אינקלינציה והיא משתנה מכאפס בקו המשוה עד 900 מעלות - כלפי מעלה - בקוטב המגנטי הדרומי ועד 90 מעלות - כלפי מטה - בקוטב המגנטי הצפוני. חקר האדם הקדמון כיום נעשה שימוש בפליאומגנטיזם לצורך חקר שרידי האדם הקדמון ברמות הבזלתיות של מזרח אפריקה לאורך השבר הסורי-אפריקני. כיוון השדה המגנטי המוטבע בסלעי הבזלת מאפשר לתארך את הממצאים בדיוק רב וכך לקבוע את תקופת התקיימותם של מיני הומינינים קדומים. סלע הפאליומגנטיזם ברמת הגולן תיארוך בשיטות פאלאומגנטיזם

5. נקודת הפאליאומגנטיזם ברמת הגולן

6. שיטת תיארוך אורניום-תוריום אורניום-תוריום (מכונה גם "תוריום-230") הינה שיטת תיארוך רדיומטרי, המשמשת למציאת גילם של חומרים מבוססי סידן פחמתי (כגון: אלמוגים, נטיפים וזקיפים). השיטה יכולה לשמש לתיארוך סלעים עתיקים בהרבה מסלעים אותם מתארכים בשיטת פחמן-14, כיוון שזמן מחצית החיים של האיזוטופ אורניום 230 נמשך כ-75,000 שנים, בעוד שזמן מחצית החיים של האיזוטופ פחמן 14 נמשך כ-5700 שנים "בלבד". השיטה מבוססת על מדידת התפרקויות האיזוטופ תוריום 230 הנוצר מהתפרקות אורניום 2344. המסיסות של תוריום במים אפסית ולעומתו אורניום מסיס במידת מה כך שחומר שמקורו בשיקוע יונים מומסים במי ים מכיל כמות מסוימת (כמה חלקים למיליארד עד כמה חלקים למיליון) של אורניום אך אינו מכיל תוריום. התוריום אותו מוצאים באבן גיר או באלמוג הוא, לכן, תוצר התפרקות של האורניום שהושקע עם היווצרות המוצק וכך יכול לשמש לתיארוך זמן ההיווצרות טכניקת התיארוך אליסטיירפייק מאוניברסיטת בריסטול שבבריטניה ושותפיו השתמשו בשיטה אחרת למדידת גילם של ממצאים עתיקים במערות, גם אם אינם אורגניים. השיטה מבוססת על כך שמים מחלחלים בסלעי המערות ובזרימתם האיטית בדרך זו הם אוספים איתם קלציט, תרכובת סידנית הכוללת בתוכה שאריות של אורניום רדיואקטיבי. כשאותם מים  זורמים על פני ציור כלשהו הם משאירים אחריהם על פני הציור משקע קלציטי, הכולל גם את האורניום. לאורניום זה יש זמן מחצית חיים ידוע, שבמרוצתו הוא דועך לאיטו והופך לתוריום. בשיטה זו ניתן אם כן למדוד את גילו של הכיסוי הקלציטי של כל ממצא במערה, אם הוא אמנם מכוסה בקלציט, כלומר, לקבוע גיל מינימלי של אותו ממצא. אפשר כמובן שהממצא יהיה עתיק בהרבה מאותה תכסית שלו, אבל גילו בוודאי איננו יכול להיות פחות מגיל התכסית הקלציטית. פייק וחבריו מתארים במאמרם מדידה של כ-50 ממצאים שכאלה, מ-11 מערות שונות בצפון ספרד. והממצא העתיק ביותר שמצאו כך, היה אותה נקודה אדומה במערת אל קסטיו, שגילה היה לפחות 40,800 שנה. הממצא השני בעתיקותו היה ציור של יד אדם, בצבע אדום, על פני אותו קיר במערת אל קסטיו. ציור זה תוארך לפחות ללפני 37,300 שנה. הציור השלישי בעתיקותו היה ציור של סימן הדומה למספר "1", אשר היה מצויר על פני קיר במערת אלטאמירה הסמוכה, ואשר גילו נקבע כלפחות בן 35,600 שנה. תכניתם של המדענים כעת היא, לחזור בקנה מידה גדול יותר על אותן בדיקות באותה שיטה, במערות נוספות ובממצאים נוספים, ולנסות לתארך בצורה יסודית יותר את ההיסטוריה של הציור האנושי, מתחילתו. לקריאת המאמר במלואו: https://he.wikipedia.,תיארוך אורניום-תוריום

7. תיארוך אורניום-עופרת תיארוך אורניום–עופרת (U–Pb)  הוא אחת משיטות תיארוך הוותיקות והמדויקות ביותר של תיארוך רדיומטרי. בשיטה זו ניתן לתארך סלעים, שגילם בין מיליון שנה ל-4.5 מיליארד שנים בשיעור דיוק שיוצר טעות עד טווח של 1% עד 0.1%. שיטת תיארוך זו מבוצעת בדרך כלל על המינרל זירקון,ZrSiO4)) אולם ניתן לעשות בו שימוש גם על מינרלים אחרים. זירקון קולט אטומי אורניום לתוך המבנה הגבישי שלו  כמחליפים לזירקוניום, אבל דוחה בעוצמה עופרת. לזירקון יש טמפרטורת חסימה (הטמפרטורה שמתחתיה אינם חופשיים לעזוב את המינרל, כך שהשעון הרדיומטרי מתחיל לפעול) גבוהה מאוד, עמידות בפני שבירה מכנית ואדישות כימית גבוהה. כמו כן, זירקון יוצר מספר רב של שכבות גבישיות במהלך אירועים מטאמורפיים, כאשר כל אחד מהם יכול להוות עדות לגיל איזוטופי של האירוע. ניתן להשיג אנליזה מקומית של המיקרו-קרן באמצעות שיטות הלייזר ICP-MS אוSIMS המינרל משלב אטומים של אורניום ותוריום לתוך המבנה הגבישי שלו, אבל דוחה בתוקף עופרת. לכן סביר שכל תכולת העופרת של הזירקון היא רדיוגנית, כלומר היא מיוצר אך ורק על ידי תהליך של דעיכה רדיואקטיבית לאחר היווצרות המינרל. לכן היחס הנוכחי בין עופרת לאורניום במינרל יכול לשמש כדי לקבוע את גילו של המינרל. לקריאת המאמר במלואו: https://he.wikipedia.תיארוך אורניו-עופרת

8. תיארוך באמצעות טבעות עצים תיארוך באמצעות טבעות עצים (בלועזית: דֶּנְדְּרוֹכְּרוֹנוֹלוֹגְיָה. במינוח האקדמיה: גִּילָאוּת הָעֵץ) הוא שיטת תיארוך המבוססת על מדידות עוביין של טבעות עצים שנתיות. טבעות עצים נוצרות מדי שנה אך עוביין מושפע מכמות המשקעים ומתנאים סביבתיים נוספים אליהם חשוף העץ. על פי סדר הטבעות והדגם שהן מתוות ברצף מסוים ניתן ליצור קורלציה של טבעות עצים בין עצים שהתקיימו בתקופה חופפת כלשהי. שימוש בגזעי עצים שהתקיימו ביניהם חפיפות היוצרים יחד רצף ארוך בזמן מאפשר קביעת גיל של ממצאי עץ בחפירות. ניתן אף למשוך את הרצף הדנדרוכרונולוגי אל מעבר לזמן חייהם של עצים רצנטיים על ידי מציאת חפיפות בין ממצאי עץ מתוארכים. רצפים כאלה נערכו על ידי מעבדות שונות ברחבי העולם על טבעות עצים של עצים מאריכי ימים. בישראל שימשו לכך עצי ערער אדום המצויים במקומות מסוימים בנגב. הדנדרוכרונולוגיה פותחה בארצות הברית על ידי אנדרו אליקוט דאגלס בסוף המאה ה-19 על סמך טבעות עצים של "אורן האצטרובל הזיפני" (Bristlcone Pine), המצוי בפסגות הגבוהות של ה־White Mountains שבדרום קליפורניה. במין זה קיימים עצים שגילם מגיע ל־4,000 שנים ויותר והעץ הזקן ביותר בהם והזקן ביותר בעולם הוא בן כ־4,700 שנים ונקרא "מתושלח", ועל ידי קורלציה בינם לבין עצים מתים, שרבים מהם מצויים באזור, ניתן היה לבנות כרונולוגיית על המגיעה עד יותר מ-8,000 שנה אחורה. באירופה נבנתה כרונולוגיה דומה על בסיס טבעות עצים של עצי אלון מגרמניה ומאירלנד. אלו אמנם מאריכי חיים פחות מהאורנים של דרום-מערב ארצות הברית, אולם, בכל זאת ניתן היה לבנות על פיהם כרונולוגיית על שהגיעה בשלב הראשון עד יותר מ־7,000 שנה אחורה, ובהמשך עד 11,000 שנה אחורה. 1937. Ponderosa pine stump section showing tree growth rings and fire scars from 1680-1930. Deming Creek. Bly, Oregon

9. חתך רוחב בגזע של ארז הלבנון. קורה בת אלפיים שנה מחפירות ממשית, ובה כמאה טבעות שנתיות ברורות | צילום: נילי ליפשיץ

10. טבעות העץ. עיבוד תמונה: יניב זליג, קק"ל

11. מקורות: https://he.wikipedia.תרבות האשלית והארץ הייתה תוהו ובוהו-תולדות ארץ ישראל פרק 1: שחר האדם ערוץ אולדובאי https://en.wikipedia.org/wiki/Acheulean https://he.wikipedia.אבן היד https://es.wikipedia.org/wiki/Achelense https://he.wikipedia.תרבות האשלו-יברויד .antiquities.רשות העתיקות-כלי אבן כלי אבן במוזיאון ישראל http://www.nrg.co.il/online/1/ART2/684/642.html http://tabun.haifa.ac.il/index.html מוזיאון האדם הקדמון - מעין ברוך עובדייה גשר בנות יעקב מערת תנור קלריטה ואפרים הנכם מוזמנים להיכנס לאתר שלנו: www.clarita-efraim.com chefetze@netvision.net.il אבן יד באורך 20 ס"מ, עשויה מצור, האופיינית לתרבות האשלית המאוחרת. נמצאה באתר ליד מדריד, ספרד, המתוארך לגיל של כ- 200 אלף שנה