Кратко — какие эффекты дают систематические ошибки и как их учитывать.
1) Массовая изотопная фракционировка (естественная и лабораторная)
- Причина: биохимические пути (C3/C4/вещи с CAM), метаболические эффекты, диффузия, химические реакции и этапы подготовки пробы приводят к изменению соотношений ${}^{13}\mathrm{C}{/}^{12}\mathrm{C}$ и ${}^{14}\mathrm{C}{/}^{12}\mathrm{C}$.
- Учет: измеряют ${\delta }^{13}\mathrm{C}$ и нормируют активность/отношение на эталон \(\delta^{13}\mathrm{C}=-25\permil\) по формуле
$${\left(\frac{{}^{14}C}{{}^{12}C}\right)}_{\text{norm}}={\left(\frac{{}^{14}C}{{}^{12}C}\right)}_{\text{meas}}\times {\left(\frac{1+{\delta }^{13}{\mathrm{C}}_{\text{std}}/1000}{1+{\delta }^{13}{\mathrm{C}}_{\text{sample}}/1000}\right)}^2,$$ затем возраст рассчитывают по конвенции (Либби):
$$t=-8033\ln (F),$$ где $F$ — нормализованная доля современного углерода.
2) Резервуарные эффекты (marine, freshwater, hard‑water)
- Причина: источник углерода с «старым» или «морским» сигналом (морская карбонатная система, известняковая/подземная вода), приводят к кажущемуся старению.
- Учет: применять региональные поправки $\Delta R$ (для моря) или локальные резервуарные значения; при отсутствии — получать парные даты (наземный/морской материал) и вычитать средний резервуарный сдвиг. Коррекция возраста:
$$t_{\text{corr}}=t_{\text{meas}}-R,$$ где $R$ — локальный средний резервуарный возраст.
3) Контаминация современным или древним углеродом
- Причины: корни, гуминовые кислоты, консервирующие вещества, клеи, углеводороды, карбонатная инфильтрация.
- Эффекты: современный контаминант делает возраст моложе; древний — старше.
- Учет: строгая препарировка и химическая очистка (А‑Б‑А для карбонатов/органики, выделение коллагена, целлюлозы, аминокислот), измерение контроля качества (выход коллагена, соотношение C/N), датирование отдельных компонент (компонентный/ССS — compound‑specific) или фракций. Модель смешения:
$$F_{\text{meas}}=(1-\alpha )F_{\text{sample}}+\alpha F_{\text{contam}},$$ откуда
$$F_{\text{sample}}=\frac{F_{\text{meas}}-\alpha F_{\text{contam}}}{1-\alpha },$$ где $\alpha$ — доля контамина.
4) Диагенез и рекристаллизация
- Причина: обмен углерода между оригинальной матрицей и грунтовыми водами/растворами; замена органики карбонатом и т. п.
- Учет: микроаналитика (микроскопия, FTIR, XRD), отделение первичных молекул (целлюлоза, аминокислоты), избегать карбонатных фракций без удаления обменного углерода.
5) Старо‑древние/эффект «старого дерева» и рециклирование материала
- Причина: использование древесины старше постройки, рециклированные органические материалы, перенос частиц.
- Учет: датировать несколько образцов из разных контекстов/фракций; предпочтительно датировать краткоживущие органические остатки (семена, однолетние растения). При необходимости учитывать «old‑wood» в интерпретации.
6) Лабораторные блэнки, фон и масс‑зависимые эффекты измерения (AMS и сцинтилляция)
- Причина: фоновая активность оборудования и реагентов, малый размер пробы усиливает влияние фона.
- Учет: регулярные блэнки, фоновые коррекции; для малых образцов применять поправку по фоновой активности:
$$F_{\text{corr}}=\frac{F_{\text{meas}}-F_{\text{bkg}}}{1-F_{\text{bkg}}},$$ и указывать погрешность, увеличивающуюся при низком содержании C.
Контроль качества — обязательные практики
- Проверять ${\delta }^{13}\mathrm{C}$, выход и C/N для коллагена ($\mathrm{C}/\mathrm{N}$ в пределах примерно $2.9\text{–}3.6$ считается приемлемым).
- Проводить препробный анализ (микроскопия, химия), датировать разные фракции, применять компаунд‑специфик датирование при высоком риске контаминции.
- При наличии подозрений на резервуарный эффект — парные даты (террестриальный контрол) и использование региональных $\Delta R$.
Выводы для интерпретации возраста
- Всегда проверяйте признак фракционирования (${\delta }^{13}\mathrm{C}$) и качество пробы; нормализуйте по ${\delta }^{13}\mathrm{C}$.
- Ищите и корректируйте резервуарные и контаминантные сдвиги локально (парные пробы, $\Delta R$, модель смешения).
- Описывайте и учитывайте погрешности, фоновые и систематические поправки в финальном возрасте.