mariuscomper.ukEnglish

În mijlocul ochilor tăi e carbon din aerul anului în care te-ai născut

Între 1955 și 1963, bombele nucleare testate în aer liber au dublat aproape carbonul-14 din atmosferă. Plantele l-au preluat prin fotosinteză, iar de la ele a ajuns la oameni prin hrană. Proteinele din miezul cristalinului, lentila din ochi, se formează aproape toate în jurul nașterii și nu se mai înlocuiesc, așa că păstrează nivelul din acei ani. Doza de radiație lăsată de teste era deja, în anii 1990, de peste 400 de ori mai mică decât cea naturală. Pentru cercetători, e o dată scrisă în corp.

Carbonul-14 din aer, față de nivelul natural (emisfera nordică)

Anii de naștere (exemplu: schimbă-i cu ai voștri)

La clasă, adaugă și anul profesorului.

Câteva repere de pe curbă: 1955, +1,6%; 1964, +84,6%; 1975, +38,3%; 1990, +14,9%; 2012, +3,0%; 2024, −1,2%.

Cum a ajuns carbonul bombelor în aer

Carbonul-14 se formează în mod natural sus în atmosferă, din azotul lovit de radiația cosmică. Exploziile termonucleare au produs și ele carbon-14, atât de mult încât cantitatea din aerul emisferei nordice aproape s-a dublat.

Între 1945 și 1980 s-au făcut în atmosferă 543 de teste nucleare; cele mai multe au avut loc în 1961 și 1962. Cea mai mare bombă, de 50 de megatone, a detonat-o Uniunea Sovietică în 1961. La 5 august 1963, la Moscova, Statele Unite, Marea Britanie și Uniunea Sovietică au semnat tratatul care interzice testele în aer, în spațiu și sub apă. A intrat în vigoare la 10 octombrie. Testele subterane au rămas permise, iar Franța și China nu l-au semnat.

În august 1963, aerul din emisfera nordică avea cu 94% mai mult carbon-14 decât nivelul natural: aproape de două ori cât înainte de bombe. De atunci curba coboară, deși Franța a mai testat în aer până în 1974 și China până în 1980. În primele decenii, carbonul din bombe a trecut din aer în ocean, în plante și în soluri mai repede decât îl mai adăugau testele; mai târziu, principala cauză a scăderii a devenit carbonul din combustibilii fosili.

Carbonul-14 se dezintegrează prea încet ca să explice căderea: jumătate din el dispare abia în aproximativ 5.700 de ani.

Ca radiație, urma e mică. După calculul UNSCEAR, comitetul ONU pentru efectele radiațiilor, toate substanțele radioactive din testele în atmosferă, nu doar carbonul-14, au dat în 1963 fiecărui om, în medie, 0,11 milisieverți pe an, iar în anii 1990 sub 0,006; din această doză mai mică, 30% venea de la carbonul-14. Radiația naturală dă în medie 2,4 milisieverți pe an.

Din ce an e făcut fiecare organ

Plantele iau carbonul din aer, iar noi îl luăm din plante și din animalele care le mănâncă. Ce construiește corpul urmărește nivelul de carbon-14 din aer, cu o întârziere prin hrană: în sânge, păr și unghii s-au măsurat între zero și trei ani. Globulele roșii trăiesc cam 115 zile; proteinele din miezul cristalinului, o viață. Între ele, fiecare țesut are ritmul lui.

Fiecare rând de mai jos arată, pe aceeași axă a anilor, când s-a făcut materialul din care e alcătuit azi organul, și cât carbon-14 ar avea în medie, calculat din ratele publicate.

  • Miezul cristalinului Proteinele din centrul cristalinului se fac în jurul nașterii și nu se mai înlocuiesc. Niels Lynnerup și colegii (2008) au estimat din ele anul nașterii a 13 oameni din Copenhaga, cu o eroare medie de aproximativ un an și jumătate.
  • Neuronii din scoarța cerebrală Au vârsta ta. Neuronii din neocortex se formează în jurul nașterii; la adulți nu s-au găsit neuroni noi (Bhardwaj și colegii, 2006).
  • Miezul tendonului lui Ahile La cei 28 de oameni sănătoși studiați în Danemarca, colagenul din miezul tendonului se formase în primii 17 ani de viață și apoi practic nu se mai reînnoise (Heinemeier și colegii, 2013).
  • Celulele musculare ale inimii Se înlocuiesc foarte încet: după modelul lui Olaf Bergmann și al colegilor săi (2009), aproximativ 1% pe an la 25 de ani și 0,45% la 75, așa că într-o viață întreagă se schimbă mai puțin de jumătate dintre ele. O altă echipă a raportat în 2012 ritmuri mult mai mari, dar revista a retras lucrarea în 2014; un studiu cu carbon-14 publicat în 2015 de aceeași echipă de la Karolinska a găsit sub 1% pe an la adulți.
  • Celulele de grăsime Numărul lor se fixează în copilărie și adolescență. La adulți, aproximativ o zecime se înlocuiește în fiecare an, la orice vârstă (Spalding și colegii, 2008). Grăsimea din ele se schimbă mai des: în cei circa zece ani cât trăiește o celulă, se reînnoiește de șase ori (Arner și colegii, 2011).
  • Celulele ficatului Vârsta lor medie e sub trei ani (Heinke și colegii, 2022).
  • Globulele roșii Trăiesc în medie 115 zile (Mock și colegii, 2011), așa că poartă carbonul din hrana ultimelor luni.

Același lucru se vede în alte părți ale corpului. Smalțul fiecărui dinte se face la altă vârstă, în copilărie, iar criminaliștii au estimat din el anul nașterii cu o eroare medie de 1,6 ani. Colagenul din cartilajul genunchiului practic nu se mai înlocuiește după ce scheletul s-a format. Rezerva de ovule se formează înainte de naștere.

Rândurile pentru inimă, grăsime și ficat sunt calculate de noi din ratele publicate, așa cum sunt descrise mai sus; studiile dau medii pentru grupuri de oameni, nu valoarea unui om anume. Seria lunară folosită aici începe în 1941, așa că de acolo încep și anii de naștere.

Mai face creierul adult neuroni noi? Cercetătorii nu se înțeleg

În 2013, echipa lui Kirsty Spalding și Jonas Frisén de la Institutul Karolinska a măsurat carbonul-14 din ADN-ul neuronilor din hipocamp, partea creierului legată de memorie, la oameni morți la vârste diferite. Concluzia lor: o treime din neuroni se reînnoiesc, cu 1,75% pe an, adică aproximativ 700 de neuroni noi pe zi în fiecare hipocamp, cu o scădere ușoară la bătrânețe.

În 2018, Shawn Sorrells și colegii de la Universitatea California din San Francisco n-au găsit niciun neuron tânăr în hipocampul adulților între 18 și 77 de ani. În 2022, un studiu al lui Franjic și al colegilor săi n-a găsit la om semnătura genetică a neuronilor noi, deși a găsit-o la șoarece, porc și macac. Alte echipe au raportat contrariul: Boldrini în 2018, Moreno-Jiménez în 2019 și Zhou în 2022 au găsit neuroni imaturi la adulți, iar Dumitru și colegii au arătat în 2025, în Science, celule-mamă care se divid în hipocampul adult.

Tipurile de dovezi diferă: carbon-14 din ADN, marcaje ale neuronilor tineri, gene active, celule care se divid. Studiul din 2025 a găsit celule-mamă care se divid; câți neuroni maturi ies din ele, dacă ies, e încă o întrebare deschisă. Estimarea de 700 pe zi vine de la un singur laborator și dintr-un singur model. Pentru persoana aleasă mai sus, cele două posibilități dau:

Ceasul bombelor își pierde precizia

În jurul lui 2020, aerul măsurat la Jungfraujoch, în Alpii elvețieni, a coborât sub nivelul natural de carbon-14, iar în 2024 ajunsese la −1,2%. Carbonul din bombe s-a dus în ocean și în plante. În locul lui intră în aer carbon din cărbune, petrol și gaz, atât de vechi încât nu mai conține deloc carbon-14.

Heather Graven, de la Imperial College London, a calculat în 2015 ce urmează. După aproximativ 2030, un nivel ridicat de carbon-14 nu va mai arăta că ceva e recent. Dacă emisiile continuă să crească, până în 2050 o plantă proaspătă ar putea avea tot atâta carbon-14 cât o probă din anul 1050. Dacă scad repede, aerul ar rămâne aproape de nivelul natural până în 2100, iar schimbarea de la un an la altul ar putea deveni prea mică pentru a fi măsurată în două-trei decenii. Ceasul pornit de bombe își pierde astfel precizia în timpul vieții elevilor de azi; datarea cu radiocarbon a obiectelor vechi continuă.

În România, carbonul-14 se măsoară cu acceleratorul RoAMS de la Măgurele, pornit în 2012 pentru datarea cu radiocarbon și folosit și pentru alți izotopi.

La clasă: trei întrebări pentru o oră

  1. Fizică. Puneți anul profesorului și al unui elev. Care punct e mai sus și unde cade fiecare față de vârful din 1963–1964? Poate dezintegrarea radioactivă să explice căderea curbei după 1963? (Nu: timpul de înjumătățire e de aproximativ 5.700 de ani.)
  2. Biologie. Alegeți pe rând fiecare persoană. În model, bunicul și elevul mănâncă aceeași hrană azi. De ce globulele lor roșii au același carbon-14, iar cristalinul nu? Ce organ ar putea da vârsta unui om necunoscut?
  3. Istorie. Găsiți pe curbă tratatul din 1963. Franța și China nu l-au semnat și au mai testat bombe în aer. De ce curba a coborât totuși?

Anii scriși în câmpuri rămân în adresa paginii, așa că linkul copiat deschide aceeași familie pe alt ecran.

Cine s-a născut în 1963 sau 1964 are miezul cristalinului făcut din carbonul aerului cu cel mai mult carbon-14 de când se măsoară. Dacă ai pe cineva născut atunci, uită-te la el mai atent data viitoare.

Mai mult pe site

Surse și metodă

Curba din 1941 până în 2018 e seria lunară pentru emisfera nordică, zona 1, publicată de Quan Hua și colegii în 2022. O folosim pentru România, la 45° latitudine nordică, deducând zona după stațiile vecine incluse în ea (Jungfraujoch, 46,5°N); înainte de mijlocul anilor 1950, când au început prelevările directe de aer, seria se sprijină pe inelele arborilor. Din 2019 până în 2024 folosim mediile anuale ale rețelei ICOS de la Jungfraujoch, așa cum le dă tabelul 2 din studiul lui Thomas Laemmel și colegii, încă neevaluat de alți cercetători; seria proprie a autorilor e cu până la 3,6‰ mai jos. Pentru 2025 și 2026 păstrăm valoarea din 2024.

Procentele sunt Δ14C împărțit la zece: abaterea față de nivelul de referință folosit în datarea cu radiocarbon, care corespunde aerului natural dinaintea erei industriale. În 1950, înainte de bombe, aerul era deja cu 2,6% sub el, din cauza arderii combustibililor fosili, mai ales a cărbunelui pe atunci.

Pentru fiecare organ, valoarea e media curbei pe anii în care s-a format materialul: la naștere pentru cristalin și cortex, primii 17 ani pentru tendon, ultimele 115 zile pentru sânge, ultimii trei ani pentru ficat. Pentru inimă aplicăm ratele lui Bergmann (2009) de la 20 de ani încolo și nicio înlocuire înainte; pentru grăsime, o creștere uniformă până la 20 de ani și apoi 10% înlocuire pe an; pentru hipocamp, ritmul adult de 1,75% pe an de la 20 de ani. Sunt presupuneri ale noastre, nu măsurători. Nu adăugăm întârzierea prin hrană.