Szerző: Gilicze Bálint – MTA

Mi köti össze a torinói lepel korát a kabai meteorit eredetével és a klímaváltozás megértésével? Az MTA Atommagkutató Intézetében vendégkutató Timothy Jull-lal beszélgetve hamar fény derül a titokra.

Amikor benyitottam Timothy Jull irodájába az MTA debreceni Atommagkutató Intézetében, titkon arra számítottam, hogy valamiféle természettudományos Indiana Jonesszal találkozom, aki épp nálunk tölti pihenőidejét két jelentősebb felfedezés között. A torinói lepel kormeghatározásától a meteoritok vizsgálatáig számos témában felbukkan a neve, és talán így már az sem okoz különösebb meglepetést, hogy nyakig benne van a klímaváltozás kutatásában is.

Nem kellett sokáig beszélgetnünk, hogy rájöjjek, mindehhez nem annyira hollywoodi vagányságra volt szükség, mint inkább némi nyitottságra és egy különleges izotópra, melynek neve szén-14.

Szendvicsbe épített kronométer

Ahol csak szénatomokat sodor utunkba az élet – akár benzint égetünk az autónk motorjában, akár bekapunk egy szendvicset – túlnyomórészt a szén-12-es izotóppal találkozunk, melynek atommagjában 6 proton és 6 neutron alkot meglehetősen stabil együttest (szintén stabil, de jóval ritkább izotóp a szén-13). Lényegében elmondhatjuk, hogy a szendvicsünkben található szénatomok java része sok milliárd év óta változatlan.

Néha azonban ráharaphatunk a szén egy másik izotópjára is, mely kémiai értelemben ugyanúgy viselkedik, mint a szén-12, vagyis például ugyanúgy része a szerves molekuláknak. A szén-14 atommagjában azonban a hat proton mellett kettővel több neutron van, és ez a kombináció már nem annyira stabil: egy idő után elbomlik, és a 7 protont és 7 neutront tartalmazó nitrogén-14 keletkezik belőle. Igazán izgalmassá az teszi a helyzetet, hogy mivel minden szén-14-atommag pontosan ugyanakkora valószínűséggel bomlik el adott időn belül, meg lehet határozni, hogy egy mintában mennyi idő alatt csökken a felére a szén-14-atomok száma: ez a felezési idő.

A szén-14 esetében ez nagyjából 5700 év, így ha nagy gonddal összekuporgatott szén-14-gyűjteményünket a vitrinbe tesszük, a hatodik évezred vége felé már csak feleakkora kupacban gyönyörködhetünk. A helyzet azonban ennél csak rosszabb lesz: újabb 5700 évet várva az eredeti mennyiség negyede marad meg, az 57 000. évben pedig már kevesebb mint ezredrésze.

A szén-14 forrása a légköri nitrogén, melyből a kozmikus sugárzás hatására jön létre. Ezekből az atomokból a levegő oxigénjével reagálva hamar szén-dioxid keletkezik, ez pedig bekerül az élet körforgásába. Ha a körülmények állandónak tekinthetők, egy idő után egyensúly áll be, és a körforgásban részt vevő szénatomok között a légköri aránynak megfelelő mennyiségű szén-14-es izotópot találunk.

Az igazi izgalmakat azonban nem is az élet, hanem a halál hozza: a holtaknak ugyanis nincs anyagcseréjük, vagyis a bennük található szén-14 mennyisége a halál pillanatában „befagy”, és ezután csak fogy, a felezési időnek megfelelő ütemben. A szén-12 és a szén-14 mennyiségének aránya így elárulhatja, hogy egy tárgy alapanyagai mikor készülhettek élőlények szöveteiből – például egy vászondarab szövéséhez mikor aratták a lent, vagy mikor vágták le a kecskét, amelynek a bőréből egy kódex lapja készült. Ez a radiokarbon-kormeghatározás módszere.

Az első leleplezés

Az angliai születésű Timothy Jull geokémikusként védte meg doktori disszertációját, majd némi európai kutatómunka után az Arizonai Egyetemen kezdett dolgozni, ahol érdeklődése középpontjába a szén-14 került (néhány más, szintén izgalmas izotóp mellett, lásd keretes írásunkat a cikk végén).

Így lehetett tagja annak a szakértői bizottságnak, melynek tudományos tekintélye meggyőzte a katolikus egyház egyik legismertebb ereklyéje, a torinói lepel őrzőit, hogy mintákat adjanak a kormeghatározáshoz. Végül 1988-ban sikerült elvégezni a méréseket, melyeket további független vizsgálatok követtek, és egyértelműen kiderült, hogy a vászon középkori eredetű, tehát – a legendákkal ellentétben – Jézus testét egészen biztosan nem csavarhatták bele.

A vizsgálati eredményeket – nem meglepő módon – rengeteg támadás érte, bár nem a katolikus vallási hivatalosságok irányából. A legnagyobb vitát a mintavétel módja váltotta ki: egyesek azt állították, hogy egy később hozzátoldott szövetrészből vették a mintákat, mások felvetették, hogy a templomi világítás füstjéből a szövetre rakódó koromrészecskék, illetve a szövet anyagával kémiailag reagáló szén-monoxid módosíthatta az izotóp-összetételt. A későbbi vizsgálatok – köztük Timothy Jull 1996-ban végzett elemzése – kizárták az ilyesféle hatások szerepét, így máig ezt a kormeghatározást tartják a leghitelesebbnek.

Az efféle szakmai viták azonban jól rávilágítanak arra, hogy hiába tűnik pofonegyszerűnek egy mérési módszer, rendkívül körültekintőnek kell lenni, ha minden hibalehetőséget, műterméket ki akarunk zárni. A körültekintés még indokoltabb a torinói lepelhez hasonló egyedi tárgyak esetében, hiszen, mivel itt a lehető legkevesebb roncsolással kell célt érni, már a mintavétel módja, helye és a minták mennyisége körül is késhegyre menő viták alakulhatnak ki.

Az ereklyék ereje

A torinói lepel vizsgálata csak az első volt a Timothy Jull és arizonai laboratóriuma által vizsgált ereklyék között: az itt elnyert bizalom más becses tárgyakhoz is megnyitotta a kapukat. Hozzá kell tennünk azt is, hogy bár a torinói lepel kormeghatározása publikációt ért a Nature-ben, sok kutató nem igazán lelkesedik az ilyen különleges jelentőségű objektumok vizsgálata iránt, mivel így szinte biztos lehet benne, hogy olyanokkal kell majd vitatkoznia, akikkel a legelemibb kérdésekben sincs meg a közös nevező. Timothy Jull azonban úgy véli, épp az ilyen tárgyak révén lehet sokakhoz közelebb vinni a tudományt.

Nem véletlen hát, hogy a National Geographic Society is őt kereste meg, amikor Júdás evangéliumának történetét kísérelte meg felgöngyölíteni.

Apostoli különvélemény

A Kr. u. 325-ben megtartott niceai zsinat fordulópont volt a kereszténység történetében. Ekkor döntött arról az egyházi vezetés, hogy a közkézen forgó számos evangélium közül melyeket fogadja el hitelesnek. Az eredményt jól ismerjük: Márk, János, Máté és Lukács evangéliumának igéjével biztosan találkozunk, ha betérünk egy vasárnapi misére.

Nem így Júdás evangéliumával, mely nem meglepő módon egész másként állítja be Jézus szenvedéstörténetét, és benne a névadó szerepét. Szerzője lényegében azt állítja, hogy Júdás volt Jézus igazi kiválasztottja, és a többi evangélista által leírt árulásra maga Jézus utasította, miközben csak neki adta át az igazi tanítását. Nagy kérdés volt, hogy vajon mikor születhetett ez a dokumentum.

Timothy Jull és munkatársai arra jutottak, hogy a papiruszt, amire a szöveget írták, Kr. u. 300 környékén készíthették. A tinta vizsgálatával együtt végül ki lehetett jelenteni, hogy minden valószínűség szerint ez is egy volt a niceai zsinat által kizárt evangéliumok közül. Arra a kérdésre persze ez a vizsgálat sem tudott választ adni, hogy a szövegben foglaltaknak mennyi köze van a valósághoz. Azt a korábban népszerű elméletet azonban ki tudták zárni, hogy egy jóval a zsinat után született hamisítványról lenne szó.

Amikor egy ilyen objektum belép a Föld légkörébe, a felszíne felizzik, részben elpárolog, részben pedig a hő hatására átalakul. Ha tudjuk, hogy mikor csapódott be a meteorit, ügyes mintavétellel következtethetünk a légkörbe csapódása előtti történetére. A kabai meteoritról Timothy Jull vizsgálatai alapján az derült ki, hogy valószínűsíthetően egy jóval nagyobb aszteroida része lehetett – mint amilyen például ma a Ceres.

Az előzőek után talán nem meglepő, hogy szén-14 kutatási lehetőségeivel önálló folyóirat foglalkozik. A Cambridge University Press kiadásában kéthavonta megjelenő Radiocarbon főszerkesztője pedig nem más, mint Timothy Jull.