Gli appuntamenti sono tutto in archeologia. Emozionanti scoperte di antichi luoghi di sepoltura o gioielli potrebbero fare notizia, ma per gli scienziati questo tipo di scoperta ha senso solo se possiamo dire quanti anni hanno i manufatti.

Quindi, quando il chimico Willard Libby sviluppò la datazione al radiocarbonio nel 1946, fu una svolta per l'archeologia e gli fu assegnato un premio Nobel per i suoi risultati.

Al giorno d'oggi le persone danno per scontata la tecnologia al radiocarbonio e molte persone pensano che puoi usare il radiocarbonio su qualsiasi residuo umano. Gli scienziati vorrebbero che fosse vero, ma in realtà solo il 50% dei cadaveri può essere datato usando questo metodo perché in alcuni scheletri non c'è abbastanza materiale organico o è contaminato.

Molti reperti interessanti sono stati datati in modo impreciso o non datati affatto, il che significa che gli indizi degli scheletri del passato sono ancora rinchiusi. Ma il mio team potrebbe aver trovato la chiave:la datazione del DNA.

Come funziona la datazione al radiocarbonio

Per capire perché abbiamo bisogno della datazione del DNA, devi sapere cos'è la datazione al radiocarbonio. Ci permette di datare la materia organica (che è più giovane di 50.000 anni) in base alle reazioni chimiche che il corpo scambia con l'ambiente dopo la morte.

Il carbonio si trova in tutti gli esseri viventi ed è la spina dorsale di tutte le molecole. Lo assorbiamo quando mangiamo il cibo e lo espiriamo nell'atmosfera. La datazione al radiocarbonio confronta i tre diversi isotopi (un tipo di atomo) del carbonio.

Il più abbondante, il carbonio-12, rimane stabile nell'atmosfera. È un buon parametro per misurare l'età degli scheletri poiché uno degli altri isotopi, il carbonio-14 è radioattivo e decade nel tempo.

Poiché gli animali e le piante smettono di assorbire il carbonio-14 quando decadono, la radioattività del carbonio-14 che rimane rivela la loro età. Ma c'è un problema. Basse quantità di materiale organico, la dieta del defunto o dell'animale e la contaminazione con campioni moderni possono distorcere il calcolo.

La variazione nella datazione tra i soli laboratori può arrivare fino a 1.000 anni. È come uscire con la regina Elisabetta II ai tempi di Guglielmo il Conquistatore.

L'alternativa alla datazione al radiocarbonio è l'utilizzo di reperti archeologici trovati insieme a resti umani. Funziona se troviamo uno scheletro che trasporta una moneta coniata da Giulio Cesare, diciamo. Ma ciò accade raramente.

I primi resti umani in Afghanistan sono stati trovati nella grotta di Darra-i-Kur a Badakhshan. La grotta di Darra-i-Kur in Afghanistan, ad esempio, inizialmente si presumeva risalisse all'era paleolitica (30.000 anni prima del presente), sulla base della datazione al radiocarbonio di campioni di carbone e suolo. Ma uno studio successivo ha misurato frammenti di crani trovati nella grotta rispetto a teschi umani moderni e si è reso conto che era più vicino alla forma umana moderna rispetto a quella di Neanderthal. Il frammento di cranio è stato datato al radiocarbonio al Neolitico, circa 25.000 anni dopo. L'errore era dovuto a campioni di carbonio inadeguati. È stato il primo essere umano antico dell'Afghanistan a cui è stato sequenziato il DNA.

Un nuovo strumento per gli appuntamenti

Gli scienziati già conoscono le mutazioni del DNA che possono mostrare da dove proveniva qualcuno. Il mio team ha creato uno strumento "GPS" per i genomi che ci ha aiutato a identificare l'antica Ashkenaz come il luogo di nascita degli ebrei ashkenaziti e della lingua yiddish. Ci sono anche mutazioni del DNA che ci aiutano a dirci quanto tempo fa è vissuto qualcuno.

Un esempio è la mutazione del gene LCT che ha permesso ai nostri antenati di elaborare il lattosio. È aumentato rapidamente da quando è emerso per la prima volta sviluppato nell'era neolitica (10.000–8.000 aC). Quindi possiamo datare antichi genomi senza la mutazione del gene LCT a prima del neolitico.

Il mio team ha sviluppato lo strumento dell'algoritmo della struttura della popolazione temporale (TPS) e lo ha utilizzato per datare 5.000 genomi antichi e moderni. Ci sono decine di migliaia di mutazioni che sono aumentate o diminuite nel tempo. TPS identifica queste mutazioni e il periodo a cui sono associate e le classifica in otto ampi periodi.

Ogni persona antica è rappresentata dalle firme di questi periodi. TPS utilizza un tipo di intelligenza artificiale noto come apprendimento automatico supervisionato per abbinare quelle firme all'età degli scheletri.

Un modo per testare un metodo di datazione è confrontare la differenza di età degli scheletri che sono correlati tra loro. Questo può funzionare bene se gli scheletri sono abbastanza completi da stimare la loro età. Ti aspetteresti che gli scheletri di padre e figlio, ad esempio, siano datati a un periodo di circa 17-35 anni l'uno dall'altro.

In un test alla cieca, il TPS ha datato gli scheletri di familiari stretti in un intervallo di tempo ragionevole di 17 anni, rispetto ai 68 anni di un test non alla cieca per altri metodi di datazione. (Un test alla cieca è quando le informazioni che possono influenzare gli sperimentatori vengono trattenute fino al completamento dell'esperimento.)

Uno dei siti più controversi per la datazione antica è il luogo di sepoltura di Cechia Brandýsek. Le sepolture di Brandýsek risalenti al periodo della campana sono state esplorate tra il 1955 e il 1956.

Gli archeologi hanno scoperto tombe, metà delle quali sono state distrutte dalle operazioni minerarie. Hanno trovato 23 persone provenienti da 22 tombe insieme a manufatti come ceramiche, un ciondolo in osso e punte di freccia in selce.

Basandosi sia sul radiocarbonio che sul contesto archeologico, il sito è stato datato al periodo del Bell Beaker (4.800–3.800 anni fa). Tuttavia, lo stesso studio ha datato al radiocarbonio uno degli scheletri a circa (5.500 anni fa).

Dato che solo due cadaveri potevano essere datati al radiocarbonio, era difficile dire se la datazione fosse sbagliata o se si trattasse di un sito che potrebbe aver avuto importanza rituale per migliaia di anni. Il nostro studio sul DNA di 12 scheletri del sito ha confermato che lo scheletro discutibile era di circa 1.000 anni più vecchio degli altri.

I nostri risultati confermano che questo sito è stato un luogo di sepoltura sin dal Neolitico. Questo spiega anche perché il sito ha caratteristiche architettoniche solitamente non associate alle sepolture dei Bell Beaker, come le tombe in pietra.

Sebbene il TPS abbia funzionato bene, non è un sostituto della datazione al radiocarbonio. La sua accuratezza dipende da un set di dati di DNA antico. TPS può impostare date per animali umani e da fattoria, per i quali sono disponibili dati antichi estesi. Ma coloro che vogliono viaggiare nel passato per incontrare un antico elefante o una scimmia sono soli. + Esplora ulteriormente

I ricercatori sviluppano il primo metodo basato sull'intelligenza artificiale per datare i resti archeologici

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.