Keď Vezuv v roku 79 vybuchol a pochoval Pompeje pod vrstvami popola a sopečného materiálu, nikto nemohol tušiť, že katastrofa bude o takmer dve tisícročia neskôr slúžiť ako mimoriadne presné geologické hodiny.
Vedci z Berkeley Geochronology Center, Kalifornskej univerzity v Berkeley a Univerzity v Padove použili materiál z tejto erupcie na nové overenie argónovo-argónovej metódy datovania.
Výsledok ukázal, že pri vhodných vzorkách dokáže táto metóda určiť vek aj relatívne mladej sopečnej udalosti s presnosťou na úrovni desaťročí.
Prečo sú Pompeje také užitočné?
Pri väčšine dávnych erupcií vedci nepoznajú presný deň ani rok, kedy sa odohrali.
Pri Vezuve je situácia výnimočná.
Erupciu opísal Plínius Mladší v listoch, v ktorých zaznamenal vlastnú skúsenosť s katastrofou a smrť svojho strýka Plínia Staršieho.
Tradične sa erupcia spája s 24. augustom roku 79. Presný dátum je medzi historikmi stále predmetom diskusie a existujú argumenty aj pre neskorší jesenný termín.
Autori novej štúdie preto pri historickom dátume počítali približne s dvojmesačnou neistotou.
Ani tá však nebola dostatočne veľká na to, aby zásadne ovplyvnila kalibráciu metódy.
Vzorky trafili vek erupcie veľmi blízko
Vedci analyzovali osem vzoriek minerálu sanidín, ktorý obsahuje draslík a nachádzal sa v pemze vyvrhnutej Vezuvom.
Vzorky boli zmerané v roku 2025.
Argónovo-argónová metóda im priradila vek 1 938 rokov s neistotou približne 13 rokov.
Historicky očakávaný vek vzoriek bol približne 1 946 rokov.
Rozdiel teda predstavoval iba niekoľko rokov.
Výskumníci uvádzajú presnosť približne 0,7 percenta a zhodu so známym historickým vekom približne na úrovni 0,4 percenta.
Ako fungujú „hodiny“ ukryté v hornine?
Metóda využíva rádioaktívny izotop draslíka-40.
Ten sa počas obrovských časových období postupne mení na argón-40.
Pri sopečnej erupcii a vzniku nového minerálu sa akoby spustia geologické stopky. Vedci potom môžu z pomeru určitých izotopov odhadnúť, koľko času od vzniku minerálu uplynulo.
Čím presnejšie poznajú rýchlosť rádioaktívneho rozpadu, tým presnejší môže byť výsledný vek.
A práve tu Pompeje pomohli.
Polčas rozpadu spresnili dvojnásobne
Výskum umožnil vedcom presnejšie vypočítať aj polčas rozpadu draslíka-40 na argón-40.
Nová hodnota je približne 12,044 miliardy rokov s neistotou 0,088 miliardy rokov.
Podľa výskumníkov je tento údaj približne dvakrát presnejší než predchádzajúce určenie založené na meraniach jadrového rozpadu.
To je dôležité preto, že rovnaké fyzikálne „hodiny“ sa používajú na určovanie veku hornín z veľmi odlišných období dejín Zeme.
Vzorky ležali desaťročia nepoužité
Na výskume je zaujímavé aj to, že niektoré kľúčové vzorky neboli nové.
Andrea Marzoli z Univerzity v Padove získal pemzu z lokality Oplontis ešte v roku 1998.
Oplontis bolo ďalšie rímske sídlo pochované pri rovnakej erupcii Vezuvu.
Vzorky pochádzali z najskoršej fázy erupcie a obsahovali veľa draslíka, čo z nich urobilo vhodný materiál pre nové merania.
Desiatky rokov však zostali neanalyzované.
Až kombinácia lepších vzoriek, modernejších hmotnostných spektrometrov a presnejších laboratórnych postupov umožnila dosiahnuť súčasný výsledok.
Nie je to iba príbeh o Pompejach
Význam štúdie presahuje jednu antickú katastrofu.
Presnejšie datovanie môže vedcom pomôcť zostaviť históriu aktívnych vulkánov a lepšie porovnávať jednotlivé erupcie.
Dôležité to môže byť napríklad pri sopkách v okolí Neapola, Mexico City alebo indonézskej Yogyakarty, kde v blízkosti vulkanických systémov žijú milióny ľudí.
Presnejší časový údaj zároveň pomáha pri porovnávaní udalostí, ktoré sa odohrali približne v rovnakom období.
Vedci tak môžu lepšie skúmať, či napríklad veľká sopečná činnosť časovo súvisela so zmenami klímy, biologickými udalosťami alebo inými geologickými procesmi.
Katastrofa ako vedecký etalón
Pompeje sú známe najmä ako mesto, v ktorom sa vďaka sopečnému popolu zachovali budovy, predmety aj stopy každodenného života.
Nový výskum však ukazuje ďalšiu stránku ich významu.
Pretože poznáme historické okolnosti katastrofy nezvyčajne dobre, erupcia Vezuvu môže fungovať ako kontrolný bod pre hodiny, ktorými vedci merajú dejiny Zeme.
Udalosť, ktorá pred takmer dvoma tisícročiami zničila celé mesto, tak dnes pomáha spresňovať dátumy udalostí odohrávajúcich sa v časových mierkach od tisícov až po miliardy rokov.
