În urmă cu o jumătate de secol, curând după sfârşitul celui de-al doilea război mondial, apariţia datării cu carbon radioactiv a permis examinarea istoriei naturale şi a trecutului cultural al omenirii. A devenit posibil să se dateze cu precizie mii de vestigii, de la străvechii ştiuleţi de porumb găsiţi în New Mexico la Manuscrisele de la Marea Moartă.

Rezultat secundar al fizicii nucleare, noua tehnică a avut un impact extraordinar asupra arheologiei, antropologiei şi geologiei. Datarea cu carbon radioactiv a fost mai mult decât o nouă tehnică, pentru că ea a derivat din ideile de bază asupra compoziţiei chimice a Universului. De asemenea, a deschis o fereastră spre trecutul îndepărtat al omenirii şi o perspectivă asupra galaxiilor îndepărtate. Ea reprezintă contribuţia însemnată a unui fizician american, Willard Frank Libby.

Unul din foarte puţinii fizicieni proveniţi dintr-un mediu rural, Willard Frank Libby s-a născut pe 17 decembrie 1908 în Grand Valley, Colorado. Tatăl lui, Ora Edward Libby, era fermier şi nu avea decât trei clase primare, iar mama lui se numea Eva May Rivers. La vârsta de cinci ani, familia s-a mutat la o fermă pomicolă din nordul Californiei. Acolo, Edward a urmat cursurile şcolii gimnaziale şi ale liceului, pe care 1-a absolvit în 1926.

Încurajat de părinţi, el şi-a continuat studiile la University of California din Berkeley. Iniţial a vrut să devină inginer miner, dar curând s-a simţit atras de chimie, matematică şi fizică. A absolvit universitatea în 1931. După doi ani a obţinut titlul de doctor, implicându-se în studiul energiilor joase şi al nucleelor radioactive şi construind un contor Geiger foarte sensibil pentru detectarea radiaţiei de joasă energie. A rămas ca instructor la Berkeley din 1933 până în 1940.

În timpul celui de-al doilea război mondial, Libby s-a mutat la Columbia University, la Divizia de Cercetări pentru Război, participând la realizarea Proiectului Manhattan. Principala lui contribuţie a reprezentat-o producerea unor mijloace de separare a izotopilor de uraniu necesari pentru construirea bombei atomice. Aceasta a presupus aplicarea câtorva din principiile pe care Libby avea să le evoce în lucrarea sa despre datarea cu carbon radioactiv. După război, Libby s-a transferat la Institutul pentru Studii Nucleare de la University of Chicago, condus de Enrico Fermi.

Nu Libby este autorul teoriei potrivit căreia radioactivitatea evoluează o dată cu vârsta Pământului. În jurul anului 1900 se recunoscuse deja faptul că dezintegrarea nucleară transformă, după o anumită perioadă, elementele instabile, radioactive, în altele stabile, obişnuite. În 1904 Ernest Rutherford admitea faptul că radioactivitatea ar putea sugera vârsta Pământului. Un chimist american, Bertram Borden Boltwood, a început în 1905 să studieze posibilitatea elaborării unei metode de a calcula acest proces, ajungând la o vârsta de cel puţin 2,2 miliarde de ani pentru Pământ şi de 5 miliarde de ani pentru Sistemul Solar.

Marea contribuţie a lui Libby în această direcţie a constituit-o recunoaşterea importanţei radiaţiei cosmice care bombardează Pământul, descoperire făcută în 1939. Razele cosmice sunt particule nucleare subatomice care sosesc încontinuu din spaţiul cosmic, lovind şi combinându-se cu azotul, elementul ce compune aproape patru cincimi din atmosfera terestră. Libby presupunea că o parte din atomii de azot se transformau în carbon radioactiv, sau carbon-14. Acest izotop de carbon, la rândul său, era preluat curând de bioxidul de carbon şi absorbit de plante.

Aşadar, toate fiinţele vii ingerează carbon-14 pe cale naturală prin lanţul trofic. Libby a considerat că este rezonabil să se presupună că nivelul de carbon-14 rămâne destul de constant într-un organism de-a lungul vieţii acestuia, adică pe toată perioada cât poate absorbi substanţe nutritive. Dar după moarte, carbonul-14 din plantă sau animal va începe să se dezintegreze, rămânând în cantităţi din ce în ce mai mici în organism. În timp ce perioada de înjumătăţire a uraniului este de 4,5 miliarde de ani, timpul de înjumătăţire al carbonului-14, măsurat prin 1940, este de 5730 de ani, o perioadă relativ scurtă. „Ar trebui să fie posibil", scria Libby, „prin măsurarea activităţii rămase, să determinăm timpul scurs de la moarte, dacă aceasta a avut loc în urmă cu aproximativ 500 până la 30 000 ani."

Construind un contor Geiger special, pe care 1-a încastrat în plumb pentru a elimina radiaţia de fond, Libby a creat un algoritm pentru procesul de datare: mai întâi a ars o substanţă naturală, cum ar fi lemnul, a cărui vârsta a determinat-o prin alte metode. Apoi a verificat metoda pe lemnul punţii de la barca funerară a faraonului Sesostris, rezultatul confirmând înregistrările istorice. La laboratorul lui Libby au venit alte obiecte: mangal îngropat de oameni la Stonehenge sau la Marea Piramidă a Soarelui din Palenque, Mexic, ca să nu mai vorbim de străvechile excremente din Chile.

Libby a fost în măsură să dateze cele mai vechi comunităţi umane şi să sugereze o dată a încetării ultimei glaciaţiuni, în urmă cu 10 000 de ani, mult mai târziu decât se crezuse anterior. Datarea cu carbon-14 a devenit în cele din urmă foarte utilă pentru obiecte datând între 500 şi 70 000 de ani. Lucrarea lui Libby Datarea cu carbon radioactiv a fost publicată în 1952, iar în 1960 el a primit Premiul Nobel pentru chimie.

Libby a devenit o personalitate proeminentă în fizica americană. În 1954, el a abandonat temporar activitatea la University of Chicago pentru a lucra în Comisia pentru Energie Atomică la solicitarea preşedintelui Dwight D. Eisenhower. Libby a fost considerat un adept al războiului rece, în vreme ce alţii au văzut în el un savant păcălit de politica guvernamentală. Susţinând cursa înarmărilor, el a emis părerea că „riscurile sunt minime în comparaţie cu acelea derivate dintr-un arsenal nuclear inadecvat".

În anii '50, Libby a militat pentru „adăposturi împotriva căderilor radioactive" în curtea fiecărei case, care în teorie ar fi salvat populaţia de radiaţia letală provocată de un război atomic. În privinţa radioactivităţii, avea o părere surprinzător de optimistă. De asemenea, a susţinut necesitatea testării armelor nucleare, scriind că „în nici un caz nu se poate spune că testele ar fi periculoase în vreun fel". Libby a lucrat în Departamentul de Chimie de la University of California Los Angeles în ultima parte a carierei, fiind şi director al Institutului de Geofizică şi Fizică Planetară.

A fost căsătorit cu Leonor Lucinda Hickey, cu care a avut două fiice gemene, Susan şi Janet. După ce a divorţat, în 1966, Libby s-a însurat cu Leona Woods Marshall. Înalt, impozant, roşcat, Libby a fost poreclit toată viaţa „Bill cel Roşu". Era considerat un profesor eficient, care încerca să fie sever cu doctoranzii săi. Ideea pe care o avea despre cerinţele impuse profesiei lui era tipică pentru perioada aceea: „Un om de ştiinţă trebuie să fie un bărbat adevărat", i-a spus el lui Theodore Berland.

„Cei mai mulţi oameni nu sunt, în sensul că se bazează prea mult pe alţii. Ei sunt parte dintr-un grup. Un om de ştiinţă trebuie să fie în stare să lucreze individual, să-şi facă propria muncă." Libby s-a pensionat în 1976. A murit pe 8 septembrie 1980 în urma unor complicaţii provocate de pneumonie.

După descoperirea de către Libby a datării cu carbon radioactiv s-a dezvoltat un întreg domeniu al testării radiometrice, folosindu-se metode tot mai sofisticate, mai precise şi mai semnificative. Noi procedee, cum ar fi metoda K-Ar (potasiu-argon), care utilizează potasiu-40 radioactiv, sunt esenţiale în datarea continentelor şi a structurilor geologice; iar metoda Rb-Sr (rubidiu-stronţiu) foloseşte atomi de rubidiu pentru datarea rocilor aduse de pe Lună.

Se impune precizarea că toate aceste metode conţin nişte implicaţii excepţionale pentru adepţii Bibliei ad-Iitteram. Particulele subatomice fac legătura dintre istoria omenirii şi istoria universului şi îi rezervă omului un loc distinct în cadrul erelor geologice. O asemenea interfaţă cu civilizaţia umană, care se regăseşte şi în microbiologie, este una dintre cele mai mari contribuţii ale fizicii la „iluminismul" cultural.

RECENT

Aspecte epidemilogice ale izbucnirilor cu boli diareice acute în Republica Moldova (Nadejda Gafin, Aliona Nastas, Ion Bîrcă, Adrian Cotelea, Vasile Sofronie)
02.01.2020

În articol sunt prezentate unele aspecte epidemiologice ale izbucnirilor cu boli diareice acute (BDA) în Republica Moldova în anii 2014-2 [ ... ]

Impactul asupra sănătății și cel socioeconomic al morbidității prin varicelă în Republica Moldova (Silvia Negară, Vasile Sofronie)
02.01.2020

A fost studiată și analizată epidemilogic morbiditatea prin varicelă în Republica Moldova în perioada 1985-2017. Studiul dat este unul [ ... ]

2018 Sănătatea - Publicaţie de sănătate şi divertisment