radiohiili

Joulupukki on totta? Esi-isän luu tutkittu, ikää noin 1700 vuotta.

Ti, 12/12/2017 - 15:25 Toimitus
Pyhän Nikolauksen luu – tai ainakin sen oletetaan olevan.

Pyhä Nikolaus on yksi tunnetuimmista kristillisistä pyhimyksistä. Legenda hänestä liitetään useissa Euroopan maissa joulupukkiin ja lahjojen antamiseen. Nyt tutkijat ovat analysoineet pyhimyksen jäänteinä pidettyjä luita ja tulokset julkaistiin juuri: joulupukin esi-isä näyttää olevan peräisin 300-luvulta.

Nikolauksen jäännöksinä pidettyjä luita on vuodesta 1087 alkaen säilytetty Italiassa Etelä-Pugliassa Barin kylässä Basilica di San Nicola -kirkossa hautaholvissa marmorialttarin alla.

Pyhän Nikolauksen luiksi uskottuja jäännöksiä on myös Venetsiassa Chiesa di San Nicolo -kirkossa Lidon saarella. Lisäksi Pyhän Nikolauksen jäännöksinä pidettyjä yksittäisiä reliikkejä ovat pitäneet hallussaan lukuisat kirkot ympäri maailmaa.

Oxfordin yliopiston professori Tom Higham ja Turun yliopiston kollegiumtutkija Georges Kazan saivat käyttöönsä kuitenkin näytteen Amerikasta. Luunkappale on osa yhdysvaltalaisen papin Dennis O’Neillin reliikkikokoelmaa.

Kyseinen luunkappaleen on tunnistettu olevan osa ihmisen lonkkaluuta, ja sen on uskottu olevan Pyhän Nikolauksen jäännös. Higham ja Kazan tutkivat luunkappaletta radiohiiliajoituksella osoittaakseen reliikin iän tarkalleen.

Tulosten mukaan reliikki on 300-luvulta eli ajalta, jolloin Pyhän Nikolauksen uskotaan eläneen. Historioitsijoiden mukaan hän kuoli noin vuonna 343. Tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että pyhäinjäännöksinä pidetyt luut saattavat olla aitoja Pyhän Nikolauksen luita.

"Kiinnostuimme O’Neillin hallussa olevasta luunkappaleesta, koska se on vasemmasta häpyluusta, lonkkaluun alemmasta osasta", kertoo Turun yliopiston Turku Institute for Advanced Studies -tutkijakollegiumissa tutkijana työskentelevä Kazan.

"Barin kokoelmassa taas ei ole kokonaista lonkkaluuta, vaan vain vasen suoliluu lonkkaluun yläosasta. Tämä herätti huomioni ja antoi alkusysäyksen tutkimuksellemme. Vielä on vahvistamatta, pitääkö Venetsian kokoelma sisällään jäännöksiä lonkkaluusta, mutta kokoelma täydentää Barin jäännöksiä niin, että molempien kokoelmien voidaan olettaa olevan yhden ja saman yksilön luuta."

Radiohiiliajoituksen kehitys avaa reliikkien tarinoita

Higham ja Kazan, jotka johtavat Oxford Relics Cluster -tutkimusryhmää Keble College's Advanced Studies Centre -tutkimuskeskuksessa Oxfordin yliopistossa ovat ensimmäiset tutkijat, jotka ovat analysoineet näitä luita radiohiiliajoituksella. Higham on alan pioneeri, Kazan on tutkinut varhaiskristillisiä pyhäinjäännöksiä ympäri Eurooppaa ja Lähi-itää kymmenen vuoden ajan.

"Usein tutkimuksemme osoittavat pyhäinjäännösten olevan uudempia kuin on uskottu. Nyt tutkimuksemme sen sijaan viittaa siihen, että meillä saattaa olla käsissämme Pyhän Nikolauksen aitoja jäännöksiä", professori Higham sanoo.

Tutkittua luunkappaletta on pidetty pyhäinjäännöksenä melkein 1 700 vuoden ajan, mikä tekee siitä yhden vanhimmista reliikeistä, joita Higham ja Kazan tiimeineen ovat tutkineet.

Tutkijat kertovat, että radiohiiliajoitusteknologian kehittyminen viime vuosina on helpottanut reliikkien tutkimista.

"Kun aiemmin tarvittiin fyysisiä luunäytteitä, voimme nyt tarkastella milligramman kokoisia mikronäytteitä. Tämä avaa arkeologiselle tutkimukselle uuden maailman", selittää Kazan.

Higham huomauttaa, että tieteen keinoin ei kuitenkaan ole täysin mahdollista todistaa, että tutkittu reliikki on varmasti kuulunut Pyhälle Nikolaukselle.

"Sen kuitenkin pystymme todistamaan, jos reliikki ei ole aito."

"Nämä tulokset kannustavat meitä nyt jatkamaan Barin ja Venetsian reliikkien tutkimusta esimerkiksi dna-kokein, jotta voimme osoittaa, että kyseiset luunkappaleet ovat saman yksilön jäännöksiä", Kazan jatkaa.

"On mielenkiintoista ajatella, että näin vanhat reliikit saattavat olla aitoja!"

Pyhän Nikolauksen uskotaan eläneen Myrassa Anatolian niemimaalla nykyisen Turkin alueella.

Hänen kerrotaan olleen varakas mies, joka tunnettiin laajalti avokätisyydestään, ominaisuudesta, joka innoitti joulupukin hahmoa joululahjojen tuojana.

Rooman keisari Diocletianuksen uskotaan vainonneen Pyhää Nikolausta, joka kuoli Myrassa, jossa hänen jäännöksistään tuli tärkeä osa kristillisiä riittejä. Kerrotaan, että ryhmä italialaisia kauppiaita vei jäännökset Myrasta Bariin, jossa suurin osa niistä on tänä päivänä Basilica di San Nicola -kirkossa.

Tarinat Pyhästä Nikolauksesta tulivat suosituiksi 1500-luvulla, jolloin joulupukin legenda syntyi. Joulukuun kuudes päivä tunnetaan monissa Euroopan maissa, erityisesti Hollannissa, Pyhän Nikolauksen päivänä, jonka aattona annetaan ja saadaan lahjoja.

Tuoreet tulokset ovat osa käynnissä olevaa tutkimusta ja ne julkaistiin reliikkiä hallussaan pitävän yhdysvaltalaiskirkon pyynnöstä 6.12.2017.

*

Juttu perustuu Turun yliopiston tiedotteeseen, jonka pohjana on puolestaan Oxfordin yliopiston tiedote.

Ihme ja kumma: Taidemuseo Louvren kellarissa on hiukkaskiihdytin.

Ma, 01/09/2017 - 10:02 Jari Mäkinen

Hiukkaskiihdyttimistä tulee yleensä mieleen hiukkasfysiikka ja luonnon pienimpien mysteerien tutkiminen. Todellisuudessa hiukkaskiihdyttimillä tehdään paljon muutakin: niillä voi valmistaa esimerkiksi lääketieteessä tarvittavia radioaktiivisia aineita, niitä voi käyttää ikään kuin mikroskooppeina sekä aineanalysaattoreina. Tutkittavat kohteet voivat olla niin korvaamattomia taide-esineitä kuin biopolttoainettakin.

Otsikkokuvassa tutkitaan vanhaa taulua Firenzessä, Italissa olevalla LABEC-kiihdyttimellä

LABEC tulee sanoista Laboratorio di Tecniche Nucleari per i Beni Culturali, eli jotakuinkin "Ydintekninen laboratorio kulttuuriperintöä varten", ja tämä kertoo mitä laitos tekee: käyttää ydintekniikkaa vanhan taiteen sekä muun sellaisen tutkimiseen.

Järeimmillään tämä tarkoittaa sitä, että esimerkiksi taulua pommitetaan hiukkaskiihdyttimellä synnytetyllä hiukkassuihkulla, ja kun hiukkaset reagoivat taulussa olevan aineen kanssa, syntyy uusia hiukkasia, ja näitä analysoimalla voidaan saada selville monenlaisia asioita käytetyistä materiaaleista aina eri kerroksiin näkyvän pinnan alla. 

Kopiot ja väärennökset paljastuvat yleensä helposti materiaalitutkimuksen keinoin.

Taulujen lisäksi samaa menetelmää voidaan käyttää patsaisiin, veistoksiin ja vaikkapa rakennusten osiin. Esimerkiksi arkeologisia löytöjä tutkittaessa voidaan myös määrittää varsin tarkasti niiden ikä.

Toinen kuuluisa taidekäytössä oleva hiukkaskiihdytin on hieman yllättävässä paikassa: Pariisissa Louvre-museon kellarissa. Museon kävijät eivät varmastikaan tule ajatelleeksi sitä, että legendaarinen taidemuseo on myös ydinlaboratorio.

AGLAE
AGLAE käytössä
Louvren hiukkaskiihdytin tunnetaan nimelllä AGLAE, eli  Accélérateur Grand Louvre d'analyse élémentaire, "Suuri Louvren alkeishiukkasanalyysikiihdytin".

Vaikka keskisen Euroopan maissa on runsaasti kulttuuriperintöä, riittää laitteilta tutkimusaikaa myös tieteelle. Niillä voidaan tutkia mm. biologisia ja fysikaalisia näytteitä, analysoida melkein mitä tahansa ja myös esimerkiksi tuottaa avaruussäteilyä vastaavaa säteilyä, jonka avulla voidaan testata elektronisten laitteiden säteilynsietokykyä.

Pariisin AGLAE on teholtaan 2 MeV ja Firenzen LABEC 3 MeV, eli kiihdyttiminä ne eivät ole huiman voimakkaita, mutta käyttötarkoitukseensa täysin sopivia.

Samankaltaista työtä tehdään myös Suomessa

Helsingin yliopiston Luonnontieteellisellä keskusmuseolla Luomuksella ja matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan fysiikan laitoksella on näiden yhteisesti pyörittämä Ajoituslaboratorio, joka tekee tutkimusta muun muassa Fysiikan laitoksen TAMIA hiukkaskiihdyttimellä, jota käytetään massaspektrometrinä samaan tapaan kuin taidetutkimuksessa.

Olennaisin käyttömuoto on radiohiilimääritys: radiohiilen (14C) määrän tarkka selvitys auttaa selvittämään näytteen ikää ja alkuperää.

Hyvän erimerkin tämän menetelmän monikäyttöisyydestä tarjoaa tapaus, missä Ajoituslaboratorioon saapui ulkomaiselta asiakkaalta polttoainenäyte, jonka bio-osuudeksi mitattiin matala 2,7 % arvo.

Asiakkaan kanssa keskusteltaessa kävi ilmi, että näytteen toimittanut yritys oli väittänyt polttoaineen sisältävän biopolttoainetta 80 %.

Polttoaineen bio-osuus voisaan sekin määrittää radiohiilen avulla, koska se kulkeutuuu ravintoketjun kautta ilmakehästä eliöihin.

Kaikkeen biomassaan – eli kaikkeen elolliseen – kertyy ilmakehän radiohiiltä fotosynteesin ja ravintoketjun kautta. Eliön kuoltua radiohiiltä ei enää kerry, vaan sen määrä alkaa laskea siten, että fossiilisesta materiaalista radiohiiltä enää löydetä. Biopolttoaine on valmistettu eloperäisestä aineesta, jolloin siitä löytyy aina myös radiohiiltä.

Bio-osuus selviää, kun määritetään missä osuudessa näytettä radiohiiltä on jäljellä. Voidaan esimerkiksi määrittää, kuinka paljon fossiiliseen dieseliin on sekoitettu bioperäistä uusiutuvaa dieseliä tai voidaan varmistaa, onko bioetanoli-bensiinisekoituksen etanoli todellisuudessa bioperäistä.

Bio-osuuksien määritysmenetelmää voidaan hyödyntää myös esimerkiksi voimalaitosten savukaasujen analysointiin. Piipusta ulos puskevasta savusta otetusta hiilidioksidinäytteestä voidaan mitata, kuinka paljon biopolttoainetta voimalaitos on polttanut tietyllä aikavälillä tai selvittää biomuovien bio-osuuksia. Käytännössä menetelmällä voidaan mitata mitä tahansa materiaalia, joka sisältää hiiltä.

Järein Suomessa oleva hiukkaskiihdytin on Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion K-130, jonka teho on nimen mukaisesti 130 MeV. Jyväskylässä on myös Louvren ja Firenzen kiihdyttimien tyyppinen, materiaalifysiikan tutkimuksessa käytettävä laitteisto, jonka teho on 1,7 MeV.

Samankaltaisia kiihdyttimiä on monissa paikoissa ympäri maailman – ne eivät ole harvinaisuuksia, vaikka taiteelle pyhitetyt laitokset ovatkin.

Kuvat: LABEC, Wikipedia, CNRS / A. Cheziere ja Helsingin yliopisto / Marika Turtiainen