Eg står på ei bru og ser ned på dei historiske røtene til Bergen. Bryggen museum er bygt over utgravingane som vart gjorde etter brannen i 1955. Kva har drive meg hit 45 år etter at eg som gjespande gymnasiast var her førre gong? Eit ord lese i eit lesarbrev i Dag og Tid: dendrokronologi. Det er fyrste gong ein sokneprest har sett meg i rørsle. Plakatane fortel meg at her byrja bergensarane å byggja og bu litt før år 1100. Korleis kan dei vita det? Det er det me skal finna ut.

Kor lang tid tok det frå eg las Audun Oplands lesarbrev til eg hadde kontakt med nasjonallaboratoria for datering ved Noregs teknisk-vitskaplege universitet (NTNU)? Det veit eg noggrant, nemleg 15 minutt. Der fekk eg snakka med forskar Helene Løvstrand Svarva, og ho sytte for at dei kommande vekene vart ein fest. Ho sende meg alt det hjartet kunne ynskja av litteratur.

Det finst ei rekkje måtar å datera på. Ved nasjonallaboratoria brukar dei dendrokronologi og C14. Dess fleire forskjellige måtar ein brukar for å fastsetja alder på, dess sikrare vert ein. Hugsar du då du var liten? Talde du årringar for å finna ut kor gamalt eit nyhogt tre var?

For kvart nytt år vert det ein ny årring, og tjukna på årringane fortel noko om kor mild sumaren har vore. Ein tynn årring tyder på ein kald sumar. Dendrokronologar har halde fram med dette i vaksen alder, men har sjølvsagt ei forskingstilnærming til saka. Ved å henta prøvar frå bygningar bakover i tid kan dei laga ein kalender: ein dendrokronologi (årringskronologi). Ytste årring gjev byggjeår. I Figur 1 ser du prinsippet for å byggja opp ein dendrokronologi.

Ved å setja saman overlappande prøvar med same årringmønster kan ein koma langt tilbake i tid. Med god basiskronologi kan ein finna lokale variasjonar i årringstjukkleik på grunn av ulikt klima og dermed også kunna avgjera kor tømmeret kjem frå.

Utfordringa med dateringa på Bryggen i Bergen var at ein berre hadde ein såkalla flytande dendrokronologi på 433 år basert på stokkar funne lagvis ved arkeologisk utgraving utan samanheng fram til moderne tid. Kva kan ein då gjera? Vel, ein kan bruka naturens gåve, som er karbonatomet C14.

C står for karbon og 14 fortel oss at atomkjernen har seks proton og åtte nøytron. C14 er radioaktiv med ei halveringstid 5730 år. C14 desintegrerer til nitrogen og sender ut eit elektron og elektron-antineutrino i prosessen. Kor kjem desse C14-atoma frå? Kosmisk stråling syter for at ei lita mengd nitrogen i lufta vert omdanna til C14, som vidare slår seg saman med oksygen til radioaktivt karbondioksid. Dette radioaktive karbondioksidet med C14 finn vegen, slik vanleg stabilt karbondioksid med C12, seks proton og seks nøytron gjer det, inn i alt levande ved hjelp av fotosyntesen.

Når det levande døyr, vil mengda C14 minka etter som tida går. Forholdet mellom C14 og C12 vil endre seg over tid, og veit ein forholdet mellom C14 og C12 i levande materiale, kan ein anslå alderen på dødt materiale av same type.

No endrar mengda C14 i atmosfæren seg over tid, og ein har laga kalibreringskurver, figur 2, ved å samanlikna med dendrokronologi som går fleire tusen år tilbake. Dei siste hundreåra er kurva dessverre ubrukeleg fordi me har brent fossilt karbon og sprengt atombomber i atmosfæren. C14 kan heller ikkje brukast lenger tilbake i tid enn 50.000 år, då mengda av C14 vert for lita.

Korleis måler ein så forholdet mellom C14 og C12? Ved å bruka massespektrometer, figur 3. Ein handsamar prøva av det ein ynskjer å datera, slik at det berre er karbon att. Cesiumdamp vert ført inn framfor prøva i eit tilnærma lufttomt ioniseringskammer som held 1000 grader celsius. Cesium mistar eit elektron, og sidan det er ei spenning over ioniseringskammeret, vert ionisert cesium drege mot prøva med høg fart, og atom og elektron skyt ut av prøva (sputtering). Negative karbonion vert akselererte ut av ioniseringskammeret og inn i ein injektormagnet.

Årsaka til at ein gjer karboniona negative, er at ein ikkje vil forureina målingane med nitrogen, som finst i små mengder i ioniseringskammeret og veg det same som C14. Nitrogen kan nemleg ikkje verta til eit negativt ion. Injektormagneten syter for at både C12 og C14 kjem vidare til ein akselerator, men til ulik tid.

C14 vert målt i 87 prosent av tida, medan C12 vert målt i 1 prosent, då han finst i mykje større mengd enn C14. Kven av dei som vert sende inn i akseleratoren, styrer ein med ei varierande spenning over magneten. I akseleratoren treffer dei ein argongass som strippar dei siste samansette molekyla og gjer karbonatoma endå meir positive, før dei fyk inn i ein analysemagnet som gjev ulik bane på C12 og C14. Då det er mykje C12, kan det målast med ein såkalla Faraday-kopp, som gjer ein målbar straum direkte. C14 må målast indirekte i eit gassionekammer. På den måten finn ein forholdet mellom C14 og C12 og kan slå fast alderen på prøva.

Tilbake til Bryggen. Bryggen var som skapt for C14-datering, og årring nr. 117 i den flytande kronologien kunne daterast til kalenderår 999±1. Det vil seia at vår kjære by vart grunnlagd kring 1070. Prøvene frå dei lagdelte områda stemde godt med bybrannane i 1170, 1198 og 1248, og ein fann òg at det var eit visst gjenbruk av materialar. Seinare har ein klart å få ein samanhengande årringskronologi tilbake til 829, og han stemmer på året med det ein alt hadde funne ut med C14. Nesten for godt til å vera sant.

På veg ut kikar eg på ein runepinn. Det er lett å sjå kva som står skrive. Ho som gjorde det, skar på tvers av veden, slik at signalet ikkje skulle verta svekt i støyen som rotning gjev. Eg les transkripsjonen og raudnar. Det er ikkje kvar dag ein får uanstendige forslag av eit slikt kaliber.

Per Thorvaldsen

per.eilif.thorvaldsen@hvl.no