Geologiska och arkeologiska register ger viktiga insikter om vad som verkar vara en allt mer osäker framtid.

Ju bättre vi förstår vilka förhållanden jorden redan har upplevt, desto bättre kan vi förutse (och eventuellt förebygga) framtida hot.

Men för att göra detta effektivt, vi behöver ett korrekt sätt att datera vad som hände tidigare.

Vår forskning, publicerad idag i tidskriften Radiocarbon, erbjuder ett sätt att göra just det, genom en uppdaterad metod för att kalibrera radiokoltidsskalan.

Ett fantastiskt verktyg för att ta del av det förflutna

Radiokoldatering har revolutionerat vår förståelse av det förflutna. Det är nästan 80 år sedan den nobelprisbelönade amerikanska kemisten Willard Libby först föreslog att små mängder av en radioaktiv form av kol skapas i den övre atmosfären.

Libby hävdade korrekt att detta nybildade radiokol (eller C-14) snabbt omvandlas till koldioxid, tas upp av växter under fotosyntesen, och reser därifrån upp genom näringskedjan.

När organismer interagerar med sin miljö medan de lever, de har samma andel av C-14 som deras miljö. När de dör slutar de ta in nytt kol.

Deras nivå på C-14 halveras sedan var 5:e, 730 år på grund av radioaktivt sönderfall. En organism som dog igår kommer fortfarande att ha en hög nivå av C-14, medan en som dog för tiotusentals år sedan inte kommer att göra det.

Genom att mäta nivån av C-14 i ett prov, vi kan härleda hur länge sedan den organismen dog. För närvarande, med denna metod, vi kan datera rester upp till 60, 000 år gammal.

En sjuårig insats

Om nivån av C-14 i atmosfären alltid hade varit konstant, radiokoldatering skulle vara okomplicerat. Men det har det inte gjort.

Förändringar i kolets kretslopp, infallande kosmisk strålning, användningen av fossila bränslen och 1900-talets kärnvapenprov har alla orsakat stora variationer över tid. Således, alla radiokoldatum måste justeras (eller kalibreras) för att omvandlas till korrekta kalenderåldrar.

Utan denna justering, datum kan vara ute med upp till 10-15 %. Den här veckan rapporterar vi om en sjuårig internationell ansträngning för att räkna om tre radiokolkalibreringskurvor:

• IntCal20 ("20" för att beteckna detta år) för objekt från norra halvklotet
• SHCal20 för prover från det havsdominerade södra halvklotet
• Marine20 för prover från världshaven.

Vi konstruerade dessa uppdaterade kurvor genom att mäta en uppsjö av material som registrerar tidigare radiokolnivåer, men som också kan dateras med andra metoder.

I arkiven finns trädringar från gamla stockar bevarade i våtmarker, grottstalagmiter, koraller från kontinentalsockeln och sediment borrade från sjöar och havsbottnar.

Totalt, de nya kurvorna är baserade på nästan 15, 000 radiokolmätningar tagna från föremål upp till 60, 000 år gammal.

Framsteg inom radiokolmätning med acceleratormasspektrometri innebär att de uppdaterade kurvorna kan använda mycket små prover, som enstaka trädringar från bara ett års tillväxt.

Omvärdera gamla övertygelser

De nya radiokolkalibreringskurvorna ger tidigare omöjlig precision och detaljer. Som ett resultat, de förbättrar avsevärt vår förståelse för hur jorden har utvecklats och hur dessa förändringar påverkade dess invånare.

Ett exempel är hastigheten av miljöförändringar i slutet av den senaste istiden. När världen började värmas upp omkring 18, 000 år sedan, stora inlandsisar som täcker Antarktis, Nordamerika (inklusive Grönland) och Europa smälte och återförde enorma volymer sötvatten till haven.

Men havsnivån steg inte i samma takt som den globala temperaturen. Ibland gick det gradvis och andra gånger extremt snabbt.

En utmärkt plats för att upptäcka tidigare havsnivåer är Sunda-hyllan, en stor plattform av land som en gång var en del av kontinentala Sydostasien.

En studie publicerad 2000 visade att rester av mangroveväxter som hittats på havsbotten registrerade en katastrofal 16-meters havsnivåhöjning under flera hundra år (cirka en halv meter varje decennium). Den här tillställningen, känd som Meltwater Pulse-1A, översvämmade Sundahyllan.

Vårt senaste arbete har ändrat den här historien avsevärt. De nya kalibreringskurvorna avslöjar att denna extrema fas av havsnivåhöjningen faktiskt började 14, 640 år sedan och varade bara 160 år.

Detta motsvarar en svindlande höjning på en meter varje decennium – en nykter lärdom för framtiden, med tanke på de nuvarande mycket lägre prognostiserade förändringarna för slutet av detta århundrade.

Ett extra halvt millennium av konst

Går man längre tillbaka i tiden, vi tittade också på några av världens äldsta grottkonst i Frankrikes Chauvet-grotta, upptäcktes först 1994.

Denna grotta innehåller hundratals vackert bevarade målningar. De skildrar ett europeiskt menageri med länge utdöda mammutar, grottlejon och ulliga noshörningar, fångad i verkliga scener som ger ett fönster in i en förlorad värld.

Chauvet-grottan avslöjar våra tidiga förfäders konstnärliga sofistikering i fenomenala detaljer.

Med den nya IntCal20-kurvan, vår bästa uppskattning för skapandet av den äldsta radiokol-daterade målningen i grottan är nu 36, 500 år sedan. Detta är nästan 450 år äldre än man tidigare trott.

Det här är bara två av många fler exempel på den långtgående inverkan vårt senaste arbete kommer att få.

Eftersom de nya kalibreringskurvorna används för att analysera åldrarna för en mängd arkeologiska och geologiska rekord, vi kan förvänta oss stora förändringar i vår förståelse av planetens förflutna – och förhoppningsvis, en bättre prognos för dess framtid.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.