Bomb radiocarbon age validation of Pacific ocean perch (Sebastes alutus) using new statistical methods

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We used bomb-produced radiocarbon (14C) to validate ages of Pacific ocean perch (Sebastes alutus), which are routinely estimated with the cut-and-burn method at the Alaska Fisheries Science Center (Seattle, Washington, USA). New statistical methods to compare Δ14C in validation samples with a reference chronology are introduced: (i) calculating confidence intervals around the LOESS-smoothed Δ14C reference chronology using simultaneous inference; (ii) purposely adding biases to the validation sample ages and then analyzing the sum of squared residuals of the validation samples’ Δ14C about the LOESS-smoothed reference chronology; and (iii) standardizing the Δ14C measurements from the validation sample to better fit the reference chronology. Standardized Δ14C measurements are particularly useful when researchers suspect that environmental and biological differences between the validation samples and the reference chronology may exist that affect the level, but not the timing, of Δ14C in the samples. These new methods can be applied simultaneously. Two previous bomb radiocarbon studies on canary rockfish (Sebastes pinniger) and black drum (Pogonias cromis) were reanalyzed, further illustrating the usefulness of these new methods.

Nous avons utilisé le radiocarbone (14C) provenant des essais d’engins nucléaires pour valider la détermination des âges du sébaste à longue mâchoire (Sebastes alutus) qui est couramment faite par la méthode de coupe et de brûlage au Alaska Fisheries Science Center (Seattle, Washington, É.-U.). Nous avons mis au point de nouvelles méthodes statistiques, qui comparent le Δ14C dans les échantillons de validation à une chronologie de référence, (i) en calculant les intervalles de confiance de la chronologie lissée des Δ14C provenant du LOESS par inférence simultanée; (ii) en ajoutant volontairement des biais dans les âges des échantillons de validation pour ensuite analyser la sommes des carrés des résidus des Δ14C des échantillons de validation autour de la chronologie lissée de référence obtenue du LOESS; et (iii) en standardisant les mesures de Δ14C dans l’échantillon de validation pour un meilleur ajustement avec la chronologie de référence. Les mesures standardisées de Δ14C sont particulièrement utiles lorsqu’on soupçonne qu’il peut exister des différences environnementales et biologiques entre les échantillons de validation et la chronologie de référence, qui peuvent affecter le niveau, mais pas la chronologie, des Δ14C dans les échantillons. Ces nouvelles méthodes peuvent être utilisées simultanément. Nous avons réanalysé deux études antérieures sur le radiocarbone provenant des essais nucléaires chez le sébaste canari (Sebastes pinniger) et le grand tambour (Pogonias cromis), ce qui illustre encore mieux l’utilité de ces nouvelles méthodes.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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