Arkeologisk dateringsstratigrafi och seriation

Arkeologer använder många olika tekniker för att bestämma åldern för en viss artefakt, plats eller del av en webbplats. Två breda kategorier av datering eller kronometriska tekniker som arkeologer använder kallas relativ och absolut datering.

• Relativ datering bestämmer åldern för artefakter eller plats, så äldre eller yngre eller i samma ålder som andra, men ger inte exakta datum.
• Absolut datering, metoder som producerar specifika kronologiska datum för föremål och yrken, var inte tillgängliga för arkeologin förrän långt in på 1900-talet.

Stratigrafi och lagen om superposition

Stratigrafi är den äldsta av de relativa dateringsmetoder som arkeologer använder hittills. Stratigrafi är baserat på lagen om superposition - som en skiktkaka måste de lägsta skikten först ha bildats.

Med andra ord, artefakter som finns i de övre skikten på en plats har deponerats mer nyligen än de som finns i de nedre skikten. Korsdating av webbplatser, jämföra geologiska lager på en plats med en annan plats och extrapolera de relativa åldrarna på det sättet, är fortfarande en viktig datingsstrategi som används idag, främst när webbplatser är alldeles för gamla för att absoluta datum har mycket betydelse.

Den lärde som mest förknippas med reglerna för stratigrafi (eller lagen om superposition) är förmodligen geologen Charles Lyell. Grunden för stratigrafi verkar ganska intuitiv idag, men dess tillämpningar var inte mindre än jordskalande för arkeologiska teorier. Till exempel använde JJA Worsaae denna lag för att bevisa treålderssystemet.

seriation

Förlikning, å andra sidan, var ett genialt slag. Först användes, och troligen uppfanns av arkeologen Sir William Flinders-Petrie 1899, är seriation (eller sekvensdatering) baserad på idén att artefakter förändras över tid. Liksom svansfinnor på en Cadillac förändras artefaktstilar och egenskaper över tiden, kommer in i mode och försvinner sedan i popularitet.

Generellt manipuleras seriation grafiskt. Det grafiska standardresultatet av seriation är en serie "stridskeppskurvor", som är horisontella staplar som representerar procenttal som är ritade på en vertikal axel. Plottning av flera kurvor kan göra det möjligt för arkeologen att utveckla en relativ kronologi för en hel plats eller grupp av platser.

För detaljerad information om hur seriation fungerar, se Seriation: En steg för steg-beskrivning. Seriation anses vara den första tillämpningen av statistik inom arkeologi. Det var verkligen inte det sista.

Den mest kända seriationstudien var troligen Deetz och Dethlefsens studie Death's Head, Cherub, Urn och Willow, om att ändra stilar på gravstenar i New England-kyrkogårdar. Metoden är fortfarande en standard för kyrkogårdsstudier.

Absolut datering, förmågan att fästa ett specifikt kronologiskt datum till ett objekt eller samling av föremål, var ett genombrott för arkeologer. Fram till 1900-talet, med dess mångfaldiga utvecklingar, kunde endast relativa datum bestämmas med något förtroende. Sedan sekelskiftet har flera metoder för att mäta förfluten tid upptäckts.

Kronologiska markörer

Den första och enklaste metoden för absolut datering är att använda föremål med datum inskrivna på dem, till exempel mynt eller föremål associerade med historiska händelser eller dokument. Eftersom varje romersk kejsare till exempel hade sitt eget ansikte stämplat på mynt under hans rike, och datum för kejsarens riker är kända från historiska poster, kan det datum som ett mynt myntades fastställas genom att identifiera den visade kejsaren. Många av de första arkeologinsatserna växte ut ur historiska dokument - till exempel såg Schliemann efter Homers Troy, och Layard gick efter den bibliska Ninevah - och inom ramen för en viss plats, ett objekt som var tydligt associerat med platsen och stämplade med ett datum eller annan identifierande ledtråd var helt användbart.

Men det finns verkligen nackdelar. Utanför sammanhanget för en enda webbplats eller ett samhälle är ett myntdatum värdelöst. Och utanför vissa perioder i vårt förflutna fanns det helt enkelt inga kronologiskt daterade objekt, eller det nödvändiga djupet och detaljerna i historien som skulle hjälpa till att kronologiskt datera civilisationer. Utan dessa var arkeologerna i mörkret när det gäller åldern för olika samhällen. Fram till uppfinningen av dendrochronology.

Trädringar och dendrokronologi

Användningen av trädringdata för att bestämma kronologiska datum, dendrochronology, utvecklades först i det amerikanska sydväst av astronom Andrew Ellicott Douglass. 1901 började Douglass undersöka trädringstillväxten som en indikator på solcykler. Douglass trodde att solfällningar påverkade klimatet och därmed mängden tillväxt ett träd kan få under ett visst år. Hans forskning kulminerade med att bevisa att trädringens bredd varierar med årlig nederbörd. Inte bara det, det varierar regionalt, så att alla träd inom en specifik art och region kommer att visa samma relativa tillväxt under våta år och torra år. Varje träd innehåller då ett register över nederbörd för dess livslängd, uttryckt i densitet, spårelementinnehåll, stabil isotopkomposition och intraårlig tillväxtringbredd.

Med hjälp av lokala tallar byggde Douglass ett 450-årigt register över trädringens variation. Clark Wissler, en antropolog som forskar indiangrupper på sydväst, erkände potentialen för sådan datering och förde Douglass underfossilvirke från puebloanska ruiner.

Tyvärr passade inte träet från pueblos i Douglass rekord, och under de kommande 12 åren sökte de förgäves efter ett anslutande ringmönster och byggde en andra förhistorisk sekvens på 585 år. 1929 hittade de en förkolad logg nära Show Low, Arizona, som kopplade de två mönstren. Det var nu möjligt att tilldela ett kalenderdatum till arkeologiska platser i det amerikanska sydväst i över 1000 år.

Att bestämma kalenderfrekvenser med hjälp av dendrochronology handlar om att matcha kända mönster av ljusa och mörka ringar till dem som spelats in av Douglass och hans efterträdare. Dendrochronology har utvidgats i det amerikanska sydväst till 322 f.Kr. genom att lägga till allt äldre arkeologiska prover till posten. Det finns dendrochronologiska poster för Europa och Egeiska havet, och International Tree Ring Database har bidrag från 21 olika länder.

Den främsta nackdelen med dendrochronology är att man är beroende av förekomsten av relativt långlivad vegetation med årliga tillväxtringar. För det andra är årlig nederbörd en regional klimathändelse, och därför är trädringdatum för sydväst inte till någon nytta i andra regioner i världen.

Det är verkligen inget överdrivande att kalla uppfinningen av radiokolonnater en revolution. Den tillhandahöll slutligen den första gemensamma kronometriska skalan som kunde tillämpas över hela världen. Uppfunnet i de senare åren av 1940-talet av Willard Libby och hans studenter och kollegor James R. Arnold och Ernest C. Anderson, radiokolonnatering var en utväxt av Manhattan-projektet och utvecklades vid University of Chicago Metallurgical Laboratory.

I grund och botten använder dejting av radiokarbon mängden kol 14 som finns i levande varelser som en mätpinne. Alla levande saker har ett innehåll av kol 14 i jämvikt med det som finns i atmosfären, ända fram till dödsögonblicket. När en organism dör börjar mängden C14 som finns inom den att förfalla med en halveringstid på 5730 år; dvs det tar 5730 år för 1/2 av den C14 som finns i organismen att förfalla. Att jämföra mängden C14 i en död organism med tillgängliga nivåer i atmosfären ger en uppskattning av när den organismen dog. Så, till exempel, om ett träd användes som stöd för en struktur, kan datumet då trädet slutade leva (dvs. när det huggades ned) användas för att datera byggnadens byggnadsdatum.

Organismerna som kan användas vid radiokolldatering inkluderar träkol, trä, marinskal, människo- eller djurben, gevir, torv; i själva verket kan det mesta av vad som innehåller kol under dess livscykel användas, förutsatt att det är bevarat i den arkeologiska journalen. Den längsta ryggen C14 kan användas är cirka 10 halveringstider, eller 57 000 år; de senaste, relativt tillförlitliga datumen slutar vid den industriella revolutionen, när mänskligheten upptäckte sig och krossade de naturliga mängder kol i atmosfären. Ytterligare begränsningar, såsom förekomsten av modern miljökontaminering, kräver att flera datum (kallas en svit) tas på olika tillhörande prover för att möjliggöra ett antal uppskattade datum. Mer information finns i huvudartikeln om Radiocarbon Dating.

Kalibrering: Justering för Wiggles

Under årtiondena sedan Libby och hans medarbetare skapade radiokolonnedningstekniken har förbättringar och kalibreringar både förbättrat tekniken och avslöjat dess svagheter. Kalibrering av datumen kan fullbordas genom att leta igenom trädringdata för en ring som uppvisar samma mängd C14 som i ett visst prov - och därmed tillhandahålla ett känt datum för provet. Sådana undersökningar har identifierat vridningar i datakurvan, såsom i slutet av den arkaiska perioden i USA, när atmosfärisk C14 fluktuerade, vilket tillför kalibreringen ytterligare komplexitet. Viktiga forskare inom kalibreringskurvor inkluderar Paula Reimer och Gerry McCormac vid CHRONO Center, Queen's University Belfast.

En av de första ändringarna av C14-dateringen inträffade under det första decenniet efter Libby-Arnold-Anderson-arbetet i Chicago. En begränsning av den ursprungliga C14-dateringsmetoden är att den mäter de aktuella radioaktiva utsläppen. Accelerator Mass Spectrometry dating räknar själva atomerna, vilket möjliggör provstorlekar upp till 1000 gånger mindre än konventionella C14-prover.

Medan varken den första eller den sista absoluta dateringsmetoden, var C14-dateringsmetoder helt klart den mest revolutionerande, och vissa säger hjälpte till att inleda en ny vetenskaplig period inom arkeologin..

Sedan upptäckten av radiokolidatering 1949, har vetenskapen hoppat på konceptet med att använda atombildet för att föreställa sig föremål, och en mängd nya metoder skapades. Här är korta beskrivningar av några av de många nya metoderna: klicka på länkarna för mer.

Kalium-Argon

Kalender-argon-dateringsmetoden, liksom radiokolonnatering, bygger på att mäta radioaktiva utsläpp. Kalium-Argon-metoden går från vulkaniska material och är användbar för platser daterade för mellan 50 000 och 2 miljarder år sedan. Det användes först vid Olduvai Gorge. En nylig modifiering är Argon-Argon-datering, som nyligen använts på Pompeii.

Fission Track Dating

Fission spår datering utvecklades i mitten av 1960-talet av tre amerikanska fysiker, som märkte att mikrometer storlek skador spår skapas i mineraler och glas som har minimala mängder uran. Dessa spår ackumuleras med en fast ränta och är bra för datum mellan 20 000 och ett par miljarder år sedan. (Beskrivningen kommer från Geochronology-enheten vid Rice University.) Fission-track-datering användes på Zhoukoudian. En mer känslig typ av klyvningsspår-datering kallas alfa-rekyl.

Obsidian Hydration

Obsidian hydration använder hastigheten för skaltillväxt på vulkaniskt glas för att bestämma datum; efter ett nytt brott växer en skal som täcker den nya brytningen med konstant hastighet. Datingbegränsningar är fysiska; det tar flera århundraden för att en detekterbar skal ska skapas och skal över 50 mikron tenderar att smulas. Obsidian Hydration Laboratory vid University of Auckland, Nya Zeeland beskriver metoden i detalj. Obsidian hydration används regelbundet på mesoamerikanska platser, till exempel Copan.

Termoluminescensdating

Termoluminescens (kallad TL) datering uppfanns omkring 1960 av fysiker och baseras på det faktum att elektroner i alla mineraler avger ljus (luminesce) efter att de hade värmts upp. Det är bra för mellan cirka 300 till cirka 100 000 år sedan och är ett naturligt för datering av keramiska fartyg. TL-datum har nyligen varit centrum för kontroversen kring dejting av den första mänskliga koloniseringen i Australien. Det finns flera andra former av luminescensdating< as well, but they are not as frequently used to date as TL; see the luminescence dating page for additional information.

Arkeo- och paleomagnetism

Arkeomagnetiska och paleomagnetiska dateringstekniker förlitar sig på att jordens magnetfält varierar över tid. De ursprungliga databankerna skapades av geologer som var intresserade av planetens polers rörelse, och de användes först av arkeologer under 1960-talet. Jeffrey Eighmy Archaeometrics Laboratory i Colorado State ger information om metoden och dess specifika användning i det amerikanska sydväst.

Oxiderade kolförhållanden

Denna metod är en kemisk procedur som använder en dynamisk systemformel för att fastställa effekterna av miljökontext (systemteori) och utvecklades av Douglas Frink och Archaeological Consulting Team. OCR har nyligen använts hittills i konstruktionen av Watson Brake.

Racemization Dating

Racemiseringsdatering är en process som använder mätningen av sönderfallshastigheten för kolproteinaminosyror hittills en gång levande organisk vävnad. Alla levande organismer har protein; protein består av aminosyror. Alla utom en av dessa aminosyror (glycin) har två olika kirala former (spegelbilder av varandra). Medan en organisme lever består deras proteiner endast av "vänsterhänta" (laevo eller L) aminosyror, men när organismen dör förvandlas de vänsterhänta aminosyrorna långsamt till högerhänta (dextro eller D) aminosyror. När de har bildats, vänder sig själva D-aminosyrorna långsamt till L-former i samma takt. I korthet använder rasemiseringsdatering tempoet för denna kemiska reaktion för att uppskatta hur lång tid som gått sedan en organism död. För mer information, se racemisering

Racemisering kan användas för att datera föremål mellan 5 000 och 1 000 000 år gamla och användes nyligen för att datera sedimentets ålder vid Pakefield, den tidigaste uppteckningen av mänsklig ockupation i nordvästra Europa.

I den här serien har vi pratat om de olika metoder som arkeologer använder för att bestämma datum för ockupation av sina platser. Som du har läst finns det flera olika metoder för att bestämma webbplatsens kronologi, och de har alla sina användningsområden. En sak som de alla har gemensamt är dock att de inte kan stå ensamma.

Varje metod som vi har diskuterat, och alla metoder vi inte har diskuterat, kan ge ett felaktigt datum av en eller annan anledning.

• Radiokolprover smittas lätt av gnagare som gräver eller under uppsamling.
• Termoluminescensdatum kan kastas av vid tillfällig uppvärmning långt efter att ockupationen har avslutats.
• Webbplatsstratigrafier kan störas av jordbävningar, eller när utgrävning av människor eller djur som inte är relaterade till ockupationen stör störningen.
• seriation, kan också vara sned av en eller annan anledning. I vårt prov använde vi till exempel överlägsenheten för 78 varv / min-poster som en indikator på relativ ålder på en skräpgård. Säg att en kalifornier förlorade hela sin jazzsamling från 1930-talet i jordbävningen 1993, och de trasiga bitarna hamnade i en deponi som öppnades 1985. Hjärtsjuka, ja; exakt datering av deponiet, nr.
• Datum härrörande från dendrokronologi kan vara vilseledande om ockuperna använde relict trä för att bränna i sina bränder eller bygga sina hus.
• Obsidian hydration räkningarna börjar efter en ny paus; de erhållna datumen kan vara felaktiga om artefakten bröts efter ockupationen.
• Även kronologiska markörer kan vara vilseledande. Insamling är ett mänskligt drag; och att hitta ett romerskt mynt ett hus i ranchstil som brann till marken i Peoria, Illinois tyder antagligen inte på att huset byggdes under Caesar Augustus styrelse.

Lösa konflikten med kontext

Så hur löser arkeologer dessa problem? Det finns fyra sätt: kontext, sammanhang, sammanhang och korsdating. Sedan Michael Schifers arbete i början av 1970-talet har arkeologer insett den kritiska betydelsen av att förstå webbplatsens sammanhang. Studien av processer för att bilda webbplatser, förstå processerna som skapade sajten som du ser den idag, har lärt oss några fantastiska saker. Som du kan se från ovanstående diagram är det en oerhört avgörande aspekt för våra studier. Men det är en annan funktion.

För det andra, lita aldrig på en dateringsmetodik. Om det är möjligt kommer arkeologen att ha flera datum tagna och korsa dem genom att använda en annan form av datering. Detta kan helt enkelt vara att jämföra en svit med radiokolldatum med datumen härrörande från insamlade artefakter eller använda TL-datum för att bekräfta kaliumargonavläsningar.

Webelieve är det säkert att tillkomsten av absoluta dateringsmetoder förändrade vårt yrke helt och hållet bort från den romantiska kontemplationen av det klassiska förflutna och mot den vetenskapliga studien av mänskligt beteende.