 Jak określamy wiek znalezisk archeologicznych?
Archeologia jako dyscyplina naukowa zajmuje się rekonstruowaniem przeszłości człowieka zarówno w kontekście indywidualnym, jak i szerokiej społeczności. Rekonstrukcja ta często bazuje na wielu osiągnięciach nauk przyrodniczych, w tym także fizyki.
Współcześnie nie ma wątpliwości, że archeologia szczególną rolę ma do odegrania w tych okresach albo regionach, dla których źródła literackie, epigraficzne i numizmatyczne są nieliczne bądź też nie występują wcale. Można by stwierdzić, że archeologia wysuwa na pierwszy plan zagadnienia często bardzo różne od tych, na które kładą nacisk źródła literackie.
Nowe, bardziej wyrafinowane techniki prowadzenia prac terenowych (wykopalisk), analizy pierwiastków śladowych, petrologia, analiza florystyczna i faunistyczna dostarczają istotnych, niemal całkowicie nieobecnych w źródłach literackich informacji o osadach, przestrzeni publicznej i prywatnej, o diecie społeczności, środowisku naturalnym, a także określają i rekonstruują wymianę kulturową czy umożliwiają badanie zagadnień związanych z płaszczyzną gospodarczą lub kultową. I tak np. wiemy, że w Kalapodi w Fokidzie (w górzystej krainie Grecji Środkowej) na krótko przed rokiem 1200 p.n.e. zaczęto sprawować obrzędy religijne, związane ze spożywaniem mięsa – głównie jeleni i żółwi oraz zbóż.
Współczesne metody analityczne stosowane w archeologii zarówno pozwalają na przykład na określenie diety społeczności pradziejowych, jak i umożliwiają rekonstrukcję sztuki kulinarnej, wykorzystując przy tym bogatą spuściznę nie tylko literacką, ale i ikonograficzną. I tak np. dominującą cechą archeologii stanowiska obozu robotników w Gizie z IV dynastii jest powszechność znalezisk glinianych form służących do wypiekania chleba, popiołu oraz licznych piekarni. Podobną obfitość źródeł archeologicznych informujących nas o codziennych czynnościach kulinarnych dostarczają bardziej konwencjonalne osiedla, także z okresu Starego Państwa, co oznacza, że wypiekanie chleba czy warzenie piwa należało do zwykłych czynności domowych, choć oczywiście dysponujemy informacjami o wyspecjalizowaniu się grupy zawodowej piekarzy, piwowarów czy też młynarzy (…).
Datowanie radiowęglowe
To jedna z najbardziej użytecznych metod datowania, którymi posługują się archeolodzy. Ma szerokie zastosowanie pod względem zarówno odległości chronologicznej, tj. 50 000 lat, jak i obszaru, z którego pochodzą zabytki datowane właśnie za pomocą tej metody. Datowanie radiowęglowe przynosi niezwykle interesujące informacje odnoszące się do ziem współczesnej Polski. Wykorzystywane jest też w Ameryce Południowej, Polinezji, Egipcie czy w rejonie Międzyrzecza. Jak każda z zaprezentowanych metod ma swoje ograniczenia, zarówno jeśli chodzi o dokładność wyznaczenia daty absolutnej, jak i skuteczność stosowania tej metody w odniesieniu do zasięgu czasowego. Dolną granicą jest ok. 50 000 lat p.n.e., górną natomiast ostatnie 400 lat (…)
Pierwsze wyniki datowania radiowęglowego zostały opublikowane w roku 1949 przez amerykańskiego chemika Willarda Franka Libby’ego (1908–1980), który był jednym z wielu naukowców badających w okresie II wojny światowej promieniowanie kosmiczne, tj. strumień cząstek bombardujących stale Ziemię i wytwarzających przy tym wysokoenergetyczne neutrony. Neutrony takie reagują z atomami azotu w atmosferze, produkując węgiel izotopowy 14C charakteryzujący się czasem połówkowego rozpadu
t1/2 = 5730 lat.
Libby zdał sobie sprawę, że rozpad węgla promieniotwórczego przebiegający ze stałą prędkością powinien być równoważony jego ciągłą produkcją w wyniku promieniowania kosmicznego. A zatem procent izotopu węgla 14C w atmosferze powinien pozostać przez cały czas taki sam. Stała obecność w atmosferze węgla promieniotwórczego powoduje jego absorpcję przez wszystkie żywe organizmy za pośrednictwem CO2, tj. dwutlenku węgla. Rośliny pobierają dwutlenek węgla podczas fotosyntezy, po czym są zjadane przez zwierzęta roślinożerne, które z kolei padają ofiarą zwierząt mięsożernych. Gdy zwierzęta bądź rośliny umierają, ustaje pobieranie 14C, a początkowo stała zawartość izotopu w organizmie zaczyna zmniejszać się w wyniku procesu rozpadu promieniotwórczego. Tym samym określenie wieku nieżyjących roślin i obumarłej tkanki zwierzęcej może być wyznaczone poprzez ilościowe określenie wielkości węgla promieniotwórczego pozostałego w próbce.
Praktycznym osiągnięciem Libby’ego było ustalenie i opracowanie dokładnych sposobów dokonywania pomiarów. Badacz ten odkrył, że każdy atom 14C rozpada się, emitując określone cząsteczki beta. Wykorzystując licznik Geigera-Müllera, obliczył rozmiary tej emisji, co legło u podstaw klasycznej, powszechnie stosowanej metody radiowęglowej.
Udoskonalenie tej konwencjonalnej metody radiowęglowej nastąpiło w latach 60. i 70. ubiegłego stulecia wraz z wprowadzeniem specjalistycznych urządzeń umożliwiających badanie bardzo małych próbek. W metodzie konwencjonalnej próbka musi mieć masę równą 5 g czystego węgla przed oczyszczeniem, co oznacza, że oryginalna próbka węgla drzewnego lub dowolnego drewna musiała osiągać masę mieszczącą się w przedziale od 10 do 20 g. Z kolei w przypadku badania materiału kostnego masa próbki musiała wynosić odpowiednio od 100 do 200 g. Współcześnie natomiast próbka może osiągać masę kilkuset miligramów węgla drzewnego, co zdecydowanie wpływa na powszechność stosowania właśnie tej metody.
I tak np. wiemy, że kultura natufijska, zaliczana do zespołu kultur archeologicznych mezolitu bliskowschodniego (rozwijała się na obszarze Syrii i Bliskiego Wschodu), której nazwa wywodzi się od Wadi-el-Natuf, stanowiska w dzisiejszym Izraelu, powstała ok. 12 500 lat p.n.e., co określono poprzez badania organicznych artefaktów z wykorzystaniem zmodyfikowanej metody radiowęglowej.
Jedno z podstawowych założeń wyznaczania daty metodą radiowęglową okazało się nie całkiem poprawne. Libby zakładał, że zawartość izotopu 14C w atmosferze była zawsze stała. Obecnie wiemy jednak, że jest ona zmienna, co wynika m.in. z wahań ziemskiego pola magnetycznego. Nieścisłość tę wykryto dzięki badaniom dendrochronologicznym, które dostarczyły także środków do korekty, czyli kalibracji dat radiowęglowych (...)
W naszym kraju jednym z czołowych ośrodków związanych z badaniami radiowęglowymi jest Poznańskie Laboratorium Radiowęglowe stosujące najnowocześniejszą obecnie technikę akceleratorową (AMS).
Powszechne zastosowanie datowania radiowęglowego w archeologii jest prezentowane w krajowej i międzynarodowej publicystyce naukowej. W przypadku naszego kraju wystarczy choćby wspomnieć o stanowisku związanym z kulturą łużycką w Kamieńcu koło Tarnowskich Gór czy wykorzystaniu datowania metodą 14C w kontekście badań osady i cmentarzyska, pochodzących z wczesnej fazy epoki brązu społeczności zaliczanej przez badaczy do trzcinieckiego kręgu kulturowego w Polesiu koło Łowicza, które odkryto w trakcie tzw. badań autostradowych.
Datowaniu radiowęglowemu metodą akcelerowanej spektrometrii masowej poddano jeden z bardziej tajemniczych zabytków związanych z dziejami Chrystusa, tj. Całun Turyński. Podczas badania lnianego płótna zawierającego obraz dwustronnego odwzorowania postaci ludzkiej wykazano, że tkanina pochodzi z okresu między 1260 a 1390 rokiem n.e., co stwierdzono z 95-procentową pewnością.
Metoda datowania z użyciem akcelerowanej spektrometrii masowej otwiera jeszcze inne, szersze możliwości. Dzięki zastosowaniu tej metody możemy badać zabytki bardzo cenne z punktu widzenia dziedzictwa kulturowego ludzkości, ponieważ badanie to wymaga zastosowania niewielkiej próbki datowanego przedmiotu – stąd też laboratoria w Tucson, w Oksfordzie i Zurychu w roku 1988 mogły przeprowadzić badania tkaniny Całunu Turyńskiego.
Współcześnie istnieją możliwości datowania pojedynczego ziarna zboża lub pojedynczej pestki owocu. I tak odczyt z akceleratorowej spektrometrii masowej dla pestki winogronowej z Hambledon Hill w południowej Anglii pokazał, że roślina, która ją zawierała, dostała się do tej części świata ok. roku 3500 p.n.e, licząc w latach astronomicznych, tj. ponad 3000 lat wcześniej niż poprzednio sądzono.
Liczba datowań obiektów z terenów współczesnych ziem Polski (stan na rok 1994) wynosiła ok. 1500, z czego ponad 1000 oznaczeń zostało wykonanych w Laboratorium Radiowęglowym Instytutu Fizyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach.
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
