Μέθοδοι χρονολόγησης

Απόλυτη χρονολόγηση


Με τον γενικό όρο απόλυτη χρονολόγηση εννοείται στην αρχαιολογία μια σειρά τεχνικών που μας βοηθούν να εκτιμήσουμε την ηλικία των τέχνεργων, των υλικών, ή των αρχαιολογικών τόπων σε πραγματικά ημερολογιακά έτη. Η διαδικασία γίνεται είτε άμεσα ή μέσω διαδικασίας ισοζύγισης (βαθμονόμησης) με υλικά γνωστής ηλικίας. Τέτοιες τεχνικές στηρίζονται σε αρχές ανεξάρτητες από τις επιδράσεις των κατασκευαστών ή των χρηστών ενός αντικειμένου. Βλ. για παράδειγμα ραδιοχρονολόγηση. Χρησιμοποιούνται διάφορα ημερολόγια για την καταγραφή της απόλυτης χρονολόγησης. Ορισμένες επιστήμες προτιμούν το Π.Π. (προ παρόντος) και το παρόν επιστημονικά ορίζεται ως το 1950. Όσον αφορά στην αρχαιολογία, τόσο στην Ευρώπη όσο και στις Η.Π.Α. χρησιμοποιούνται ως δείκτες χρονολόγησης το π.Χ. και το Π.Κ.Ε., που στηρίζονται στο Γρηγοριανό ημερολόγιο, αν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα ημερολόγια για ιδιαίτερους πολιτισμούς σε άλλες περιοχές του κόσμου.




Αρχαιομαγνητική χρονολόγηση


Με τον όρο αρχαιομαγνητική χρονολόγηση εννοείται η μέθοδος απόλυτης χρονολόγησης για ορισμένα είδη αρχαιολογικών κατασκευών που συνδέονται με την πυροτεχνολογία, ιδιαίτερα in situ εστίες, κλίβανους και φούρνους. Η συγκεκριμένη τεχνική χρονολόγησης εισήχθη στον τομέα της αρχαιολογίας το 1960 από τον ερευνητή Ρομπέρ Ντυμπουά (Robert Dubois).

Η αρχαιομαγνητική χρονολόγηση βασίζεται κυρίως σύγκριση του αρχαίου γεωμαγνητικού πεδίου, έτσι όπως καταγράφεται στα αρχαιολογικά υλικά, με ένα υπάρχον αρχείο αλλαγών στο γήινο πεδίο μιας ιδιαίτερης γεωγραφικής περιοχής. Οι γεωμαγνητικές αλλαγές ως προς την κατεύθυνση (απόκλιση και κλίση) και τη δύναμη (ένταση) και η αρχαιομαγνητική χρονολόγηση βασίζεται στις αλλαγές διεύθυνσης του πεδίου, στις αλλαγές έντασης ή σε συνδυασμό των δύο.

Η μέθοδος λειτουργεί επειδή τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε τέτοιες κατασκευές περιλαμβάνουν μόρια σιδηρούχων υλικών, όπως ο αιματίτης. Όταν αυτά τα υλικά θερμαίνονται πάνω από τους 650°C (σημείο Κιουρί) όλες οι προγενέστερες ευθυγραμμίσεις των μαγνητικών μορίων καταστρέφονται. Αργότερα, καθώς το υλικό ψύχεται, τα μόρια ευθυγραμμίζονται εκ νέου σύμφωνα με το γήινο φυσικό μαγνητικό πεδίο.
Καθώς το μαγνητικό πεδίο αλλάζει κατεύθυνση στη διάρκεια του χρόνου, είναι δυνατόν να σχεδιαστούν τοπικές και περιφερειακές ακολουθίες στο πρότυπο της μαγνητικής απόκλισης σε ό,τι αφορά τα in situ αρχαιολογικά κατάλοιπα, που υποδεικνύουν πότε συνέβη η τελευταία μείζων θέρμανση πάνω από τους 650°C. Η τεχνική είναι πολύ ευαίσθητη και χρησιμοποιείται ενίοτε για τον υπολογισμό του χρονικού σφάλματος που παρατηρείται μεταξύ των εσωτερικών και των εξωτερικών τοιχωμάτων κλιβάνων και φούρνων που χρησιμοποιήθηκαν επί μακρόν στο παρελθόν.


Μετά την in situ δειγματοληψία στο εργαστήριο χρησιμοποιείται μαγνητόμετρο για τη μέτρηση του μαγνητισμού των δειγμάτων. Η συγκεκριμένη μέτρηση υποδεικνύει τη σχετική ένταση και διεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του δείγματος. Κατόπιν διερευνάται η σταθερότητα μαγνήτισης του δείγματος με την τοποθέτηση του δείγματος σε μαγνητικά πεδία αυξανόμενης έντασης και τη βαθμιαία αφαίρεση της μαγνήτισης. Οι μετρήσεις απομαγνήτισης επιτρέπουν την αφαίρεση ασταθών μαγνητίσεων που συνέβησαν μετά τη μείζονα θέρμανση του υλικού ή είναι προϊόντα ύστερων αποθέσεων. Η μαγνήτιση που απομένει μετά από τη διαδικασία της αφαίρεσης, είναι εκείνη που ενδιαφέρει από αρχαιολογικής άποψης. Ο προσδιορισμός της σταθερότητας της μαγνήτισης ενός μεμονωμένου δείγματος στη διαδικασία της απομαγνήτισης γίνεται με τη χρήση ενός Καταλόγου Σταθερότητας (Stability Index) που διαμορφώθηκε στη δεκαετία '60-'70.

Οι μαγνητικές διευθύνσεις δειγμάτων που αναμένεται να έχουν την ίδια ημερομηνία συνδυάζονται, προκειμένου να δώσουν τη μέση κατεύθυνση, η ακρίβεια της οποίας προδιορίζεται μέσω συγκεκριμένης στατιστικής μεθόδου. Σε αυτή την περίπτωση μια τιμή π.χ. 098 αναπαριστά την πιθανότητα 98% να βρίσκεται η αληθής κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου μέσα σε έναν κώνο εμπιστοσύνης γύρω από την παρατηρηθείσα μέση κατεύθυνση και αναμένεται η διαφορά να είναι μικρότερη από 5° για τους ιδιαίτερους σκοπούς της χρονολόγησης. Οποιαδήποτε μεγαλύτερη τιμή υποδεικνύει ότι οι μαγνητικές διευθύνσεις των δειγμάτων είναι διεσπαρμένες και επομένως δεν καταγράφουν όλες το ίδιο μαγνητικό πεδίο, πιθανώς καθιστώντας τα δείγματα μη χρονολογήσιμα.


Ραδιοχρονολόγηση Άνθρακα 14


Η ραδιοχρονολόγηση είναι ραδιομετρική μέθοδος χρονολόγησης με τη χρήση του ραδιενεργού άνθρακα-14.

Η χρονολόγηση με άνθρακα 14 βασίζεται στο γεγονός ότι με το θάνατο ενός οργανισμού ή το κόψιμο ενός δένδρου, ο ραδιενεργός άνθρακας - 14 παύει να αναπληρώνεται με τη λήψη τής τροφής. Έτσι, αντί να βρίσκεται σε σταθερή αναλογία μέσα στο υλικό ή τον οργανισμό, όπως και στο περιβάλλον, αρχίζει να ελαττώνεται, διασπώμενος με την εκπομπή βήτα σωματιδίων. Η συγκέντρωση του C-14 στο δείγμα μπορεί να μετρηθεί. Η μέτρηση τής σημερινής συγκέντρωσης ατόμων C-14 είναι μέτρο τής ηλικίας τού δείγματος από τη στιγμή τού θανάτου, ή από τη στιγμή που σταματά η πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα μέσω τής τροφής, φωτοσύνθεσης και αναπνοής.


Αντικείμενα χρονολόγησης

1.Οργανισμοί που έπαψαν να προσλαμβάνουν διοξείδιο τού άνθρακα.

2.Η άμμος σε μεγάλα βάθη, περιέχει 1% οργανική ύλη.
3.Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για κατασκευές εδώ και 2000 έτη.
4.Μετεωρίτες που παράγουν από την κοσμική ακτινοβολία τού διαστήματος, 50 πυρήνες ραδιενεργού άνθρακα ανά χιλιόγραμμο και ανά λεπτό, ή 10 πυρήνες για σιδηρομετεωρίτες. Τη στιγμή τής πτώσης τους στη Γη, παύει η παραγωγή, και μπορεί έτσι να προσδιοριστεί η εποχή τής πτώσης.


Χρονικό εύρος

200 - 35.000 έτη πριν, και με ειδικές τεχνικές (επιταχυντής), ως 100.000 έτη πριν.

Αξιοπιστία

+/- 1%, και με ειδικές τεχνικές ως +/- 0,2%


Τεχνικές

1.Εμπλουτισμός με λέιζερ του C-14 σε σχέση με τον C-12, μέχρι βαθμού 100:1.
2.Χρήση κυκλότρου στο ρόλο ενός πολύ ευαίσθητου φασματογράφου μάζας για την ανίχνευση ατόμων C-14.
3.Χρήση επιταχυντή Van Der Graaf, που μπορεί να ανιχνεύσει άτομα C-14 σε πολύ μικρή ποσότητα δείγματος. Η μέθοδος αυτή, μετράει άτομα άνθρακα, και όχι εκπομπή σωματιδίων β από τη διάσπαση C-14 όπως στη συνηθισμένη μέθοδο. Αυτή η μέθοδος δίνει 1000 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από τις ακτίνες βήτα.


Παράλληλες μετρήσεις

Με δενδροδακτυλίους, με δείγματα γνωστής ηλικίας, με Θερμοφωταύγεια, με Νετρόνια.


Διόρθωση

Έχουν δημιουργηθεί διορθωτικά διαγράμματα δενδροδακτυλίων (κυρίως ελάτων) συναρτήσει τής συγκέντρωσης C-14. Διάφορες ερευνητικές ομάδες συμφωνούν απόλυτα στις καμπύλες διόρθωσης μεγάλης περιόδου, διαφωνούν όμως στις καμπύλες δραστικών μεταβολών μικρής περιόδου.
Στις αρχές τής δεκαετίας τού 60, τρία εργαστήρια δενδροχρονολογήσεως, (Tuson, La Jolla και Φιλαδέλφεια), υπολόγισαν τη ραδιοανθρακική ηλικία, με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια, μιας σειράς δειγμάτων ξύλου, τού Pinus Aristata. Κάλυψαν όλη τη χρονική περίοδο, από σήμερα ως το 5.350 π.Χ. Η διαφορά σε αυτή την ηλικία, μεταξύ δένδρων και ραδιοάνθρακα, είναι 900 έτη.


Ημιζωή

C-14: 5568+/-30 έτη. Μια περισσότερο ακριβής μέτρηση έδωσε 5730+/-40 έτη.
Η μέθοδος αυτή επινοήθηκε από τον Αμερικανό W.F. Libby.




Φάση πανίδας


Οι φάσεις πανίδας είναι υποδιαιρέσεις του γεωλογικού χρόνου και χρησιμοποιήθηκαν κυρίως από τους παλαιοντολόγους, οι οποίοι μελετούν περισσότερο τα απολιθώματα, παρά από τους γεωλόγους, που μελετούν σχηματισμούς πετρωμάτων. Τυπικά η φάση πανίδας ή πανιδική φάση συνίσταται από μια σειρά πετρωμάτων που περιέχουν παρόμοια απολιθώματα. Στο όρο «απολιθώματα» περιλαμβάνονται, όχι μόνον τα λείψανα των οργανισμών, αλλά και τα ίχνη ή τα αποτυπώματά τους, καθώς και οποιαδήποτε άλλη μαρτυρία για την ύπαρξή τους.

Οι φάσεις πανίδας ήταν ιδιαίτερα σημαντικές κατά τον 19ο και στις αρχές του 20ου αιώνα, ως μείζον εργαλείο για την χρονολόγηση αποθέσεων πετρωμάτων (ιζηματογενών), έως την ανάπτυξη της Σεισμολογίας και της ραδιοχρονολόγησης.
Οι φάσεις πανίδας είναι τοπικές. Συχνά περιλαμβάνουν ποικιλία διαφορετικών βράχων που αποτέθηκαν σε διαφορετικά περιβάλλοντα την ίδια χρονική στιγμή. Στη σύγχρονη εποχή οι τοπικές και παγκόσμιες συσχετίσεις λίθινων ακολουθιών, είναι σχετικά βέβαιες και βαθμιαία οριστικοποιούνται και συνεπώς δεν υφίσταται η ανάγκη του προσδιορισμού μέσω της πανίδας για τον καθορισμό της ηλικίας των γεωλογικών σχηματισμών. Επίσης, στο παρελθόν υπήρχε τάση εφαρμογής των ευρωπαϊκών και ασιατικών φάσεων πανίδας για την ίδια χρονική περίοδο παγκόσμια, ακόμη και αν οι πανίδες άλλες περιοχών είχαν λίγα κοινά στοιχεία μεταξύ τους.