Arkeologian käyttämiä absoluuttisia ajoitusmenetelmiä

14C ajoituksetluminesenssiajoituksetdendrokronologiarannansiirtymisajoitusmuut ajoitusmenetelmät

14C -analyysi

14C –analyysi l. radiohiilimenetelmäkeskeisin nykyarkeologian absoluuttinen ajoitusmenetelmävoidaan ajoittaa näytteitä, joiden ikä – vähintään 300 vuotta– enintään 50 000 vuotta

menetelmän kehitti amerikkalainen W. F. Libby jo 1940-luvun lopulla

14C –analyysi…

kaikki elävät oliot tuottavat pienen määrän hiilen radioaktiivista isotooppia - normaalihiili 12C; radioaktiivinen isotooppi 14C - mitataan näytteessä jäljellä olevan säteilyn määrää

säteilyn määrä vähenee puoliintumallapuoliintumisaika = aikamäärä, jonka kuluessa radioaktiivisen säteilyn määrä vähenee puoleenT2 = 573040 vuottaradiohiilen hajoaminen stokastista– esitetään arvio, joka kuvaa mahdollisimman luotettavasti

hajoamisten intensiteettiä

14C –analyysi…

hajoaminen tapahtuu todennäköisyydellä, joka on verrannollinen näytteen ikäännäytteen ikä saadaan todennäköisyyksinä standardipoikkeaman mukaisesti:– 1σ = 68 % – 2σ = 95 %

todennäköisyydet tuovat mukanaan ±arvot (laboratoriot ilmoittavat tulokset 1σ:n eli 68 %

todennäköisyydellä!) esim. Hel-3836 Ristiina Kitulansuo 217090

calBC 370(1.00)110

14C-analyysi…

iät lasketaan perusvuodesta 1950 alkaen (ei mittausvuodesta alkaen)ongelmia– ilmakehän radioaktiivisen hiilen määrä lisääntynyt1950-luvun jälkeen

atomipommikokeiden vuoksi– Suess-efekti: 14C:n määrä ilmakehässä vähentynyt fossiilisten

polttoaineiden käytön vuoksi– radiohiilen käyttö biologisissa tutkimuksissa– pintakerrosten ja järvien saastuminen radiohiilellä – radiohiilen määrä eri aikoina vaihdellut

radiohiilivuodet eivät vastaa kalenterivuosia!– tuloksia korjattava eli kalibroitava

Mitä voidaan ajoittaa?

määritykseen tarvittavan hiilen määrä riippuu mm.– näytteen puhtaudesta– mittaukseen käytettävästä ajasta– laboratorion välineistöstä ja kapasiteetista

ajoitettavat materiaalit:- hiili- puu, tekstiili - keramiikka– keramiikassa oleva orgaaninen aines, esim. kuona tai karsta

- turve- luu, simpukankuoret

kalibrointi

nykyisin ”raakatulokset” ilmoitetaan BP = Before Presentvuoden 1985 jälkeen kalibrointi ilmoitettu erikseen:– calBP– calAD– calBC

suositeltavinta käyttää kalibroinnin lähtökohtana calBC– aurinkovuosien lähtökohta pysyy muuttumattomana

useita kalibrointijärjestelmiä ja –ohjelmia käytössähyvään tapaan kuuluu ilmoittaa käytetty kalibrointimenetelmä (esim. Stuiver & Reimer 1993 (metodi A))

AMS-ajoitus

hiukkaskiihdytinajoitus (Accelerating Mass Spectrometry) 14C-menetelmän sovellusmenetelmä kehitetty arkeologien käyttöön 1990-luvullavoidaan ajoittaa jopa 0.1 mg painoisia hiilinäytteitä (10000 vähemmän kuin normaalissa 14C-ajoituksessa)mahdollistaa mm. keramiikan karstan tai makrofossiilien (siementen) ajoittamisenedustaa paremmin kontekstia (näytteen sekoittumisen vaara pienempi)

luminesenssiajoitus

termoluminesenssi (TL)tutkitaan ydinenergian varastoitumisen määrää >

energia lisääntyy tasaisesti näytteen iän mukana säteilyenergia saadaan esille stimuloimalla (esilämmittämällä) näytettä

- käytännössä mielenkiintoiset (pitkäikäiset) piikit yli 300 - 400lämpötiloissavapautuu α, β and γ -säteilyänäyte kuumennetaan uudelleen yli Curie -pisteen (550) ja mitataan vapautuvan säteilyn intensiteetti

optinen luminsesenssi (OLS)– tutkitaan absorboituneen valon määrää

luminesessimenetelmä

vapaa tila valoa (lämmitys)loukku

perustila

säteilyn kertyminen

luminesenssimenetelmä

ikä = näytteen sisältämä luminesenssisäteilyn määrä säteilyn määrä yhden vuoden aikana

piikit: esim. kvartsi – 210° > elinikä n. 100 vuotta– 350° > n. 1 milj. vuotta

mitä voidaan ajoittaa?– pitkäikäisiä materiaaleja

• keramiikka (sekoitteissa kvartsia, kalsiumia sekä maasälpiä)• sedimentit• palaneet kivet, kuona, pii, kalsiitti, eoliset aineet

epätasainen taustasäteity tuottaa n. 5 % virherajat

luminesenssimenetelmistä…

näytteen taustasäteily tunnettava; mitataan paikan päällä dosimetreillänykyisin jo runsaasti tietoa taustasäteilyn määrästänäytteiden maksimi-ikiä– kvartsi (Suomessa) n. 80 000 v., (Australiassa) n. 800 000 v.– maasälpä (Suomessa) n. 130 000 v.

tuloksia ei tarvitse kalibroida

muita…

Electron Spin Resonance (ESR)– näytettä säteilytetään vahvassa magneettikentässä– maksimaalinen resonanssin kohdalla mitataan näytteen

absorboituneen säteilyn määrä– voidaan ajoittaa esim. hampaita (jotka sisältävät

hydroksiapatiittia)– useiden satojen tuhansien vuosien ikiä voidaan ajoittaa– hyödynnetty mm. varhaisten hominidien ajoituksessa

dendrokronologiaaa

ajoitukset tehdään tavallisesti vertaamalla tutkittavaa näytettä valmiiseen vuosilustosarjaan eli referenssisarjaan

kasvun ilmastollinen vaihtelu vaikuttaa samanaikaisesti laajoilla alueilla, mikä ominaisuus tekee mahdolliseksi satojenkin kilometrien päässä toisistaan kasvavien puiden lustotietojen yhdistämisen joka vuosi syntyy uusi tunnistettavissa oleva vuosirengas– mitattava suure vuosiluston paksuus

dendrokronologiaa…

parhaimmillaan ajoitustarkkuus 1 vuosivertailuun tarvittavien vuosirenkaiden määrä riippuu puulajista ja näytteen säilymisasteestaSuomessa vähimmäisvaatimus männylle toistaiseksi 50 vuosirengastavastinlustojen tunnistamiseen näytteistä (ristiinajoitus)eri puulajeille laadittu omat kronologiansavertailun avulla voidaan rakentaa yhtenäinen kronologia – 7519-vuotisen metsän-rajamännyn lustosarjan

dendrokronologiaa…

muille puulajeille Suomessa vain “kelluvia” kronologioitaluotettavimmat tulokset nuorista näytteistä (0 – 2000 jKr.)Keski-Euroopassa mm. tammen ja lehmuksen kronologiatvuosittain Suomessa tehdään 30-40 ajoitustaajoitettuja näytteitä yhteensä n. 4500 kpl.ongelmia:– edustaako näyte sitä mitä halutaan ajoittaa?– vanhan puun käyttö

rannansiirtymisajoitus

“pohjoismainen” menetelmä lähinnä kivi- ja pronssikautisten kohteiden ajoittamiseksimaankohoamisen nopeus vaihtelee Baltian kilven eri osissalähtökohtana kupolimainen ja tasaisesti hidastuva maankohoaminenkohoaminen alkanut jo mannerjään sulamisen aikanarannansiirtymiskronologia suhteellinen ajoitusmenetelmä; kytkettävä absoluuttisiin ajoituksiin

rannansiirtymisajoitus

Itämeren rannansiirtymähistoria tärkein ajoitusapuneuvokaikille suurille järville laadittu omat rannansiirtymishistoriansakronologiaa kehitetty yhteistyössä geologien ja arkeologien kanssa– typologia– 14C-ajoitukset– piilevät– siitepölyt

muita ajoitusmenetelmiä

lustosavikronologia– ei kovin tärkeä arkeologiassa

ajoitus kronozoonien avulla– ei enää kovin tärkeällä sijalla arkeologiassa

historiallisiin lähteisiin perustuva ajoitustypologinen ajoitus– ristiinajoitus