Stratigrafia e seriazione di incontri archeologici

Gli archeologi usano molte tecniche diverse per determinare l'età di un particolare artefatto, sito o parte di un sito. Due grandi categorie di tecniche di datazione o cronometriche utilizzate dagli archeologi sono chiamate datazione relativa e assoluta.

• Datazione relativa determina l'età dei manufatti o del sito, più vecchia o più giovane o della stessa età di altri, ma non produce date precise.
• Datazione assoluta, i metodi che producono date cronologiche specifiche per oggetti e occupazioni, non furono disponibili per l'archeologia fino al XX secolo.

La stratigrafia e la legge di sovrapposizione

La stratigrafia è il più antico dei relativi metodi di datazione che gli archeologi usano per datare le cose. La stratigrafia si basa sulla legge della sovrapposizione: come una torta a strati, gli strati più bassi devono essere stati formati per primi.

In altre parole, i manufatti trovati negli strati superiori di un sito saranno stati depositati più recentemente di quelli trovati negli strati inferiori. La datazione incrociata dei siti, confrontando gli strati geologici in un sito con un altro luogo ed estrapolando le età relative in quel modo, è ancora un'importante strategia di datazione usata oggi, soprattutto quando i siti sono troppo vecchi per le date assolute per avere molto significato.

Lo studioso più associato alle regole della stratigrafia (o legge della sovrapposizione) è probabilmente il geologo Charles Lyell. La base per la stratigrafia sembra abbastanza intuitiva oggi, ma le sue applicazioni non furono altro che sconvolgenti per la teoria archeologica. Ad esempio, JJA Worsaae ha usato questa legge per provare il sistema delle tre età.

seriazione

La seriazione, d'altra parte, è stata un colpo di genio. Utilizzato per la prima volta, e probabilmente inventato dall'archeologo Sir William Flinders-Petrie nel 1899, la seriazione (o la datazione in sequenza) si basa sull'idea che i manufatti cambiano nel tempo. Come le pinne caudali su una Cadillac, gli stili e le caratteristiche dei manufatti cambiano nel tempo, diventando di moda e poi svanendo in popolarità.

Generalmente, la seriazione viene manipolata graficamente. Il risultato grafico standard della seriazione è una serie di "curve di battaglia", che sono barre orizzontali che rappresentano percentuali tracciate su un asse verticale. Tracciare diverse curve può consentire all'archeologo di sviluppare una cronologia relativa per un intero sito o gruppo di siti.

Per informazioni dettagliate sul funzionamento della seriazione, vedere Seriation: una descrizione dettagliata. Si ritiene che la seriation sia la prima applicazione della statistica in archeologia. Certamente non è stato l'ultimo.

Lo studio di seriazione più famoso è stato probabilmente lo studio di Deetz e Dethlefsen Death's Head, Cherub, Urn e Willow, sul cambiamento di stili su lapidi nei cimiteri del New England. Il metodo è ancora uno standard per gli studi sul cimitero.

La datazione assoluta, la capacità di associare una data cronologica specifica a un oggetto o una raccolta di oggetti, è stata una svolta per gli archeologi. Fino al 20 ° secolo, con i suoi molteplici sviluppi, solo le date relative potevano essere determinate con fiducia. Dall'inizio del secolo, sono stati scoperti diversi metodi per misurare il tempo trascorso.

Marcatori cronologici

Il primo e più semplice metodo di datazione assoluta consiste nell'utilizzare oggetti con date incise su di essi, come monete o oggetti associati a eventi o documenti storici. Ad esempio, poiché ogni imperatore romano aveva il proprio volto impresso sulle monete durante il suo regno e le date dei regni dell'imperatore sono note da documenti storici, la data in cui una moneta fu coniata può essere individuata identificando l'imperatore raffigurato. Molti dei primi sforzi dell'archeologia sono nati da documenti storici - ad esempio, Schliemann ha cercato Homer Troy e Layard è andato dopo la Biblica Ninive - e nel contesto di un particolare sito, un oggetto chiaramente associato al sito e timbrato con una data o altro indizio identificativo era perfettamente utile.

Ma ci sono sicuramente degli svantaggi. Al di fuori del contesto di un singolo sito o società, la data di una moneta è inutile. E, al di fuori di determinati periodi del nostro passato, semplicemente non c'erano oggetti cronologicamente datati, né la profondità e i dettagli necessari della storia che avrebbero aiutato a cronologicamente datare civiltà. Senza quelli, gli archeologi erano al buio per quanto riguarda l'età di varie società. Fino all'invenzione della dendrocronologia.

Anelli e dendrocronologia

L'uso dei dati degli anelli degli alberi per determinare le date cronologiche, la dendrocronologia, fu sviluppato per la prima volta nel sud-ovest americano dall'astronomo Andrew Ellicott Douglass. Nel 1901, Douglass iniziò a studiare la crescita degli anelli degli alberi come indicatore dei cicli solari. Douglass credeva che i brillamenti solari influenzassero il clima, e quindi la quantità di crescita che un albero avrebbe potuto ottenere in un determinato anno. La sua ricerca è culminata nel dimostrare che la larghezza dell'anello dell'albero varia con le precipitazioni annuali. Non solo, varia a livello regionale, in modo tale che tutti gli alberi all'interno di una specifica specie e regione mostrino la stessa crescita relativa durante gli anni umidi e gli anni asciutti. Ogni albero quindi contiene un registro delle precipitazioni per la durata della sua vita, espresso in densità, contenuto di oligoelementi, composizione di isotopi stabile e larghezza dell'anello di crescita intra-annuale.

Usando alberi di pino locali, Douglass ha realizzato un record di 450 anni sulla variabilità degli anelli degli alberi. Clark Wissler, un antropologo alla ricerca di gruppi di nativi americani nel sud-ovest, ha riconosciuto il potenziale per tale datazione e ha portato il legno subfossile di Douglass dalle rovine di puebloan.

Sfortunatamente, il legno dei pueblos non rientrava nel record di Douglass e nei successivi 12 anni cercarono invano un modello ad anello di collegamento, costruendo una seconda sequenza preistorica di 585 anni. Nel 1929, trovarono un registro carbonizzato vicino a Show Low, in Arizona, che collegava i due schemi. Ora era possibile assegnare una data di calendario ai siti archeologici nel sud-ovest americano per oltre 1000 anni.

Determinare le frequenze del calendario usando la dendrocronologia è una questione di abbinamento di schemi noti di anelli chiari e scuri con quelli registrati da Douglass e dai suoi successori. La dendrocronologia è stata estesa nel sud-ovest americano al 322 a.C., aggiungendo al registro campioni archeologici sempre più vecchi. Esistono documenti dendrocronologici per l'Europa e l'Egeo e il database internazionale degli anelli degli alberi ha contributi da 21 paesi diversi.

Il principale svantaggio della dendrocronologia è la dipendenza dall'esistenza di vegetazione relativamente longeva con anelli di crescita annuali. In secondo luogo, le piogge annuali sono un evento climatico regionale, quindi le date degli anelli degli alberi per il sud-ovest non sono di alcuna utilità in altre regioni del mondo.

Non è certo esagerato chiamare l'invenzione della datazione al radiocarbonio una rivoluzione. Ha infine fornito la prima scala cronometrica comune che potrebbe essere applicata in tutto il mondo. Inventato negli ultimi anni '40 da Willard Libby e dai suoi studenti e colleghi James R. Arnold ed Ernest C. Anderson, la datazione al radiocarbonio era una conseguenza del Progetto Manhattan ed è stata sviluppata presso il Laboratorio metallurgico dell'Università di Chicago.

In sostanza, la datazione al radiocarbonio utilizza la quantità di carbonio 14 disponibile nelle creature viventi come un metro. Tutti gli esseri viventi mantengono un contenuto di carbonio 14 in equilibrio con quello disponibile nell'atmosfera, fino al momento della morte. Quando un organismo muore, la quantità di C14 disponibile al suo interno inizia a decadere con un tasso di emivita di 5730 anni; cioè, ci vogliono 5730 anni per la decomposizione della metà del C14 disponibile nell'organismo. Confrontando la quantità di C14 in un organismo morto con i livelli disponibili nell'atmosfera, si ottiene una stima di quando quell'organismo è morto. Quindi, ad esempio, se un albero è stato utilizzato come supporto per una struttura, la data in cui l'albero ha smesso di vivere (cioè quando è stato abbattuto) può essere utilizzata per datare la data di costruzione dell'edificio.

Gli organismi che possono essere utilizzati nella datazione al radiocarbonio includono carbone, legno, conchiglia marina, osso umano o animale, corna, torba; infatti, la maggior parte di ciò che contiene carbonio durante il suo ciclo di vita può essere utilizzata, supponendo che sia conservata nella documentazione archeologica. Il C14 più lontano che può essere usato è di circa 10 emivite o 57.000 anni; le date più recenti e relativamente affidabili finiscono alla Rivoluzione industriale, quando il genere umano si è impegnato a rovinare le quantità naturali di carbonio nell'atmosfera. Ulteriori limiti, come la prevalenza della moderna contaminazione ambientale, richiedono che vengano prese diverse date (chiamate suite) su diversi campioni associati per consentire un intervallo di date stimate. Vedere l'articolo principale sulla datazione al radiocarbonio per ulteriori informazioni.

Calibrazione: regolazione per Wiggles

Nel corso dei decenni trascorsi da quando Libby e i suoi associati hanno creato la tecnica di datazione al radiocarbonio, i perfezionamenti e le calibrazioni hanno entrambi migliorato la tecnica e rivelato i suoi punti deboli. La calibrazione delle date può essere completata osservando i dati degli anelli degli alberi per un anello che mostra la stessa quantità di C14 di un particolare campione, fornendo così una data nota per il campione. Tali indagini hanno identificato oscillazioni nella curva dei dati, come ad esempio alla fine del periodo arcaico negli Stati Uniti, quando il C14 atmosferico oscillava, aggiungendo ulteriore complessità alla calibrazione. Importanti ricercatori nelle curve di calibrazione includono Paula Reimer e Gerry McCormac presso il CHRONO Center, Queen's University Belfast.

Una delle prime modifiche alla datazione C14 avvenne nel primo decennio dopo il lavoro di Libby-Arnold-Anderson a Chicago. Una limitazione del metodo di datazione C14 originale è che misura le attuali emissioni radioattive; La datazione con spettrometria di massa dell'acceleratore conta gli atomi stessi, consentendo dimensioni del campione fino a 1000 volte inferiori rispetto ai campioni C14 convenzionali.

Mentre né la prima né l'ultima metodologia di datazione assoluta, le pratiche di datazione C14 erano chiaramente le più rivoluzionarie, e alcuni dicono che aiutarono a inaugurare un nuovo periodo scientifico nel campo dell'archeologia.

Dalla scoperta della datazione al radiocarbonio nel 1949, la scienza è balzata sul concetto di usare il comportamento atomico per datare gli oggetti e una moltitudine di nuovi metodi è stata creata. Ecco una breve descrizione di alcuni dei tanti nuovi metodi: fare clic sui collegamenti per ulteriori informazioni.

Potassio-Argon

Il metodo di datazione del potassio-argon, come la datazione al radiocarbonio, si basa sulla misurazione delle emissioni radioattive. Il metodo Potassio-Argon risale ai materiali vulcanici ed è utile per siti datati tra 50.000 e 2 miliardi di anni fa. Fu usato per la prima volta nella gola di Olduvai. Una recente modifica è la datazione Argon-Argon, usata di recente a Pompei.

Datazione traccia fission

La datazione delle tracce di fissione è stata sviluppata a metà degli anni '60 da tre fisici americani, i quali hanno notato che tracce di danni di dimensioni micrometriche sono create in minerali e bicchieri con quantità minime di uranio. Queste tracce si accumulano a un tasso fisso e sono buone per date tra 20.000 e un paio di miliardi di anni fa. (Questa descrizione proviene dall'unità di geocronologia della Rice University.) La datazione a binario di fissione è stata usata a Zhoukoudian. Un tipo più sensibile di datazione delle tracce di fissione si chiama alfa-rinculo.

Idratazione di ossidiana

L'idratazione dell'ossidiana utilizza il tasso di crescita della scorza sul vetro vulcanico per determinare le date; dopo una nuova frattura, una crosta che copre la nuova frattura cresce a un ritmo costante. I limiti di datazione sono fisici; ci vogliono diversi secoli per creare una scorza rilevabile e le scorze di oltre 50 micron tendono a sgretolarsi. L'Ossidiana Hydration Laboratory dell'Università di Auckland, in Nuova Zelanda, descrive il metodo in dettaglio. L'idratazione dell'ossidiana viene regolarmente utilizzata in siti mesoamericani, come Copan.

Datazione alla termoluminescenza

La datazione della termoluminescenza (chiamata TL) è stata inventata intorno al 1960 dai fisici e si basa sul fatto che gli elettroni in tutti i minerali emettono luce (luminesce) dopo essere stati riscaldati. Va bene da circa 300 a circa 100.000 anni fa ed è naturale per la datazione di vasi in ceramica. Le date di TL sono state recentemente al centro della controversia sulla datazione della prima colonizzazione umana in Australia. Esistono diverse altre forme di datazione della luminescenza< as well, but they are not as frequently used to date as TL; see the luminescence dating page for additional information.

Archaeo e Paleo-magnetismo

Le tecniche di datazione archeomagnetica e paleomagnetica si basano sul fatto che il campo magnetico terrestre varia nel tempo. Le banche dati originali furono create da geologi interessati al movimento dei poli planetari e furono utilizzate per la prima volta dagli archeologi negli anni '60. Jeffrey Eighmy's Archaeometrics Laboratory presso il Colorado State fornisce dettagli sul metodo e sul suo uso specifico nel sud-ovest americano.

Rapporti di carbonio ossidato

Questo metodo è una procedura chimica che utilizza una formula di sistemi dinamici per stabilire gli effetti del contesto ambientale (teoria dei sistemi) ed è stato sviluppato da Douglas Frink e dal team di consulenza archeologica. L'OCR è stato recentemente utilizzato per datare la costruzione di Watson Brake.

Incontri di racemizzazione

La datazione di racemizzazione è un processo che utilizza la misurazione del tasso di decadimento degli aminoacidi delle proteine ​​del carbonio fino ad oggi al tessuto organico un tempo vivente. Tutti gli organismi viventi hanno proteine; le proteine ​​sono costituite da aminoacidi. Tutti tranne uno di questi aminoacidi (glicina) ha due diverse forme chirali (immagini speculari l'una dell'altra). Durante la vita di un organismo, le sue proteine ​​sono composte solo da amminoacidi "mancini" (laevo o L), ma una volta che l'organismo muore gli amminoacidi mancini si trasformano lentamente in amminoacidi destrimani (destrano o D). Una volta formati, gli stessi aminoacidi D tornano lentamente a forme L allo stesso ritmo. In breve, la datazione di racemizzazione utilizza il ritmo di questa reazione chimica per stimare il tempo trascorso dalla morte di un organismo. Per maggiori dettagli, vedi la datazione sulla racemizzazione

La racemizzazione può essere usata per datare oggetti tra i 5.000 e i 1.000.000 di anni, e recentemente è stata usata per datare l'età dei sedimenti a Pakefield, il primo record di occupazione umana nell'Europa nord-occidentale.

In questa serie, abbiamo parlato dei vari metodi utilizzati dagli archeologi per determinare le date di occupazione dei loro siti. Come hai letto, ci sono diversi metodi per determinare la cronologia del sito e ognuno di essi ha i suoi usi. Una cosa che tutti hanno in comune, però, è che non possono stare da soli.

Ogni metodo che abbiamo discusso, e ciascuno dei metodi che non abbiamo discusso, può fornire una data errata per una ragione o per l'altra.

• Campioni di radiocarbonio sono facilmente contaminati dalla tana dei roditori o durante la raccolta.
• Date di termoluminescenza può essere espulso dal riscaldamento accidentale molto tempo dopo la fine dell'occupazione.
• Stratigrafia del sito può essere disturbato da terremoti o quando lo scavo umano o animale non correlato all'occupazione disturba il sedimento.
• seriazione, anche, può essere distorto per un motivo o per l'altro. Ad esempio, nel nostro campione abbiamo usato la preponderanza di record di 78 giri / min come indicatore dell'età relativa di una discarica. Supponiamo che un californiano abbia perso la sua intera collezione jazz degli anni '30 nel terremoto del 1993, e i pezzi rotti finirono in una discarica che si aprì nel 1985. Heartbreak, yes; datazione accurata della discarica, n.
• Date derivate da dendrocronologia può essere fuorviante se gli occupanti usavano relitti di legno per bruciare nei loro fuochi o costruire le loro case.
• Idratazione all'ossidiana i conteggi iniziano dopo una nuova pausa; le date ottenute potrebbero essere errate se il manufatto fosse rotto dopo l'occupazione.
• Anche marcatori cronologici può essere ingannevole. La raccolta è un tratto umano; e trovare una moneta romana una casa in stile ranch che è stata bruciata a terra a Peoria, Illinois, probabilmente non indica che la casa fu costruita durante il regno di Cesare Augusto.

Risolvere il conflitto con il contesto

In che modo gli archeologi risolvono questi problemi? Esistono quattro modi: contesto, contesto, contesto e incontri incrociati. Dal lavoro di Michael Schiffer nei primi anni '70, gli archeologi hanno compreso l'importanza critica della comprensione del contesto del sito. Lo studio dei processi di formazione del sito, la comprensione dei processi che hanno creato il sito come lo vedi oggi, ci ha insegnato alcune cose sorprendenti. Come puoi vedere dal grafico sopra, è un aspetto estremamente cruciale per i nostri studi. Ma questa è un'altra caratteristica.

In secondo luogo, non fare mai affidamento su una metodologia di incontri. Se possibile, all'archeologo verranno prese diverse date e verificarle usando un'altra forma di datazione. Questo potrebbe essere semplicemente il confronto di una serie di date di radiocarbonio con le date derivate da artefatti raccolti, o usando date TL per confermare le letture di Argon di potassio.

Webelieve è sicuro di dire che l'avvento di metodi di datazione assoluti ha completamente cambiato la nostra professione, allontanandola dalla contemplazione romantica del passato classico e verso lo studio scientifico dei comportamenti umani.