Wie Archäologen das Alter von Artefakten und historischen Stätten bestimmen

Kein einzelnes Instrument sagt einem Archäologen, wie alt ein Knochen, eine Keramikscherbe oder eine vergrabene Mauer ist. Stattdessen verlassen sich Forscher auf ein Arsenal von Datierungsmethoden, die sich grob in relative Datierung, die Objekte von älter zu jünger ordnet, ohne ein Jahr zu nennen, und absolute Datierung, die ein numerisches Altersbereich zuweist, unterteilen. Die gewählte Methode hängt davon ab, welches Material erhalten bleibt und wie weit zurück die Stätte datiert werden soll.

Relative Datierung: Das Lesen der Abfolge von Ablagerungen

Die häufigste relative Methode ist die Stratigraphie. Nach Ansicht der Human Relations Area Files (HRAF) der Yale University geht sie davon aus, dass sich Bodenschichten in einer Ablagerung übereinander ansammeln, so dass die unteren Schichten älter sind als die Schichten über ihnen. Durch die Kartierung der Schicht, in der ein Objekt gefunden wurde, können Archäologen Artefakte in einer Reihenfolge zueinander einordnen, noch bevor ein absolutes Datum bekannt ist.

Die HRAF listet auch zwei weitere relative Techniken auf: Serienmethode, die stilistische Veränderungen in Artefakten wie Töpferdekorationen im Laufe der Zeit verfolgt, und Fluorindatierung, die die chemische Absorption von Fluor in vergrabenen Knochen misst. Keine dieser Methoden liefert eigenständig ein Kalenderdatum; sie zeigen, welche Funde früher oder später in einer Reihenfolge kamen.

Radiokarbondatierung: Ein radioaktiver Takt zählen

Die Radiokarbondatierung ist die bekannteste absolute Methode für organische Überreste. Die Oxford Radiocarbon Accelerator Unit erklärt, dass Radiokarbon (Kohlenstoff-14) in der Atmosphäre gebildet wird und von lebenden Organismen während ihres gesamten Lebens aufgenommen wird; sobald ein Organismus stirbt, stellt er die Kohlenstoffaufnahme ein, und das darin enthaltene Radiokarbon zerfällt mit einer bekannten Rate. Durch Messung des Verhältnisses von Radiokarbon zu stabilem Kohlenstoff in einer Probe berechnen Forscher, vor wie langer Zeit der Organismus starb. Die Einheit bemerkt, dass diese Rohdaten 'kein echtes Kalenderdatum' sind und gegen Material mit bekanntem Alter kalibriert werden müssen, um Schwankungen in den atmosphärischen Radiokarbonleveln in der Vergangenheit auszugleichen. Da die Methode auf organischem Kohlenstoff basiert, kann sie Stein, Metall oder Töpferware nicht direkt datieren, es sei denn, organisches Residuum ist auf ihnen vorhanden.

Die Technik wurde von dem Chemiker Willard Libby der Universität Chicago entwickelt, der sie 1946 vorschlug, eine Arbeit, für die er 1960 den Nobelpreis für Chemie erhielt, nach National Geographic. Quellen beschreiben leicht unterschiedliche äußere Grenzen für die Methode: Oxfords Einheit besagt, dass die Technik Material von einigen hundert Jahren alt bis etwa 50.000 Jahren alt abdeckt, während National Geographic berichtet, dass die Genauigkeit für Proben älter als 40.000 Jahre sinkt und die Methode überhaupt nicht jenseits von etwa 60.000 Jahren verwendet werden kann. Beide Quellen merken an, dass Kontamination – von Boden, Konservierungschemikalien oder in einigen Fällen Atomtestfallout – Ergebnisse verzerren kann und vor der Messung entfernt werden muss.

Dendrochronologie: Jahrringe als natürlicher Kalender

Die Dendrochronologie weist Jahrringe von Bäumen Kalenderdaten zu. Der U.S. National Park Service beschreibt die Methode als das Abgleichen des Ringmusters einer unbekannten Holzprobe mit einer etablierten regionalen Chronologie aus Bäumen bekannten Alters. Die Genauigkeit hängt vom Klima ab: Bäume in Regionen mit inkonsistentem Niederschlag produzieren Ringe, die von Jahr zu Jahr in der Breite bemerkenswert variieren, was ihre Muster leicht genau abzugleichen macht, während Bäume in konsistent feuchten, gemäßigten Einstellungen gleichmäßigere Ringe wachsen lassen, die schwieriger zu datieren sind. Der Park Service warnt auch davor, dass ein datierter Baumring nur zeigt, wann das Holz wuchs, nicht wann der Baum gefällt oder im Bau verwendet wurde, da Holz manchmal Jahre nach dem Tod eines Baumes wiederverwendet wurde.

Lumineszenzalterbestimmung: Töpferware, gebrannte Tonerde und vergrabenes Sediment

Die Thermolumineszenz (TL) Datierung misst die verstrichene Zeit, seit ein kristallines Material wie Töpferware oder Lava zuletzt erhitzt wurde, oder seit vergrabenes Sediment zuletzt dem Sonnenlicht ausgesetzt war. Strahlung aus der Umgebung führt dazu, dass Elektronen über die Zeit in Fehlern innerhalb eines Kristalls gefangen werden; das Erhitzen der Probe im Labor setzt diese Elektronen als messbarer Lichtblitz frei, und die Intensität dieses Lichts spiegelt die angesammelte Strahlendosis wider. Das Teilen dieser Dosis durch die bekannte jährliche Strahlungsintensität an der Fundstelle ergibt eine Altersschätzung. Die Methode funktioniert bei Keramik, verbranntem Feuerstein, Lavaflüssen und Sedimenten, zerstört jedoch einen Teil der Probe, ist empfindlich gegenüber Variationen in der lokalen Hintergrundstrahlung und kann möglicherweise nur altes von modernem Material unterscheiden, anstatt ein genaues Jahr zu liefern.

Die HRAF merkt an, dass Archäologen auch Kalium-Argon- und Argon-Argon-Datierung verwenden, die Isotopenverhältnisse in vulkanischem Gestein messen, und archäomagnetische Datierung, die Verschiebungen des Erdmagnetfeldes verfolgt, das in gebrannten Materialien aufgezeichnet ist. Da jede Methode ihre eigene Fehlerquote und Materialanforderungen hat, werden Stätten selten mit einer einzigen Technik datiert; Forscher kombinieren typischerweise stratigraphische Sequenzierung mit einer oder mehreren absoluten Methoden, um einen Altersbereich einzugrenzen und die Ergebnisse gegenseitig zu überprüfen.