כיצד ארכיאולוגים קובעים את גיל של חפצים ארכיאולוגיים ואתרים היסטוריים

אין כלי יחיד שאומר לארכיאולוג בן כמה שנים הוא עצם, שבר כלי חרס או קיר קבור. במקום זאת, חוקרים מסתמכים על ערכת כלים של שיטות תיארוך, שחולקות בגדול לתיארוך יחסי, המזמין חפצים מישנים יותר לחדשים יותר ללא הנתינה של שנה, ותיארוך מוחלט, המעניק טווח גיל מספרי. השיטה שנבחרה תלויה באיזה חומר שרד וכמה רחוק בעבר צפוי שהאתר יתוארך.

תיארוך יחסי: קריאת סדר הדיקומים

השיטה היחסית הנפוצה ביותר היא סטרטיגרפיה. על פי קובצי יחסי אנושי באוניברסיטת Yale (HRAF), היא מניחה כי שכבות קרקע בדיקום מצטברות אחת על גבי השנייה, כך ששכבות תחתונות הן קדומות יותר משכבות שמעליהן. על ידי מיפוי איזו שכבה נמצא חפץ, ארכיאולוגים יכולים למקם חפצים ארכיאולוגים ברצף יחסית זה לזה גם לפני שידוע תאריך מוחלט כלשהו.

HRAF מפרטת גם שתי טכניקות יחסיות אחרות: סריציה, המעקבת אחר שינויים סטיליסטיים בחפצים ארכיאולוגים כגון קישוט כלי חרס לאורך זמן, ותיארוך פלואור, המודד ספיגה כימית של פלואור בעצם קבור. אף אחת משתי השיטות אינה מייצרת תאריך קלנדרי בעצמה; הן מראות אילו ממצאים הגיעו מוקדם יותר או מאוחר יותר בתוך רצף.

תיארוך רדיוקרבון: ספירת שעון רדיואקטיבי

תיארוך רדיוקרבון היא השיטה המוחלטת הידועה ביותר לשרידים אורגניים. יחידת Oxford Radiocarbon Accelerator מסבירה כי רדיוקרבון (פחמן-14) נוצר בחלל ומספג על ידי אורגניזמים חיים לאורך כל חייהם; ברגע שאורגניזם מת, הוא מפסיק להחליף פחמן, והרדיוקרבון שהוא מכיל מתחיל להתפרק בקצב ידוע. על ידי מדידת היחס של רדיוקרבון לפחמן יציב בדגימה, חוקרים מחשבים כמה זמן חלף מאז שהאורגניזם מת. היחידה מציינת שדמות גולמית זו "אינה גיל קלנדרי אמיתי" וחייבת להיות מכויילת נגד חומר בעל גיל ידוע כדי לתקן עבור וריאציה בעבר ברמות רדיוקרבון בחלל האטמוספירה. מכיוון ששיטה זו תלויה בפחמן אורגני, היא אינה יכולה לתארך ישירות אבן, מתכת או כלי חרס אלא אם שרידים אורגניים שמורים עליהם.

הטכניקה פותחה על ידי כימאי באוניברסיטת University of Chicago ווילארד ליבי, שהציע אותה בשנת 1946, עבודה שבה הוא קיבל את פרס נובל לכימיה בשנת 1960, על פי National Geographic. מקורות מתארים גבולות חיצוניים שונים במעט לשיטה: יחידת Oxford קובעת שהטכניקה מכסה חומר בן כמה מאות שנים עד כ-50,000 שנה, בעוד National Geographic מדווח כי הדיוק פוחת לדגימות שהן יותר מ-40,000 שנה וכי אי אפשר להשתמש בשיטה בכלל מעבר לכ-60,000 שנה. שתי המקורות מציינות כי זיהום - מקרקע, כימיקלים שמרנים, או במקרים מסוימים, נפילה של בדיקות גרעיניות - יכול להטות תוצאות וחייב להיות הוסר לפני מדידה.

תיארוך טבעות עצים: טבעות עצים כלוח שנה טבעי

דנדרוכרונולוגיה משדדת תאריכים קלנדריים לטבעות הגדול השנתיות של עצים. שירות הפארקים הלאומיים של ארה"ב מתאר את השיטה כהתאמה בדוק של דגימת עץ לא ידוע לכנגד כרונולוגיה אזורית שהוקמה מעצים בגיל ידוע. הדיוק תלוי בזקלימט: עצים באזורים בעלי ירידות גשם לא עקביות מייצרים טבעות המשתנות בצורה ניכרת ברוחב משנה לשנה, מה שהופך את הדפוסים שלהן לקלים יותר להתאים בדיוק, בעוד שעצים בהגדרות רטובות מתונות וקבועות גדלים טבעות אחידות יותר שקשה יותר לתארך. שירות הפארקים הלאומיים גם מתריע כי טבעת עץ מתוארכת רק מראה מתי עץ גדל, לא מתי האילן נחתך או שימש בבניית, מכיוון שעצים לעתים קרובות שימשו מחדש שנים אחרי מות העץ.

תיארוך זוהר: כלי חרס, חימר שרוף ורסוב קבור

תיארוך זוהר תרמי (TL) מודד את הזמן שחלף מאז פעם אחרונה שחומר גבישי, כגון כלי חרס או לבה, או רסוב קבור, נחשף לשמש. קרינה מהסביבה גורמת לאלקטרונים להיתקע בתוך גבישים לאורך זמן; החימום של הדגימה בעבודה משחררת אלקטרונים אלה כבזק מדיד של אור, והעוצמה של אור זה משקפת את הקרינה המצטברת. חלוקת קרינה זו לפי רמת הקרינה השנתית הידועה בחוקת החיפוש מניבה אומדן גיל. השיטה עובדת על קרמיקה, צור שרוף, זרימות לבה ורסובים, אך היא משמידה חלק מהדגימה, רגישה לשינוי בקרינה רקע מקומית, וייתכן שמבדילה רק חומר עתיק מחומר מודרני ולא תייצר שנה מדויקת.

HRAF מציינת כי ארכיאולוגים משתמשים גם בתיארוך אשלג-ארגון וארגון-ארגון, המודדים יחסי איזוטופים בסלע געשי, ותיארוך מגנטי ארכיאולוגי, המעקבת אחר שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ הרשומים בחומרים שרופים. מכיוון שכל שיטה נושאת שוליים משלה של שגיאה ודרישות חומרים, אתרים נדירים מתוארכים בטכניקה אחת בלבד; חוקרים בדרך כלל משלבים סדרה סטרטיגרפית עם שיטה מוחלטת אחת או יותר כדי לצמצם טווח גיל ובדוק את התוצאות זו מול זו.