Bagaimana Arkeolog Menentukan Usia Fosil dan Artefak

Ketika arkeolog mengatakan sebuah artefak berusia '3.000 tahun' atau lapisan pengandung fosil berusia '1,8 juta tahun', angka itu berasal dari satu atau lebih teknik kencan ilmiah, bukan metode universal tunggal. Metode kencan jatuh ke dua kategori: kencan relatif, yang menentukan apakah satu objek atau lapisan lebih tua atau lebih muda dari yang lain, dan kencan mutlak (atau kronometrik), yang memperkirakan kisaran usia aktual menggunakan proses fisik atau kimia yang terukur, menurut Layanan Taman Nasional AS.

Kencan relatif: menetapkan urutan, bukan tahun yang tepat

Metode relatif tertua dan paling sederhana adalah stratigrafi, berdasarkan Hukum Superposisi: di situs yang tidak terganggu, lapisan tanah yang lebih dalam lebih tua dari lapisan di atasnya, Layanan Taman Nasional menjelaskan. Penggali mengeluarkan tanah dalam urutan terbalik dari cara penyimpanannya, jadi urutan lapisan memberikan garis waktu relatif bahkan sebelum tes ilmiah dilakukan.

Arkeolog juga menggunakan seriasi, yang mengatur tembikar, peralatan atau gaya artefak lainnya menjadi urutan berdasarkan bagaimana fitur desainnya berubah dari waktu ke waktu, dan ide terkait terminus post quem, yang menggunakan objek yang dapat diberi tanggal paling baru dalam lapisan untuk menetapkan tanggal awal yang paling mungkin untuk semua hal yang ditemukan dengannya. Kencan silang membandingkan temuan antar situs untuk menghubungkan kronologi relatif mereka, menurut Layanan Taman Nasional.

Kencan radiokarbon: metode mutlak yang paling banyak digunakan

Kencan radiokarbon (karbon-14) bekerja karena organisme hidup secara terus-menerus menukar karbon dengan atmosfer, mempertahankan rasio tetap antara karbon-14 radioaktif dan karbon-12 stabil, menurut Laboratorium Penelitian untuk Arkeologi dan Sejarah Seni Universitas Oxford, yang menjalankan layanan kencan radiokarbon. Setelah organisme mati, ia berhenti menyerap karbon, dan karbon-14 meluruh pada tingkat yang diketahui, memungkinkan ilmuwan menghitung waktu yang telah berlalu dari rasio yang tersisa.

Metode ini hanya berlaku untuk materi yang pernah menjadi bagian dari organisme hidup — tulang, kayu, arang, cangkang, rambut atau sisa serupa — bukan batu atau logam kecuali ada residu organik yang melekat, laboratorium Oxford dan Layanan Taman Nasional sama-sama mencatat. Waktu paruh karbon-14 dikutip sebagai kira-kira 5.730 tahun oleh National Geographic dan sekitar 5.700 tahun oleh Layanan Taman Nasional.

Pada kisaran yang dapat digunakan, sumber memberikan batas yang sedikit berbeda: laboratorium Oxford menyatakan metode mencakup beberapa ratus tahun yang lalu hingga sekitar 50.000 tahun, sementara National Geographic melaporkan bahwa sampel lebih tua dari kira-kira 40.000 tahun menjadi sangat sulit untuk diberi tanggal dan sampel melampaui 60.000 tahun tidak dapat diberi tanggal sama sekali. Hasil baku juga perlu kalibrasi karena tingkat karbon-14 atmosfer telah bervariasi dari waktu ke waktu, dan hasil dapat menjadi miring oleh kontaminasi tanah atau oleh 'efek reservoir' yang terlihat dalam sampel laut, menurut laboratorium Oxford.

Kencan batu, kayu dan tanah liat bakar: metode mutlak lainnya

Untuk batu vulkanik yang terkait dengan lapisan arkeologi atau fosil, para ilmuwan menggunakan kencan kalium-argon atau versi perbaikannya, kencan argon-argon (40Ar/39Ar), yang melacak peluruhan kalium-40 menjadi argon-40, menurut Survei Geologi AS. Varian 40Ar/39Ar meradiasi sampel untuk mengubah beberapa kalium menjadi argon-39, memungkinkan peneliti mengukur dua isotop argon dari satu sampel daripada dua elemen terpisah, yang meningkatkan akurasi. USGS mencatat pendekatan ini bekerja paling baik pada kristal kaya kalium seperti sanidine dan telah diterapkan pada letusan dari kira-kira 70.000 tahun yang lalu hingga peristiwa dalam 12.000 tahun terakhir.

Artefak dan struktur kayu dapat diberi tanggal melalui dendrochronology, atau kencan cincin pohon. Laboratorium Penelitian Cincin Pohon Universitas Arizona menjelaskan bahwa sekadar menghitung cincin tidak dapat diandalkan karena pohon dapat menghasilkan cincin yang hilang secara lokal atau band palsu yang menyerupai cincin pertumbuhan asli. Sebaliknya, spesialis menggunakan kencan silang — mencocokkan pola cincin lebar dan sempit, yang mencerminkan kondisi pertumbuhan tahunan, di seluruh sampel kayu dari wilayah yang sama — sering melalui teknik yang disebut skeleton plotting, untuk memberikan setiap cincin tahun kalender yang tepat.

Teknik mutlak lainnya yang terdaftar oleh Layanan Taman Nasional termasuk thermoluminescence, yang mengukur elektron yang terperangkap dalam tanah liat bakar atau batu yang dipanaskan oleh radiasi latar dan dilepaskan sebagai cahaya ketika material dipanaskan kembali di lab; hydration obsidian, yang mengukur ketebalan lapisan penyerapan air pada permukaan obsidian yang baru pecah; dan kencan keramik rata-rata, yang menghitung tanggal situs rata-rata dari rentang produksi yang diketahui dari berbagai jenis tembikar yang ditemukan di sana.

Mengapa arkeolog menggabungkan beberapa metode

Tidak ada satu teknik pun yang mencakup setiap materi atau setiap rentang waktu, itulah sebabnya tim penggalian biasanya memasangkan metode relatif seperti stratigrafi dengan satu atau lebih metode mutlak yang sesuai dengan materi yang benar-benar ada — sisa organik untuk radiokarbon, endapan vulkanik untuk kalium-argon, kayu untuk dendrochronology, atau tanah liat bakar untuk thermoluminescence. Pemeriksaan silang hasil dari metode yang berbeda, dan terhadap catatan sejarah di mana ada, membantu arkeolog mengidentifikasi kesalahan dan mempersempit perkiraan usia akhir yang dilaporkan untuk situs atau objek.