Hoe archeologen de leeftijd en authenticiteit van oude artefacten bepalen

Het bepalen hoe oud een object is en of het werkelijk antiek is, zijn twee afzonderlijke maar gerelateerde vragen. Archeologen beantwoorden de eerste met een mengeling van veldobservatie en laboratoriumwetenschap, en de tweede door de materialen en fabricagesporen van een object te vergelijken met wat bekend staat te hebben kunnen gebeuren in de vermeende periode.

Stap één: relatieve datering in de grond

Voordat enig laboratoriumonderzoek, verlaten archeologen zich op stratigrafie, de studie van grondlagen. Volgens een leermiddelbron van Yale University's Human Relations Area Files (eHRAF), gaat stratigrafie ervan uit dat lagen zich in de loop van de tijd ophopen, dus materiaal gevonden in een diepere laag is over het algemeen ouder dan materiaal erboven. Dit wordt relatieve datering genoemd: het stelt vast dat een artefact ouder of jonger is dan een ander zonder een specifiek jaar op te leveren.

Alleen relatieve datering kan niet zeggen hoeveel jaren twee lagen scheiden. Daarvoor wenden archeologen zich tot absolute dateringsmethoden, die de eHRAF-bron beschrijft als het produceren van "specifieke oorsprongsdatums en tijdsbereiken, zoals een leeftijdsbereik in jaren". Stratigrafische sequencing en absolute methoden worden normaal samen gebruikt, waarbij de grondlagen context leveren en de wetenschappelijke tests getallen leveren.

Stap twee: een getal aan de leeftijd toekennen

Radiocarbondatering is de meest gebruikte absolute methode voor organische resten. Levende organismen nemen koolstof-14 uit de atmosfeer op; zodra ze sterven, vervalt het isotoop met een vaste snelheid. Het radocarbon-laboratorium Beta Analytic stelt dat monsters zoals bot, tanden, houtskool en hout op deze manier kunnen worden getest, en dat laboratoria en archeologen het eens moeten worden over een bemonsteringsstrategie voor uitgravingen om vervuiling te voorkomen. De faciliteit van Beta Analytic meet nu alle ingediende monsters met behulp van versneller-massaspectrometrie (AMS), die koolstof-14-atomen direct telt in plaats van hun radioactieve verval te meten.

Koolstof-14 heeft een halfwaardetijd van 5.700 jaar, plus of minus 30 jaar, volgens Wikipedia's samenvatting van de aanvaarde wetenschappelijke waarde. Radiocarbondatering is over het algemeen beperkt tot monsters tot ongeveer 50.000 jaar oud, hoewel gespecialiseerde voorbereiding de methode soms tot 60.000 jaar kan uitbreiden of, in zeldzame gevallen, tot bijna 75.000 jaar voor heden, aangezien voorbij dat punt te weinig koolstof-14 overblijft om betrouwbaar te meten.

Voor hout kan dendrochronologie, de studie van jaarringen, nauwkeuriger zijn dan radiocarbondatering. Een archeologiebron van de Universiteit van Oxford legt uit dat bomen elk jaar een groeiering aanleggen, met breedte variërend naargelang het klimaat, en dat overlappende ringpatronen van verschillende houtwaren onderzoekers in staat stellen lange regionale referentiesequenties op te bouwen. Bij goed bewaarde monsters, merkt de bron op, kan het moment waarop een boom werd geveld "bijna tot de week of dag" worden bepaald. De methode vereist minimaal vijftig jaar ringen om een betrouwbaar patroon vast te stellen, en het werkt alleen waar al een regionale referentiesequentie bestaat; de Oxford-bron merkt op dat veel perioden en regio's, inclusief de Britse IJzertijd, er geen hebben.

Gebakken kleiobjecten zoals aardewerk en bakstenen worden anders gedateerd, via thermoluminescentie (TL). Een gids gepubliceerd door de Archaeology Data Service legt uit dat het bakken van een pot in een oven een natuurlijke straling "klok" in zijn mineralen op nul zet; daarna verzamelt de klei langzaam energie van radioactieve elementen in zichzelf en de omringende grond. Het meten van die opgeslagen energie en het delen door de bekende jaarlijkse stralingsdosis op de vindplaats geeft een leeftijd. Dezelfde gids merkt op dat TL-resultaten het sterkst zijn wanneer meerdere metingen en technieken worden gecombineerd in plaats van te vertrouwen op één enkele meting.

Authenticiteit bevestigen: Is het echt wat het beweert te zijn?

Een wetenschappelijke datering is niet hetzelfde als authenticiteit. Specialisten onderzoeken ook hoe een object werd gemaakt. Een studie uit 2008 van onderzoekers van Cardiff University samen met het British Museum, de Smithsonian Institution en Kingston University onderzochten twee beroemde "Azteken" kristallen schedels, een in het British Museum en een in de Smithsonian, volgens een rapport van ScienceDaily. Met behulp van elektronenmicroscoopanalyse van gereedschapssporen ontdekte het team dat beide schedels waren gesneden met roterende schijfgereedschappen die onbekend waren in pre-Columbiaans Mesoamerika. Samenstellingstests toonden bovendien aan dat het kwarts dat voor de kristallen schedel van het British Museum werd gebruikt, uit Brazilië of Madagaskar werd gewonnen en niet uit Mexico; het rapport noemde geen kwartsbron voor de Smithsonian-schedel. Onderzoekers concludeerden, volgens ScienceDaily, dat de kristallen schedel van het British Museum in Europa uit de 19e eeuw werd gemaakt, terwijl de Smithsonian-schedel kort voor aankoop in Mexico-Stad in 1960 werd gemaakt.

De kristallenschedel-zaak illustreert een breder punt: het dateren van een materiaal is niet hetzelfde als het dateren van wanneer het werd gesneden of in zijn huidige vorm werd samengesteld. De thermoluminescentiegids van de Archaeology Data Service merkt op dat een recent gebakken object veel minder opgeslagen stralingsenergie bevat dan een werkelijk antiek, wat een van de redenen is waarom de methode kan helpen objecten uit de afgelopen eeuw te markeren; het beveelt ook aan om TL-metingen met andere technieken te combineren in plaats van op een enkele meting te vertrouwen.

• Analyse van gereedschapssporen onder een rasterelektronenmicroscoop, om te controleren of de snij- of polijsttechniek in de vermeende periode bestond, zoals gebruikt in de kristallenschedelstudies van 2008 gerapporteerd door ScienceDaily.
• Materiaalbrontests, om te zien of steen, metaal of pigment overeenkomt met bronnen die bekend staan als zijnde gebruikt in de vermeende regio en periode, zoals de kwartsoorsproettesten op de kristallen schedel van het British Museum.

Waarom de twee vragen met elkaar verbonden zijn

In de praktijk behandelen archeologen en conservatiewetenschappers datering en authenticatie als aanvullende controles in plaats van een enkele test. Een echte oude datum uit radiocarboon- of TL-analyse bepaalt wanneer het grondstofmateriaal bestond; gereedschapsspuren- en materiaalanalyse helpen dan beoordelen of het object zelf in die periode werd gevormd in plaats van meer recent van ouder materiaal. De eHRAF-leermiddelbron merkt op dat het combineren van relatieve en absolute methoden archeologen een vollediger beeld geeft van de plaats van een artefact in zijn originele context.