Jak archeolodzy ustalają wiek i autentyczność starożytnych artefaktów

Określenie wieku obiektu i pytanie, czy jest on autentycznie starożytny, to dwa odrębne, ale powiązane pytania. Archeolodzy odpowiadają na pierwsze, łącząc obserwacje terenowe i naukę laboratoryjną, a na drugie — porównując materiały i ślady produkcji obiektu z tym, co wiadomo, było możliwe w jego domniemanym okresie.

Etap pierwszy: datowanie względne w ziemi

Zanim przeprowadzi się jakikolwiek test laboratoryjny, archeolodzy opierają się na stratygrafii — nauce o warstwach gruntu. Zgodnie z materiałami edukacyjnymi z Human Relations Area Files (eHRAF) Uniwersytetu Yale'a, stratygrafия zakłada, że warstwy gromadzą się w czasie, więc materiał znaleziony w głębszej warstwie jest generalnie starszy niż materiał powyżej niego. Nazywa się to datowaniem względnym: ustala, że jeden artefakt jest starszy lub młodszy od drugiego, nie podając konkretnego roku.

Samo datowanie względne nie może powiedzieć, ile lat dzieli dwie warstwy. W tym celu archeolodzy uciekają się do metod datowania absolutnego, które zasób eHRAF opisuje jako produkujące «konkretne daty pochodzenia i zakresy czasowe, takie jak wiek w latach». Sekwencjonowanie stratygraficzne i metody absolutne są zwykle używane razem, przy czym warstwy gruntu zapewniają kontekst, a testy naukowe — cyfry.

Etap drugi: określenie wieku numerycznie

Datowanie radiowęglowe to najczęściej stosowana metoda absolutna do pozostałości organicznych. Żywe organizmy wchłaniają węgiel-14 z atmosfery; po śmierci izotop rozpada się ze stałą szybkością. Laboratorium datowania radiowęglowego Beta Analytic stwierdza, że próbki takie jak kość, zęby, węgiel i drewno mogą być testowane w ten sposób, i że laboratoria i archeolodzy muszą uzgodnić strategię pobierania próbek przed wykopalami, aby uniknąć zanieczyszczenia. Zakład Beta Analytic mierzy teraz wszystkie przesłane próbki spektrometrią mas z przyspieszaczem (AMS), która bezpośrednio liczy atomy węgla-14, a nie mierzy ich radioaktywny rozpad.

Węgiel-14 ma okres półtrwania 5700 lat, plus lub minus 30 lat, zgodnie ze streszczeniem Wikipedii zaakceptowanej wartości naukowej. Datowanie radiowęglowe jest generalnie ograniczone do próbek starych około 50 000 lat, chociaż specjalna preparacja czasami może rozszerzyć metodę do 60 000 lat, a w rzadkich przypadkach blisko 75 000 lat temu, ponieważ poza tym punktem pozostaje za mało węgla-14 do wiarygodnego pomiaru.

W przypadku drewna dendrochonologia, czyli nauka o pierścieniach drzew, może być bardziej precyzyjna niż datowanie radiowęglowe. Zasób archeologii Uniwersytetu Oksfordzkiego wyjaśnia, że drzewa tworzą jeden pierścień wzrostu na rok, przy czym szerokość zmienia się w zależności od klimatu, i że nakładające się wzory pierścieni z różnego drewna pozwalają badaczom budować długie regionalne sekwencje referencyjne. W dobrze zachowanych próbkach, jak zauważa źródło, datę ścięcia drzewa można zawęzić «prawie do tygodnia lub dnia». Metoda wymaga co najmniej pięćdziesięciu lat pierścieni, aby ustalić niezawodny wzór, i działa tylko tam, gdzie już istnieje regionalna sekwencja referencyjna; zasób Oksfordu zauważa, że wiele okresów i regionów, w tym brytyjska epoka żelaza, jej brakuje.

Wypalane przedmioty gliniane, takie jak ceramika i cegła, są datowane inaczej, poprzez termoluminescencję (TL). Przewodnik opublikowany przez Archaeology Data Service wyjaśnia, że wypełenie garnka w piecu zeruje naturalny zegar radiacyjny wewnątrz jego minerałów; następnie glina powoli ponownie gromadzi energię z radioaktywnych pierwiastków w sobie i otaczającym gruncie. Zmierzenie tej zgromadzonej energii i podzielenie jej przez znaną roczną dawkę promieniowania na miejscu znaleziska daje wiek. Ten sam przewodnik zauważa, że wyniki TL są najsilniejsze, gdy kilka pomiarów i technik jest połączonych, a nie opiera się na jednym pomiarze.

Potwierdzenie autentyczności: czy jest rzeczywiście tym, czym się podaje?

Naukowa data nie jest tym samym co dowód autentyczności. Specjaliści badają również sposób wykonania przedmiotu. Badanie z 2008 roku przeprowadzone przez badaczy z Cardiff University wraz z British Museum, Smithsonian Institution i Kingston University zbadało dwie słynne «azteckie» czaszki z kryształu, jedną w posiadaniu British Museum i jedną w posiadaniu Smithsonian Institution, zgodnie z raportem z ScienceDaily. Używając analizy śladów narzędzi pod mikroskopem elektronowym, zespół odkrył, że obie czaszki zostały przecięte obrotowymi narzędziami dyskowymi nieznanymi w przedkolumbijskiej Mezoameryce. Testy składu dodatkowo wykazały, że kwarcu użyty na czaszce British Museum pochodził z kopalni w Brazylii lub Madagaskaru, a nie z Meksyku; raport nie podawał źródła kwarcu dla czaszki Smithsonian Institution. Badacze doszli do wniosku, zgodnie z ScienceDaily, że czaszka British Museum została wykonana w XIX-wiecznej Europie, a czaszka Smithsonian Institution została wykonana wkrótce przed jej zakupem w Meksyku w 1960 roku.

Przypadek czaszki z kryształu ilustruje szerszy punkt: datowanie materiału nie jest tym samym, co datowanie czasu, kiedy był rzeźbiony lub złożony w jego obecną formę. Przewodnik Archaeology Data Service dotyczący termoluminescencji zauważa, że niedawno wypalony przedmiot zawiera znacznie mniej zgromadzonej energii radiacyjnej niż autentycznie starożytny, co jest jednym z powodów, dla których metoda może pomóc w identyfikacji przedmiotów wykonanych w ostatnim wieku; zaleca również łączenie pomiarów TL z innymi technikami zamiast polegania na pojedynczym pomiarze.

• Analiza śladów narzędzi pod skaningowym mikroskopem elektronowym w celu sprawdzenia, czy technika cięcia lub polerowania istniała w domniemanym okresie, jak użyto w badaniu czaszek z kryształu z 2008 roku raportowanym przez ScienceDaily.
• Testy określające źródło materiału w celu sprawdzenia, czy kamień, metal lub pigment pasuje do źródeł znanych jako wykorzystywane w domniemanym regionie i erze, jak w przypadku testowania pochodzenia kwarcu na czaszce z kryształu British Museum.

Dlaczego te dwa pytania są połączone

W praktyce archeolodzy i naukowcy zajmujący się konserwacją traktują datowanie i uwierzytelnianie jako komplementarne kontrole, a nie pojedyncze testy. Autentyczna starożytna data z analizy radiowęglowej lub TL zawęża okres, kiedy istniał materiał surowy; analiza śladów narzędzi i materiału pomaga następnie ocenić, czy sam przedmiot był formowany w tym okresie, a nie niedawno ze starszego materiału. Zasób nauczania eHRAF z Uniwersytetu Yale'a zauważa, że łączenie metod względnych i absolutnych daje archeologom pełniejszy obraz miejsca artefaktu w jego oryginalnym kontekście.