Arkeologlar Fosillerin ve Eserlerin Yaşını Nasıl Belirler

Arkeologlar bir eserin '3.000 yıllık' veya fosil içeren bir katmanın '1,8 milyon yıllık' olduğunu söylediklerinde, bu sayı tek bir evrensel yöntemden değil, bir veya daha fazla bilimsel tarihleme tekniğinden gelir. ABD Ulusal Park Servisi'ne göre, tarihleme yöntemleri iki kategoriye ayrılır: bir nesnenin veya katmanın başka birinden daha eski mi yoksa daha genç mi olduğunu belirleyen göreli tarihleme ve ölçülebilir fiziksel veya kimyasal süreçler kullanarak gerçek bir yaş aralığı tahmin eden mutlak (veya kronometrik) tarihleme.

Göreli tarihleme: kesin yıllar değil, sıralama belirlemek

En eski ve en basit göreli yöntem, Üst Üste Binme Yasası'na dayanan stratigrafidir: Ulusal Park Servisi'nin açıkladığına göre, bozulmamış bir alanda, daha derindeki toprak katmanları üstlerindeki katmanlardan daha eskidir. Kazı yapanlar toprağı biriktirildiği sıranın tersi yönünde kaldırır, böylece herhangi bir bilimsel test yapılmadan önce bile katmanların sırası göreli bir zaman çizelgesi verir.

Arkeologlar ayrıca, çanak çömlek, aletler veya diğer eser üsluplarını tasarım özelliklerinin zaman içinde nasıl değiştiğine dayanarak bir sıraya dizen seriasyonu ve bir katmandaki tarihlenebilir en yeni nesneyi kullanarak onunla birlikte bulunan her şey için mümkün olan en erken tarihi belirleyen terminus post quem ile ilişkili fikri kullanır. Ulusal Park Servisi'ne göre, çapraz tarihleme, alanlar arasındaki buluntuları karşılaştırarak göreli kronolojilerini birbirine bağlar.

Radyokarbon tarihleme: en yaygın kullanılan mutlak yöntem

Radyokarbon (karbon-14) tarihleme işe yarar çünkü canlı organizmalar atmosferle sürekli karbon alışverişinde bulunarak radyoaktif karbon-14'ün kararlı karbon-12'ye oranını sabit tutar; bu bilgi, bir radyokarbon tarihleme hizmeti yürüten Oxford Üniversitesi'nin Arkeoloji ve Sanat Tarihi Araştırma Laboratuvarı'ndan geliyor. Bir organizma öldüğünde karbon emmeyi durdurur ve karbon-14'ü bilinen bir hızda bozunur; bu da bilim insanlarının kalan orandan geçen süreyi hesaplamasına olanak tanır.

Oxford laboratuvarı ve Ulusal Park Servisi'nin her ikisi de belirttiği üzere, bu yöntem yalnızca bir zamanlar canlı bir organizmanın parçası olan maddelere -kemik, ahşap, kömürleşmiş odun, kabuk, saç veya benzeri kalıntılara- uygulanır; organik kalıntı yapışık olmadığı sürece taş veya metale uygulanmaz. Karbon-14'ün yarılanma ömrü National Geographic'e göre yaklaşık 5.730 yıl, Ulusal Park Servisi'ne göre ise yaklaşık 5.700 yıl olarak belirtiliyor.

Kullanılabilir aralık konusunda kaynaklar biraz farklı sınırlar veriyor: Oxford laboratuvarı yöntemin birkaç yüz yıl öncesinden yaklaşık 50.000 yıla kadar uzandığını belirtirken, National Geographic yaklaşık 40.000 yıldan eski örneklerin tarihlenmesinin çok zorlaştığını ve 60.000 yılın ötesindekilerin ise hiç tarihlenemediğini bildiriyor. Atmosferdeki karbon-14 seviyeleri zaman içinde değiştiği için ham sonuçların da kalibre edilmesi gerekiyor; ayrıca Oxford laboratuvarına göre sonuçlar toprak kirlenmesi veya deniz örneklerinde görülen 'rezervuar etkisi' nedeniyle çarpıtılabiliyor.

Kaya, ahşap ve pişmiş kilin tarihlenmesi: diğer mutlak yöntemler

ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu'na (USGS) göre, arkeolojik veya fosil katmanlarıyla ilişkili volkanik kaya için bilim insanları, potasyum-40'ın argon-40'a bozunmasını izleyen potasyum-argon tarihlemeyi veya onun geliştirilmiş hali olan argon-argon (40Ar/39Ar) tarihlemeyi kullanır. 40Ar/39Ar varyantı, bir örneği ışınlayarak potasyumun bir kısmını argon-39'a dönüştürür; bu sayede araştırmacılar iki ayrı elementi değil, tek bir örnekten iki argon izotopunu ölçebilir ve bu da doğruluğu artırır. USGS, bu yaklaşımın sanidin gibi potasyum açısından zengin kristallerde en iyi sonucu verdiğini ve yaklaşık 70.000 yıl öncesine kadar uzanan patlamalardan son 12.000 yıl içindeki olaylara kadar uygulandığını belirtiyor.

Ahşap eserler ve yapılar dendrokronoloji, yani ağaç halkası tarihleme yöntemiyle tarihlenebilir. Arizona Üniversitesi'nin Ağaç Halkası Araştırmaları Laboratuvarı, sadece halkaları saymanın güvenilmez olduğunu çünkü ağaçların yerel olarak eksik halkalar veya gerçek büyüme halkalarına benzeyen sahte bantlar üretebileceğini açıklıyor. Bunun yerine uzmanlar, her bir halkaya kesin bir takvim yılı atamak için -genellikle 'iskelet grafiği' (skeleton plotting) adı verilen bir teknik aracılığıyla- aynı bölgeden alınan birden fazla ahşap örneği arasında yıllık büyüme koşullarını yansıtan geniş ve dar halka desenini eşleştiren çapraz tarihleme (crossdating) yöntemini kullanır.

Ulusal Park Servisi'nin listelediği diğer mutlak teknikler arasında; pişmiş kil veya ısıtılmış taşta arka plan radyasyonu tarafından hapsedilen ve malzeme laboratuvarda yeniden ısıtıldığında ışık olarak açığa çıkan elektronları ölçen termolüminesans; yeni kırılmış bir obsidiyen yüzeyindeki su emilim tabakasının kalınlığını ölçen obsidiyen hidrasyonu; ve bir alanda bulunan farklı çanak çömlek türlerinin bilinen üretim aralıklarından ortalama bir alan tarihi hesaplayan ortalama seramik tarihleme yer alıyor.

Arkeologlar neden birden fazla yöntemi birleştirir

Hiçbir tek teknik her malzemeyi veya her zaman aralığını kapsamaz; bu yüzden kazı ekipleri genellikle stratigrafi gibi göreli yöntemleri, mevcut malzemelere uygun bir veya daha fazla mutlak yöntemle -organik kalıntılar için radyokarbon, volkanik tortular için potasyum-argon, ahşap için dendrokronoloji veya pişmiş kil için termolüminesans- eşleştirir. Farklı yöntemlerden elde edilen sonuçları birbiriyle ve varsa tarihi kayıtlarla çapraz kontrol etmek, arkeologların hataları belirlemesine ve bir alan ya da nesne için bildirilen nihai yaş tahminini daraltmasına yardımcı olur.