考古學家如何確定古代文物的年代和真偽

確定物體的年代有多久和它是否真正來自古代是兩個相關但不同的問題。考古學家通過實地觀察和實驗室科學相結合來回答第一個問題，通過將物體的材料和製造痕跡與其聲稱時期已知可能的情況進行比對來回答第二個問題。

第一步：地層中的相對定年

在進行任何實驗室測試之前，考古學家依賴地層學（土壤層的研究）。根據耶魯大學人類關係地區文件（eHRAF）的教學資源，地層學假設層隨著時間的推移而積累，因此在較深層中發現的材料通常比其上方的材料更古老。這被稱為相對定年：它確定了一個文物比另一個更古老或更年輕，但沒有產生具體的年份。

相對定年單獨無法說明兩層相隔多少年。為此，考古學家轉向絕對定年方法，eHRAF資源將其描述為產生「具體起源日期和時間範圍，例如以年為單位的年齡範圍」。地層序列和絕對方法通常一起使用，土壤層提供背景信息，科學測試提供數字。

第二步：確定年代數字

放射性碳定年是有機遺存最廣泛使用的絕對定年方法。活的有機體從大氣中吸收碳-14；一旦死亡，同位素以固定速率衰變。放射性碳實驗室Beta Analytic指出，可以用這種方式測試骨骼、牙齒、木炭和木材等樣本，並且實驗室和考古學家需要在挖掘前就採樣策略達成一致以避免污染。Beta Analytic的設施現在通過加速器質譜分析（AMS）測量所有提交的樣本，該方法直接計數碳-14原子，而不是測量其放射性衰變。

根據維基百科對公認科學值的總結，碳-14的半衰期為5700年，誤差為正負30年。放射性碳定年通常限於約50000年前的樣本，但專門準備有時可以將該方法推至60000年，或在罕見情況下接近距今75000年，因為超過這一點後，碳-14的殘留量太少而無法可靠地測量。

對於木材，樹輪年代測定（樹輪的研究）可以比放射性碳定年更精確。牛津大學考古資源解釋說，樹木每年形成一個生長輪，寬度根據氣候而變化，來自不同木材的重疊環紋讓研究人員建立長的地區參考序列。在保存良好的樣本中，該來源指出，樹木被砍伐的日期可以精確到「幾乎到週或日」。該方法需要至少五十年的環紋來建立可靠的模式，並且只有在地區參考序列已存在的地方才有效；牛津資源指出，許多時期和地區，包括英國鐵器時代，缺乏這樣的序列。

陶器和磚塊等燒製的粘土物體通過熱釋光（TL）以不同的方式定年。考古數據服務發布的指南解釋說，在窯中燒製罐子會將其礦物內部的天然輻射「時鐘」重置為零；之後，粘土從自身和周圍土壤中的放射性元素中緩慢地重新積累能量。測量該儲存的能量並將其除以發現地點已知的年輻射劑量可得出年齡。同一指南指出，當結合多個測量和技術而不是依賴單一讀數時，TL結果最強。

確認真偽：它真的是它聲稱的那樣嗎？

科學日期不等同於真偽證明。專家還檢查物體是如何製造的。根據ScienceDaily的報告，2008年，來自Cardiff University、大英博物館、史密森學會和Kingston University的研究人員研究了兩個著名的「阿茲特克」水晶頭骨，一個由大英博物館藏，另一個由史密森學會藏。通過對刀具痕跡的電子顯微鏡分析，該團隊發現兩個頭骨都是用哥倫布前中美洲未知的旋轉圓盤工具切割的。成分測試還顯示，大英博物館頭骨所用的石英採自巴西或馬達加斯加而非墨西哥；報告未說明史密森學會頭骨的石英來源。根據ScienceDaily，研究人員得出結論，大英博物館頭骨是在19世紀歐洲製造的，而史密森學會頭骨是在1960年在墨西哥城購買前不久製造的。

水晶頭骨案例說明了一個更廣泛的點：測定材料的年代與測定何時雕刻或組裝成現在形式的年代不同。考古數據服務的熱釋光指南指出，最近燒製的物體所儲存的輻射能比真正古代的物體少得多，這是該方法可以幫助標記在上個世紀製造的物體的原因之一；它還建議將TL測量與其他技術相結合，而不是依賴單一讀數。

• 掃描電子顯微鏡下的刀具痕跡分析，以檢查聲稱時期是否存在切割或拋光技術，如ScienceDaily報告的2008年水晶頭骨研究中所使用的。
• 材料溯源測試，以查看石頭、金屬或顏料是否與已知在聲稱地區和時代使用過的來源相匹配，如對大英博物館水晶頭骨的石英起源測試一樣。

為什麼這兩個問題相關聯

實際上，考古學家和文物保護科學家將定年和認證視為互補檢查而非單一測試。來自放射性碳或TL分析的真實古代日期縮小了原始材料存在的時間；刀具痕跡和材料分析隨後幫助評估物體本身是在該時期塑造的還是最近從較古老的材料中塑造的。eHRAF教學資源指出，結合相對和絕對方法給了考古學家一個更全面的文物在其原始背景中的位置圖景。