Dateringsmetoder II

1. Arkeologi AB - Miljöarkeologiska laboratoriet Dateringsmetoder II Naturvetenskapliga metoder Phil Buckland (Quaternary dating methods)

2. Dateringsmetoder II - Varför? • Stratigrafiska metoder svårt att applicera över stora avstånd • Typologier ofta opålitliga (cirkelargument) och kan vara oprecisa • Ovan ger bara en RELATIV datering, • Vi behöver ABSOLUTA metoder för att förstå förändringar över tid och deras relation till varandra.

3. Dateringsmetoder II • Stratigrafi • Dendrokronologi (träd) • Varvkronologi • Lichenometry (lavkronologi?) • Pollen/vegetation/klimat zoner • Tephrochronology • Radiometriska metoder - 14C (Kol-14) ; Useries ;137Cs ; o.s.v. • Andra metoder • Sammanfatning

4. Stratigrafi Yngre F Djup Tid E D C A Äldre Grund principen: det som är äldre ligger under. E Kulturlager D G C B B A Law of Superposition

5. Dendrokronologi (träd) BRED: bra SOMMAR: ljus Vinter:varmfuktigt Sommar:torr VINTER: mörk SMAL: dåligt • Bygger på årsringarnas (årliga) tillväxt • Vädret, årliga variationer, klimatförändringar påverkar ringstorleken

6. Dendrokronologi (träd) • Jämföra okända sekvenser (arkeologiska) med den kända (‘master’) sekvensen för att datera. • Måste ha minst 30 årsringar • Kräver mycket bra bevaring av träd • Måste vara av samma art • Måste finnas ‘master’ sekvens för samma område • Fungerar tillbaka till ca. 11000 BP

7. Varvkronologi • Gerard de Geer (1912) - svensk geolog‘absolut’ kronologi - isavsmältning • Årligen avsatta lager i sjösediment‘laminerade sediment’ • Tjocklek & färg beronde på miljön... • Stor potential för proxy-data

8. Varvkronologi Syre-isotop Gråskala

9. Lichenometry • Tillväxthastighetten av lav (t.ex. Rhizocarpon geographicum - kartlav) • Exponerings-ålder...- stenkonstruktioner- landhöjdning - strandlinjer- jordskred

10. Pollen/Veg./klimatzoner • Växtarts sammansättning • ’Pollen zones’ (I; IIa; IIb; III...) Problem: Kronologiska gränser flyttas med latitud (Svårt att applicera över avstånd - tidsperioder bättre)

11. Poll./Veg./klimat zoner 9000 bp 5000 bp 1000 bp Ingen skog? Boreal skog Blandbestånd Lövskog Klimat/människor? Pollendiagram  approx. dateringar …om referensdata finns. (Sveriges national atlas)

12. Pollen/Veg./klimatzoner • Klimatzoner – beräknad från olika proxykällor Samma problem, men mer tidsomfattande och flera variabler används T.ex. Blytt & Sernander´s klimatperioder för Norra Europa - först beräknade från växtsammansättning

13. Pollen/Veg./klimatzoner • Klimatperioder (efter Blytt & Sernander) Subatlantisk - sval/fuktig Atlantisk - varm/fuktig Subboreal - varm/torr Boreal - varm/torr Preboreal - kall/subarktisk se Baudou (1995) “Norrlands Forntid”

14. Pollen/Veg./klimatzoner • Klimatperioder… Värmetiden (Holocene Climatic Optimum) 8200 Händelse... Bølling/Allerød Interstadial Yngre Dryas stadial Istiden

15. Tephrochronology • Aska från vulkaniskt utbrott-markeringshorisont. • Utbrott ofta daterbart (historiskt /annat). • Unika geokemiska signaler. • Mycket lite behövs - Isländsk aska i Sverige.

16. 14C-Datering • “C-14” eller “Kol-14 Datering” • Utvecklades av Albert & Libby i Californien, 1940-tal. • Radiometriskt metod • Materialet måste innehålla biogent kol. • ‘Nutid’ = BP = 1950 e.Kr.

17. Definitioner • BP = ‘Before Present’ - före nutid • BC = f.Kr. (Cal BC) • AD = e.Kr. (Cal AD) • Cal. BP = Kalibrerad BP • Labnr. x ± y (Ox349 5000±80 BP) x = medelvärde på åldern y = konfidensinterval (1 standard avvikelse)

18. 14C - Datering - pålitlighet Mest pålitlig Kalibrerade Användbar Bara approx. 0 60 ca.300 År före nutid (BP) 12000 14000 30000 50-70K

19. 14C-Definition Skapas när kosmisk strålning träffar kväveatomer (N) i yttre atmosfären. = Kolkretsloppet • Kol - naturliga isotoper: Stabila: 12C 13C instabila: 14C i atmosfären:98.89% 1.11% 0.000 000 000 1% • Tas upp av växter och djur när de andas och äter...

20. Kolkretsloppet

21. 14C- Sönderfall 50% 25% • Halveringstid - t½ - tiden det tar för halften av originalmängden 14C atomer att försvinner (och blir N + energi) t½ = 5730±40 år (Cambridge halflife)

22. 14C- Mätning AMS Accelerator Mass Spectrometer Standard/conventional dating • Måste veta: • Mängden 12Ci provet. • Mängden 14C som skulle ha varit i organismen när den levde • 14C’s halveringstid • Mängden eller radioaktiviteten av 14C som finns kvar nu

23. 14C - Datering • Måste veta: • Exakt var provet kommer ifrån (stratigrafin) • Kontaminationsrisk • Kalibrering... • Korrigeringsfunkioner om det behövs • Provets “egenålder”

24. 14C - Kalibration • 14C år ≠ kalendar år… • 14C produktion har förändrat med tid(variationer i kosmisk strålning (solen..)) • Kan mäta detta med hjälp av träd och dendrokronologi (+kända arkeologiska typologier…) - kalibreringskurvan

25. 14C - Kalibration 3000±50 BP ‘Wiggles’ - variationer i solens aktivitet Mest pålitlig ~1250 Cal BC 1300 1200 • Kalibreringskurvan C-14 år 13000 10000 5000 BC 0 AD 2000 Kalibrerade datum

26. 14C - Kalibration (från datorprogrammet Oxcal)

27. 14C - Korrigeringsfunkioner • Behövs om gammalt kol finns i provet:t.ex. - sjösedimet på karbonatrik berggrund - marina sediment (‘reservoir effect’) - ben - skaldjur (‘carbonate exchange’) • ‘Wiggle matching’- använder ‘wiggles’ i kalibrerings kurvan - kräver >4 dateringar + oberoende kontrol

28. Andra metoder • Radiometriskametoder:- Useries - radioaktiva isotoper av Uran- K-Ar ; 39Ar-40Ar ; 210Pb ; 10Be; 137Cs • Thermoluminescence (TL)- energin lagrad i kristallmatrisen (mineraler) • Optically Stimulated Luminescence (OSL) • Electron Spin Resonance (ESR) • Amino Acid Racematisation (AAR)- Äggskal, ben

29. Sammanfattning Varves Dendro C14 Thermoluminescence Amino acid racemisation Uranium series Electron Spin Resonance K-Ar 0 2000 10 000 20 000 År före nutid (BP) 50 000 100 000 500 000 1 000 000

30. Seminarium • Läs: Roberts, Neil 1999. The Holocene. An Environmental History. Kapitel 2 • Cavalli-Sforza, Luigi L. & Cavalli-Sforza, F 1994. The Great Human Diasporas. The History of Diversity and Evolution. Hela • Förbereda till måndag: Diskutera dateringsproblem utifrån Cavalli-Sforza och deras spridningsmodeller…