Luminescences iepazīšanās arheoloģijā

Luminiscences datēšana (ieskaitot termoluminiscenci un optiski stimulētu luminiscenci) ir datēšanas metodoloģijas veids, kas mēra summu Gaismas izstarošana no enerģijas, kas uzkrāta noteiktos iežu tipos un atvasinātās augsnēs, lai iegūtu absolūtu datumu konkrētam notikumam, kas notika pagātne. Metode ir tieša iepazīšanās tehnika, kas nozīmē, ka izstarotās enerģijas daudzums ir tiešs mēra notikuma rezultāts. Vēl labāk, atšķirībā no tā radiocarbon iepazīšanās, luminiscences iepazīšanās pasākumu ietekme ar laiku palielinās. Tā rezultātā pašas metodes jutīgums nenosaka augšējo datuma robežu, lai gan metodes iespējamību var ierobežot citi faktori.

Arheologi līdzšinējiem notikumiem pagātnē izmanto divas luminiscences datēšanas formas: termoluminiscenci (TL) vai termiski stimulēta luminiscence (TSL), kas mēra enerģiju, kas izstarota pēc objekta pakļaušanas temperatūrai no 400 līdz 40 ° C 500 ° C; un optiski stimulēta luminiscence (OSL), kas mēra enerģiju, kas izstarota pēc objekta pakļaušanas dienas gaismai.

Vienkāršāk sakot, daži minerāli (kvarcs, laukšpats un kalcīts) no saules enerģijas saņem zināmu ātrumu. Šī enerģija tiek ievietota minerāla kristālu nepilnīgajos režģos. Karsējot šos kristālus (piemēram, kad keramikas trauks tiek izdedzināts vai kad silda akmeņus) iztukšo uzkrāto enerģiju, pēc kura minerāls atkal sāk absorbēt enerģiju.

TL iepazīšanās ir jautājums, lai salīdzinātu kristālā uzkrāto enerģiju ar to, kam "vajadzētu būt" tur, tādējādi radot pēdējās uzkarsēšanas datumu. Tādā pašā veidā vairāk vai mazāk OSL (optiski stimulētas luminiscences) datēšana mēra pēdējo reizi, kad objekts tika pakļauts saules gaismai. Luminiscences iepazīšanās ir laba no dažiem simtiem līdz (vismaz) vairākiem simtiem tūkstošu gadu, padarot to daudz noderīgāku nekā datēšana ar oglekli.

Termins luminiscence attiecas uz enerģiju, ko izstaro gaisma no minerāliem, piemēram, kvarca un laukšpats pēc tam, kad viņi ir bijuši pakļauti jonizējošā radiācija sava veida. Minerāli - un faktiski viss uz mūsu planētas - ir pakļauti iedarbībai kosmiskais starojums: luminiscences datēšana izmanto faktu, ka atsevišķi minerāli noteiktos apstākļos gan savāc, gan izdala enerģiju no šī starojuma.

Arheologi līdzšinējiem notikumiem pagātnē izmanto divas luminiscences datēšanas formas: termoluminiscenci (TL) vai termiski stimulēta luminiscence (TSL), kas mēra enerģiju, kas izstarota pēc objekta pakļaušanas temperatūrai no 400 līdz 40 ° C 500 ° C; un optiski stimulēta luminiscence (OSL), kas mēra enerģiju, kas izstarota pēc objekta pakļaušanas dienas gaismai.

Kristālisko iežu veidi un augsne savāc enerģiju kosmiskā urāna, torija un kālija-40 radioaktīvās sabrukšanas rezultātā. Šo vielu elektroni ieslodzās minerāla kristāliskajā struktūrā un, turpinot ekspozīciju akmeņi pie šiem elementiem laika gaitā noved pie prognozējama matricās noķerto elektronu skaita palielināšanās. Bet, kad klintis tiek pakļauti pietiekami lielam siltuma vai gaismas līmenim, šī iedarbība izraisa vibrācijas minerālu režģos un ieslodzītie elektroni tiek atbrīvoti. Radioaktīvo elementu iedarbība turpinās, un minerāli atkal sāk brīvos elektronus glabāt savās struktūrās. Ja varat izmērīt uzkrātās enerģijas ieguves ātrumu, varat izdomāt, cik ilgs laiks ir bijis kopš ekspozīcijas.

Ģeoloģiskas izcelsmes materiāli kopš to veidošanās būs absorbējuši ievērojamu daudzumu starojuma, tātad jebkura cilvēka izraisīta iedarbība karstums vai gaisma nesen atjaunos luminiscences pulksteni, jo būs tikai tā enerģija, kas uzkrāta kopš notikuma ierakstīts.

Veids, kā jūs mēra enerģiju, kas uzkrāta objektā, kurš, jūsuprāt, agrāk ir bijis pakļauts karstumam vai gaismai, ir šī objekta atkārtota stimulēšana un izdalītās enerģijas daudzuma noteikšana. Enerģija, kas izdalās, stimulējot kristālus, tiek izteikta gaismā (luminiscence). Zilās, zaļās vai infrasarkanās gaismas intensitāte, kas tiek radīta, kad tiek stimulēts objekts, ir proporcionāla minerālu struktūrā uzkrāto elektronu skaits un, savukārt, šīs gaismas vienības tiek konvertētas devā vienības.

Vienādojumi, ko zinātnieki izmanto, lai noteiktu datumu, kurā notika pēdējā iedarbība, parasti ir:

• Vecums = kopējā luminiscence / luminiscences iegūšanas gada likme, vai
• Vecums = paleodoze (De) / gada deva (DT)

Kur De ir laboratorijas beta deva, kas dabiskās parauga izstarotajā paraugā izraisa tādu pašu luminiscences intensitāti, un DT ir gada devas likme, ko veido vairāki starojuma komponenti, kas rodas dabiskā radioaktīvā sabrukšanas laikā elementi.

Artefakti, kurus var datēt ar šīm metodēm, ietver sadedzinātu keramiku litika, sadedzinātus ķieģeļus un augsni no pavardiem (TL) un nesadegušām akmens virsmām, kuras tika pakļautas gaismai un pēc tam apraktas (OSL).

• Keramika: Tiek pieņemts, ka jaunākā apkure, kas izmērīta keramikas šerdos, ir ražošanas notikums; signāls rodas no kvarca vai laukšpata māla vai citās rūdīšanas piedevās. Kaut arī keramikas traukus gatavošanas laikā var pakļaut karstumam, ēdiena gatavošana nekad nav pietiekamā līmenī, lai atjaunotu luminiscences pulksteni. TL iepazīšanās tika izmantota, lai noteiktu Indu ieleja civilizāciju okupācijas, kuras vietējā klimata dēļ bija izrādījušās izturīgas pret radiokarbona datējumiem. Luminiscenci var izmantot arī, lai noteiktu sākotnējo aizdegšanās temperatūru.
• Litika: Izejvielas, piemēram, atlokus un cherts, ir datējis TL; Uguns sagrautās akmeņus no pavardiem var arī datēt ar TL, ja tie ir kurināti līdz pietiekami augstām temperatūrām. Atiestatīšanas mehānisms galvenokārt tiek uzkarsēts un darbojas, pieņemot, ka akmens instrumentu izgatavošanas laikā neapstrādāts akmens materiāls tika termiski apstrādāts. Tomēr termiskā apstrāde parasti ietver temperatūru no 300 līdz 400 ° C, kas ne vienmēr ir pietiekami augsta. Šķiet, ka vislabākie panākumi no TL datumiem šķelto akmens artefaktos ir no notikumiem, kad tie tika novietoti pavardā un nejauši atlaisti.
• Ēku un sienu virsmas: Arheoloģisko drupu stāvošo sienu apraktie elementi ir datēti ar optiski stimulētu luminiscenci; iegūtais datums norāda virsmas apbedīšanas vecumu. Citiem vārdiem sakot, OSL datums uz ēkas pamata sienas ir pēdējais laiks, kad pamats bija pakļauti gaismas iedarbībai, pirms tos izmanto kā sākotnējos slāņus ēkā, un līdz ar to arī tad, kad ēka bija pirmais celts.
• Citi: Daži panākumi ir gūti tādos iepazīšanās objektos kā kaulainstrumenti, ķieģeļi, java, pilskalni un lauksaimniecības terases. Arī senie sārņi, kas palikuši no agrīnās metāla ražošanas, ir datēti, izmantojot TL, kā arī absolūti datēts ar cepļu fragmentiem vai kurtuvju un tīģeļu stiklotu oderējumu.

Ģeologi ir izmantojuši OSL un TL, lai izveidotu garu, ainavisku ainavu hronoloģiju; luminiscences iepazīšanās ir spēcīgs rīks, lai palīdzētu datēt sentimentus, kas datēti ar Kvartāru un daudz agrākiem periodiem.

Termoluminiscence pirmo reizi tika skaidri aprakstīta dokumentā, ko 1663. gadā iesniedza Karaliskajai biedrībai (Lielbritānijas) Roberts Boils, kurš aprakstīja efektu dimantā, kas bija sasildīts līdz ķermeņa temperatūrai. Iespēju izmantot TL, kas glabājas minerālu vai keramikas paraugā, vispirms ierosināja ķīmiķis Farrington Daniels piecdesmitajos gados. 1960. un 70. gados Oksfordas universitāte Pētniecības laboratorija arheoloģijai un mākslas vēsturei ļāva attīstīt TL kā arheoloģisko materiālu iepazīšanas metodi.

Avoti

Forman SL. 1989. Termoluminiscences pielietojums un ierobežojumi līdzšinējiem kvartāra nogulumiem.Starptautiskais kvartārs 1:47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J un Maat P. 1988. Termoluminiscences izmantošanas iespējas līdz šim apbedītajās augsnēs, kas attīstītas uz kolvaļajiem un fluviālajiem nogulumiem no Jūtas un Kolorādo, ASV: ASV. Sākotnējie rezultāti.Kvartāra zinātnes atsauksmes 7(3-4):287-293.

Fraser JA, un cena DM. 2013. Keramikas termoluminiscences (TL) analīze no Lietišķā māla zinātne 82:24-30.cairns Jordānijā: TL izmantošana, lai integrētu izbraukuma vietas reģionālās hronoloģijās.

Liritzis I, Singhvi AK, Spalvas JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N un Li S-H. 2013. .Luminiscences iepazīšanās arheoloģijā, antropoloģijā un ģeoarheoloģijā: pārskats Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Termoluminiscences iepazīšanās arheoloģijā: pārskats.Arheoloģijas zinātnes žurnāls 2(1):17-43.

Singhvi AK un Mejdahl V. 1985. Nogulumu iepazīšanās ar termoluminiscences metodi.Kodolievedumi un radiācijas mērījumi 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. Pārskats par pašreizējiem pētījumiem par TL iepazīšanos ar loess.Kvartāra zinātnes atsauksmes 9(4):385-397.

Wintle AG un Huntley DJ. 1982. Nogulumu iepazīšanās ar termoluminiscences metodi.Kvartāra zinātnes atsauksmes 1(1):31-53.