碳14断代法可以用来判定文物和有机材料的年代


近期,一则来自重庆巫山龙骨坡遗址的新发现备受关注。这座距今约250-200万年前的古人类遗址刷新了欧亚大陆最早古人类遗址的纪录。这一重大发现极有可能撼动人类“非洲起源”说,并再次印证我国三峡地区是最早人类起源地。为人类起源与演化提供了重要佐证。

考古学家在探索新遗址时,首先需要解决的问题就是年代测定。那么,他们是如何判定考古发现的年代呢?下面将介绍几种常用的考古断代方法。

近年来,随着悬疑犯罪题材影视作品和文学的兴起,“碳14”一词广为人知。它是测定骨骼遗骸存世时间的常用方法。碳14的工作原理如下:

所有生命体在存活期间均会从水中和空气中吸收稳定的碳-12和放射性元素碳-14。当生命终止,这种吸收过程停止。假设一只牛在存活期间吸收的碳-12为20kg,碳-14为20Ur(放射性元素单位),则此时牛体内的碳-12和碳-14比例为1:1。当这只牛死亡后,其体内这两种元素的比例仍应为1:1,因为摄入已停止。

但有趣的是,牛体内的碳-12含量在牛死后的任何时间内都不会发生变化。而碳-14每经过5730年,其含量就会减半,这一过程称为半衰期。如果我们检测到一只牛体内碳-12和碳-14的比例为1:0.5,则说明这只牛至少已死亡5730年。

这种测定方法称为放射性碳素断代法,但其适用范围尚未有明确的定论。有研究表明其适用上限为4-6万年,但曾有地质学家对来自巴巴多斯岛的一批珊瑚礁进行断代检测,发现相对较近时间(约9000年前)的样本用碳元素和钍元素检测得到的数据与用碳14检测基本一致。而另一些样本当用碳元素检测出年代为约2万年前时,用碳14检测出的年代却为约1.7万年,相差3000年。这并非小问题,毕竟整个埃及文明的历史也仅3000余年。

对此,科学家的解释是,近年来大气中的碳14呈现上升趋势,这可能是导致碳14检测出现偏差的原因之一。

作为一门严谨的科学,考古学不会仅凭一枚牙齿或一截骨骼的检测结果得出结论。需要通过与周围环境事物的相互检测佐证,才能最终确定考古发现的存世时间。

除了碳14测年法之外,还有一些用于测定不同类型文物的考古断代方法。

钾氩测年法常用于测定非常古老的遗迹年代。其原理与碳14测年法类似,矿物和岩石中所含的钾-40也会衰变成钙-40和氩-40。氩-40衰变较慢,半衰期为13亿年,因此适用于检测超过10万年的考古证据。

光释光测年技术可以告诉我们泥土最后被阳光暴晒的时间,常用于检测考古遗址中的土壤,与其他考古检测结果互相佐证。例如,下图遗址中的沟渠中填充了白垩土,通过光释光测年法可以测出它的填充土在公元前1400年-600年埋入地下。

最后介绍热致发光法,常用于检测出土陶器。这种方法利用黏土吸收、俘获电子的特性来判断年代。陶瓷是用黏土制成的,黏土被加热时,电子会以光的形式释放出去。对出土陶器进行加热和光测量,可以确定其作为容器或炊具的制作和使用时间。

以上就是几种常见的考古断代方法,还有哪些方法呢?欢迎在评论区留言,一起增长知识。

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