תאריכי תאורה בארכיאולוגיה

תאריכי תאורה (כולל תרמו-לומינסקנציה ותאורות מגורה באופן אופטי) הוא סוג של מתודולוגיית היכרויות המודדת את הכמות של אור הנפלט מאנרגיה המאוחסנת בסוגי סלע מסוימים ומקרקעות נגזרות לקבלת תאריך מוחלט לאירוע ספציפי שהתרחש באזור עבר. השיטה היא ישירה טכניקת הכרויותכלומר, כמות האנרגיה הנפלטת היא תוצאה ישירה של האירוע שנמדד. עדיף, שלא כמו הכרויות, האפקט של תאריכי תאורת הזוהר עולה עם הזמן. כתוצאה מכך, אין מגבלת תאריכים עליונה שנקבעה על ידי רגישות השיטה עצמה, אם כי גורמים אחרים עשויים להגביל את כדאיות השיטה.

שתי צורות של תאריכי תאורה משמשות ארכיאולוגים עד כה לאירועים שהיו בעבר: תרמו-לומינסקנציה (TL) או תרמית. תאורה מגורה (TSL), המודדת אנרגיה הנפלטת לאחר שנחשף לאובייקט לטמפרטורות שבין 400 ל- 500 מעלות צלזיוס; וזוהר מגורה אופטי (OSL), המודד אנרגיה הנפלטת לאחר שנחשף לחפץ לאור יום.

במילים פשוטות, מינרלים מסוימים (קוורץ, שדה שדה וקלציט), אוגרים אנרגיה מהשמש בקצב ידוע. אנרגיה זו מוצבת בסריגים הלא מושלמים של גבישי המינרל. חימום גבישים אלה (כגון כאשר א כלי חרס נורה או כאשר מחממים סלעים) מרוקן את האנרגיה המאוחסנת, לאחר מכן המינרל מתחיל לספוג אנרגיה שוב.

תיארוך TL הוא עניין של השוואה בין האנרגיה המאוחסנת בקריסטל למה ש"ראוי "להיות שם, ובכך להגיע לתאריך האחרון של מחומם. באותה צורה, פחות או יותר, תאריכי OSL (תאורה מגורה אופטי) מודדים את הפעם האחרונה בה נחשף חפץ לאור שמש. תאריכי הארה טובים בין כמה מאות עד (לפחות) כמה מאות אלפי שנים, מה שהופך אותה לשימושית בהרבה מתארוך פחמן.

המונח זוהרות מתייחס לאנרגיה הנפלטת כאור ממינרלים כמו קוורץ ו שומר שדה לאחר שנחשפו ל קרינה מייננת מסוג כלשהו. מינרלים - ולמעשה כל מה שיש בכוכב הלכת שלנו - נחשפים אליו קרינה קוסמית: תאריכי תאורה מנצלים את העובדה שמינרלים מסוימים אוספים ומשחררים אנרגיה מאותה קרינה בתנאים ספציפיים.

שתי צורות של תאריכי תאורה משמשות ארכיאולוגים עד כה לאירועים שהיו בעבר: תרמו-לומינסקנציה (TL) או תרמית. תאורה מגורה (TSL), המודדת אנרגיה הנפלטת לאחר שנחשף לאובייקט לטמפרטורות שבין 400 ל- 500 מעלות צלזיוס; וזוהר מגורה אופטי (OSL), המודד אנרגיה הנפלטת לאחר שנחשף לחפץ לאור יום.

סוגי סלע גבישיים וקרקעות אוספים אנרגיה מהתפרקות רדיואקטיבית של אורניום קוסמי, תוריום ואשלגן -40. אלקטרונים מחומרים אלה נלכדים במבנה הגבישי של המינרל וחשיפה מתמשכת של סלעים לאלמנטים אלה לאורך זמן מוביל לעלייה צפויה במספר האלקטרונים שנתפסים במטריצות. אך כאשר הסלע נחשף לרמות מספיק גבוהות של חום או אור, חשיפה זו גורמת לרטטות בסריג המינרלים ובאלקטרונים הלכודים משוחררים. החשיפה לאלמנטים רדיואקטיביים נמשכת והמינרלים שוב מתחילים לאגור אלקטרונים בחינם במבנים שלהם. אם אתה יכול למדוד את קצב הרכישה של האנרגיה המאוחסנת, אתה יכול להבין כמה זמן עבר מאז שהחשיפה התרחשה.

חומרים ממוצא גיאולוגי ספגו כמויות ניכרות של קרינה מאז היווצרותם, כך שכל חשיפה הנגרמת לאדם חום או אור יאפסו את שעון הזוהר באופן משמעותי יותר לאחרונה מזה מכיוון שרק האנרגיה המאוחסנת מאז האירוע תהיה מוקלט.

האופן בו אתה מודד אנרגיה המאוחסנת באובייקט שאתה מצפה שנחשף לחום או לאור בעבר הוא לעורר את אותו אובייקט שוב ​​ולמדוד את כמות האנרגיה המשתחררת. האנרגיה המשתחררת על ידי גירוי הגבישים באה לידי ביטוי באור (הזוהר). עוצמת האור הכחול, הירוק או האינפרא אדום שנוצרת כאשר גירוי של אובייקט היא פרופורציונלית מספר האלקטרונים המאוחסנים במבנה המינרל, ובתורם, יחידות האור האלו מומרות למינון יחידות.

המשוואות בהן משתמשים החוקרים לקביעת התאריך בו התרחשה החשיפה האחרונה הן בדרך כלל:

• גיל = הארה הכוללת / שיעור שנתי לרכישת הזוהר, או
• גיל = פליודוזה (דה) / מנה שנתית (DT)

כאשר דה הוא המינון בטא במעבדה הגורם לאותה עוצמת הזוהר בדגימה הנפלטת מהמדגם הטבעי, ו- DT הוא שיעור המינון השנתי המורכב מכמה מרכיבי קרינה העולים בהתפרקות של רדיואקטיב טבעי אלמנטים.

ממצאים שניתן לתארך בשיטות אלה כוללים קרמיקה, שרוף ליטיות, שרפו לבנים ואדמה מאחורים (TL) ומשטחי אבן שלא נשרפו ונחשפו לאור ואז נקברו (OSL).

• חרס: ההנחה האחרונה שהייתה נמדדת בשריסי חרס, מניחה כי היא מייצגת את אירוע הייצור; האות נובע מקוורץ או כרית שדה בחימר או מתוספים אחרים להארכה. למרות שניתן להיחשף לכלי חרס לחום במהלך הבישול, הבישול לעולם אינו ברמות מספיקות כדי לאפס את שעון הזוהר. תיארוך TL שימש לקביעת הגיל של עמק אינדוס עיסוקי התרבות, שהתגלו כעמידים בפני תיארוך פחמימני בגלל האקלים המקומי. ניתן להשתמש בזוהר גם כדי לקבוע את טמפרטורת הירי המקורית.
• ליטיות: חומרי גלם כגון צור וגלידות תוארכו על ידי TL; ניתן לתארך סלע מפוצץ באש מאחורים על ידי TL כל עוד הם נורו לטמפרטורות גבוהות מספיק. מנגנון האיפוס מחומם בעיקר ועובד מתוך הנחה שחומר האבן הגולמי טופל בחום במהלך ייצור כלי האבן. עם זאת, טיפול בחום כולל בדרך כלל טמפרטורות שבין 300 ל -400 מעלות צלזיוס, לא תמיד מספיק גבוהות מספיק. ההצלחה הטובה ביותר בתאריכי TL על ממצאי אבן סדוקה ככל הנראה היא מאירועים בהם הם הופקדו לאח ונורה בטעות.
• משטחי מבנים וקירות: האלמנטים הקבורים של קירות עומדים של חורבות ארכיאולוגיות תוארכו בעזרת תאורה מגורה אופטי; התאריך הנגזר מספק את גיל קבורת המשטח. במילים אחרות, תאריך ה- OSL על קיר יסוד של בניין הוא הפעם האחרונה שהקרן הייתה נחשף לאור לפני שהוא שימש כשכבות הראשוניות בבניין, ומכאן כשהמבנה היה נבנה לראשונה.
• אחרים: הצלחה מסוימת נמצאה עם עצמים מתוארכים כמו כלי עצם, לבנים, טיט, תלוליות וטרסות חקלאיות. סיגים קדומים שנשארו מייצור מתכת מוקדמת תוארכו גם הם באמצעות TL, כמו גם בתארוך מוחלט של שברי כבשן או ציפויים מזוגגים של תנורים וכור היתוך.

הגיאולוגים השתמשו ב- OSL ו- TL כדי ליצור כרונולוגיות ארוכות של יופי של נופים; תאריכי תאורה הם כלי רב עוצמה לסייע לרגשות תאריך המתוארכים לתקופות הרבעוניות ותקופות הרבה יותר מוקדמות.

תרמו-לומינסקנציה תואר לראשונה בבירור במאמר שהוצג בפני החברה המלכותית (של בריטניה) בשנת 1663, על ידי רוברט בויל, שתיאר את ההשפעה ביהלום שחומם לטמפרטורת הגוף. האפשרות להשתמש ב- TL המאוחסן במדגם מינרלי או בכלי חרס הוצעה לראשונה על ידי הכימאי פרינגטון דניאלס בשנות החמישים. במהלך שנות השישים והשבעים, אוניברסיטת אוקספורד מעבדת מחקר לארכיאולוגיה והיסטוריה של האמנות הובילו בפיתוח TL כשיטה לתארוך חומרים ארכיאולוגיים.

מקורות

פורמן SL. 1989. יישומים ומגבלות של תרמומומינצנציה עד משקעים רביעוניים.ריבוע הבינלאומי 1:47-59.

פורמן SL, ג'קסון ME, מקאלפין ג'יי, ומט פ. 1988. הפוטנציאל של שימוש בתרמומומינצנציה עד כה בקרקעות קבורות התפתח על משקעים קולוביאלית ושטףית מיוטה וקולורדו, ארה"ב: תוצאות ראשוניות.סקירה מדעית רביעית 7(3-4):287-293.

פרייזר ג'יי, ומחיר DM. 2013. ניתוח תרמולומינצנטיות (TL) לקרמיקה מ מדע חימר יישומי 82:24-30.קירות בירדן: שימוש ב- TL לשילוב תכונות מחוץ לאתר בכרונולוגיות אזוריות.

Liritzis I, Singhvi AK, Feathers JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N, and Li S-H. 2013. .תאריכי תאורה בארכיאולוגיה, אנתרופולוגיה וגיאוכיאולוגיה: סקירה כללית צ'אם: שפרינגר.

סלי מ-א. 1975. תיארוך תרמומומינצנטי ביישוםו לארכיאולוגיה: סקירה.כתב העת למדע הארכיאולוגי 2(1):17-43.

סינגווי א.ק., ומג'דאהל החמישי. 1985. תרמו-לומינסקנציה מתארכת משקעים.מסלולי גרעין ומדידות קרינה 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. סקירה של מחקר עדכני בנושא תיארוך TL של לוס.סקירה מדעית רביעית 9(4):385-397.

Wintle AG, ו- Huntley DJ. 1982. תרמו-לומינסקנציה מתארכת משקעים.סקירה מדעית רביעית 1(1):31-53.