Визначення віку молодих порід і артефактів. Фізичні та хімічні годинник в геології четвертинного періоду
і в археології. Г.А.Вагнер. Вибрані фрагменти з підготовлюваного російського видання
У цьому розділі будуть перераховані геологічні, археологічні та історичні матеріали, які можуть бути датовані із застосуванням методів, що становлять зміст цієї книги. Таке введення дозволить читачеві не тільки ознайомитися з методами, але і практично використовувати книгу, відштовхуючись від цікавих йому об'єктів і їх характерних особливостей. Буде коротко розглянута хронологічна значимість окремих матеріалів і вказані методи їх датування, окреслені також їх можливості і обмеження, особливо вікові рамки, в яких ці методики можуть бути застосовані. У наступних розділах буде дано детальний опис методів датування із зазначенням оптимальної стратегії відбору проб для дослідження.
2.5.8 Археологічні відкладення
Під археологічними відкладеннями розуміють опади, що сформувалися під впливом діяльності людини. У цьому сенсі археоосадкі розглядаються як підгрупа геологічних опадів, в формування яких крім природних процесів певний внесок внесений цивілізаціями, а що містяться в них артефакти розглядаються як частина осаду. Археологічні опади зазвичай залучають мало уваги з боку археологів. Тільки в самий останній час їх стали все частіше розглядати в якості важливого джерела інформації. Вони незамінні при реконструкції фізичних і біологічних умов середовища в місцях стоянок людини. Вони можуть бути корисними і при вирішенні хронологічних питань, а також відіграють важливу роль при вивченні місць стоянок, так само як і при реконструкції ландшафтів. Відкладення (<40кл), багаті органічними компонентами, можуть бути датовані за допомогою радіовуглецевого методу 14C (розд. 5.4). Неорганічні відкладення, виведені на освітлювану поверхню або на невелику глибину в результаті будь-якої діяльності людини, наприклад при ходьбі, придатні для люмінесцентного датування (розд. 7.1 і 7.2). У зв'язку з високою світлочутливістю метод ОСЛ є особливо багатообіцяючим при датуванні археологічних опадів (100 л -100 кл).
2.7 Неорганічні артефакти
До числа об'єктів, найбільш часто виявляються археологами відносяться неорганічні артефакти. Більшість хронологічних схем засноване на їх типологічну класифікацію і еволюції, що особливо справедливо в застосуванні до кераміки. Існує тому нагальна потреба в незалежному датуванні артефактів. Їх придатність для фізичних або хімічних методів датування істотно варіюється. Погано піддаються датування металеві вироби. Ситуація з кам'яними знаряддями значно покращилася в останні роки. Більш складною є всі види об'єктів, зроблених з обпаленої глини, хоча досяжна при цьому точність вимірювання віку не завжди задовольняє пропонованим до таких досліджень вимогам.
Слід уточнити значення терміна вік. Розглядаючи неорганічні артефакти, слід чітко розрізняти вік освіти матеріалу, з якого вони зроблені, вік їх виготовлення, вік поховання і, якщо необхідно, вік інших подій, таких як нагрівання або освітлення. Залежно від типу матеріалу і застосованої методики вдається отримати різні значення віку, навіть для одного і того ж об'єкта.
2.7.1 Кам'яні артефакти (загальні зауваження)
Кам'яні знаряддя відносяться до найбільш важливим доісторичним знахідкам. Їх безпосереднє датування особливо бажано для епохи палеоліту, за межами вікового інтервалу, в якому застосовується 14С метод. На жаль, хронометричних дослідження каменю викликає значні труднощі. Винятками є артефакти, виготовлені з кременю і обсидіану, які будуть розглянуті окремо. У деяких випадках, однак, необхідні вікові визначення мозможни. Кам'яні знаряддя і черепки, які виявляються серед попелу доісторичних вогнищ і на згарищах (> 100 кл), могли піддаватися сильному нагріванню, прати треки ділення (розд. 6.1) в апатит, циркон або титаном, що дозволяє визначити вік нагрівання. Вік нагрітих силікатів і карбонатів (100 л - 100 кл) може бути визначено методом люмінесценції (розд. 7.1 і 7.2). Цей метод має також великий потенціал для датування епізоду останнього опромінення світлом поверхні порід, що може бути важливим для вивчення споруд і кам'яних інструментів, зроблених з мармуру і силікатів. Після поховання кам'яних знарядь і черепків в грунті на їх поверхні починається дифузія фтору (розд. 8.4). Товщина кірок дифузії фтору відображає відносний вік поховання. Ця методика може бути застосована до поверхонь кременистих порід (1 - 100 кл), таких як вулканічні, плутонічні породи і аркозові пісковики. Кам'яні артефакти, які мають на поверхні сколів пустельний загар (1 - 100 кл), можуть бути датовані катіонних методом (розд. 8.6). Можна також припускати можливість датування кам'яних знарядь шляхом вимірювання космогенних нуклідів (Глава 5), якщо вони були раптово або винесені на поверхню Землі, або були екрановані від космічного випромінювання.
2.7.2 Кремень та кремнистий сланець (silex)
Термін silex (мн. Число silices) застосовується для позначення щільних, твердих порід, що складаються головним чином з кремнезему. Їх представниками є агати, халцедони, кремені, яшми, крем'янисті сланці, радіолярити, крем'янисті шлаки та ін. Їх класифікація, на жаль не прийнята повсюдно, заснована на макроскопічних і мікроструктурних умовах, так само як і на умовах їх геологічного залягання. З мінералогічної точки зору всі вони представляють собою складні сполуки, що складаються з ськритокрісталлічеського кварцу (з розміром зерен <30 мкм) і аморфного кремнезему (> 90% SiO2), змішаними з вуглецевими, органічними і водними сполуками. Кремень - осадова гірська порода, зустрічається головним чином у вигляді конкрецій серед вапняків і доломіту. Його значна твердість (6-7 одиниць за шкалою Мооса) робить кремінь важливим вихідним матеріалом для виготовлення гострокутих знарядь праці протягом тривалого періоду часу від нижнього палеоліту до неоліту. Систематика культур палеоліту заснована головним чином на типології виготовлених крем'яних артефактів. Кремень відноситься до найбільш стійким археологічними матеріалами.
При похованні на поверхні каменя утворюється кірка ерозії, або патина, макроскопически відрізняється від свіжих внутрішніх частин. Були спроби використовувати товщину корок ерозії для датування поверхонь артефактів. Виявилося, що такий підхід досить проблематичний, через різноманітного впливу на процес ерозії особливостей грунтів і хімії процесів (Rottlander 1989). Якщо артефакти піддавалися нагріванню в доісторичні часи (що насправді відноситься до більшої частини артефактів, виготовлених з кременю), для датування в інтервалі 1 - 100 кл можуть бути використані методи ТЛ і ЕСР (розд. 7.1 і 7.3). Індикаторами нагрівання можуть бути тонкий малюнок тріщин, так званих кракелюр (Рис. 8), зміна кольору, який може мати білий, червоний або чорний відтінок в залежності від вихідного матеріалу і окислювально-відновних умов, а також трещиноватость (Hahn 1991). Інтенсивність ТЛ і ЕСР сигналу також служить індикатором нагрівання. Причиною великої кількості обпалених крем'яних артефактів, можливо, є посилення при випалюванні здатності кременю до розщеплення (Griffiths et al. 1986).
Мал. 8. Виготовлений з кременю артефакт з стоянки Берігуль (Berigoule), Воклюз (Vaucluse), Франція, з явно вираженими кракелюрами. Такий малюнок трещиноватости вказує на сильне нагрівання. 1 - см.
2.7.3 Обсідіан
Доісторичні культури, що мали доступ до обсидіаном (розд. 2.1.2), або в результаті безпосередньої його видобутку, або в результаті торгового обміну, широко використовували цей матеріал, який має велику твердість (7 одиниць за шкалою Мооса; твердіший, ніж хром-нікель -містять сталь). Торгівля обсидіаном поширювалася дуже широко, на тисячі кілометрів від місць його геологічних джерел. З часу нижнього палеоліту він використовувався для виготовлення ножів, наконечників стріл, скребків та інших гострих ріжучих і колючих виробів. У зв'язку з помітною крихкістю вироби з обсидіану легко ламалися і ставали малопридатними для вживання. Отже, їх часто можна виявити у вигляді зламаних уламків при археологічних розкопках. У місцях виготовлення таких знарядь часто знаходять численні лускоподібний уламки обсидіану, тоді як стержневідние знахідки менш численні (Рис 9).
При виготовленні доісторичних знарядь висікання з великих шматків, утворювалися нові поверхні обсидіану, які можна датувати (> 100 років - 100 кл) методом гідратації (розд. 8.2). Цей метод є досить багатообіцяючим, оскільки з його допомогою можна досліджувати великі серії зразків, не витрачаючи на це багато грошей і часу. В процесі виробництва з невідомих причин вироби з обсидіану і його уламки часто піддавалися нагріванню, однак при їх використанні також іноді відбувався їх випадковий або навмисний нагрів. За умови, що таке нагрівання було досить інтенсивним для того, щоб відпалювати вже існували треки ділення (розд. 6.1), така подія (> 1 кл) може бути датована аналізом числа треків, що утворилися пізніше.
2.7.4 Тектітовие скла
Іноді (розд. 2.2.1) доісторична людина в якості матеріалу для виготовлення колючих і ріжучих кам'яних знарядь використовував тектіти. Хорошим прикладом можуть служити зроблені з молдавітов знаряддя, виявлені в верхнепалеолитических шарах на стоянці Віллендорф, Вахау (Willendorf, Wachau), Австрія. В Індокитаї тектіти відомі з бронзового століття (Bezborodov 1975). Оголює поверхні таких скляних артефактів (1 - 100 кл) можна датувати методом гідратації (розд. 8.2). З іншого боку нагріті знаряддя, зроблені з тектитов, можуть бути датовані методом треків ділення (розд. 6.1).
2.7.5 Петрогліфи
Тонкі кірки пустельного засмаги (розд. 2.6.3) на поверхні порід прекрасно підходять для виготовлення малюнків, що зберігаються протягом довгого часу. Темний шар злегка порушувався шляхом гравіювання або висікання молотком, в результаті чого на поверхні виступали більш яскраві, свіжі внутрішні ділянки материнської породи. Петрогліфи, як називають наскальні малюнки такого типу, відомі в різних культурах, як, наприклад, знамениті петрогліфи, розташовані уздовж шовкового шляху на каракорумском шосе. При виготовленні цих малюнків на поверхні оголювалися свіжі ділянки порід, на яких знову утворювався пустельний загар. Катіонний метод (розд. 8.6) дозволяє датувати такий вдруге утворений пустельний загар (1 - 100 кл) і, тим самим, ці малюнки на скелях.
2.7.6 Будівельний розчин
Будівельний розчин виготовляється з вапняку (CaCO3). Спочатку в результаті випалу вапняк розкладається на вуглекислий газ - СО2 і негашене вапно - CaO. Остання потім гаситься водою c утворенням Са (ОН) 2. При висиханні тістоподібна гашене вапно реагує з атмосферним СО2, утворюючи СаСО3 будівельного розчину. Ця реакція є дуже важливим кроком для 14С методу датування (розд. 5.4), оскільки в будівельний розчин при цьому потрапляє сучасний йому вуглець. У будівельному розчині, зробленому в такий спосіб, весь неорганічний вуглець береться з атмосферного СО2. За умови, що після затвердіння розчину ніякого обміну з вуглецем атмосфери не відбувається, час будівництва такого будинку можна визначити за ступенем зменшення в результаті розпаду кількості 14С в будівельному розчині (> 100 років). Дифузія кальцію з будівельного розчину в цегла може спостерігатися у вигляді своєрідного фронту і, таким чином, є підходящим способом визначення віку цегляної кладки (70 років - 4 кл). Для датування новоствореного СаСО3 в будівельному розчині можна використовувати, хоча до цих пір це не застосовувалося, ТЛ (розд. 7.1) і ЕСР (розд. 7.3) методи.
2.7.7 Кераміка та цеглу
Технологія виготовлення керамічних виробів має майже 10000-річну історію. Висока крихкість керамічних виробів призводить до того, що вони швидко виходять з ладу, так що незабаром після виготовлення їх осколки виявляються в землі. Виробництво керамічних виробів схильне швидким стилістичним змінам. Обидві ці характеристики - короткочасність існування і типологічну мінливість, так само як і велика кількість знахідок черепків керамічних виробів дозволяє вважати кераміку виключно цінними археологічними об'єктом для хронологічного дослідження, і незалежного абсолютного хронометричного датування. Метод ТЛ ТЛ. Метод ОСЛ (розд. 7.2) був успішно застосований до домішки кварцу в керамічних черепках (> 100 років), причому при цьому була досягнута більш висока точність визначення, ніж при використанні методу ТЛ. При виявленні залишків полови і хлібних зерен в керамічних виробах для датування кераміки (> 100 років) можна використовувати 14С метод (розд. 5.4). На практиці, внаслідок низького вмісту органічного вуглецю в кераміці таке застосування цього методу можливо тільки при використанні прискорювальної мас-спектрометрії (AMS). Проводилися експерименти по датування кераміки методом треків альфа-частинок (ядер віддачі) у включеннях мусковита (розд. 6.2). Керамічні глини обпікаються зазвичай при температурах 700 - 800шС, а при їх охолодженні до температур нижче точки Кюрі переважна при цьому магнітне поле фіксується в них вигляді термоостаточной намагніченості. Археомагнітное датування (Глава 9) керамічних виробів використовує величину і - в тих випадках, коли відомо положення об'єктів під час випалу - напрямок магнітного поля. Визначена таким чином дата відповідає часу виготовлення об'єкта. Висушені на повітрі і обпалені цеглини, поверхні яких були покриті містить кальцій сполучною речовиною (будівельний розчин, гіпс або штукатурка) є відповідними матеріалами для застосування методу дифузії кальцію (розд. 8.5). Цим способом датується не саме матеріал, а час зведення з нього цегляної кладки.
(Розд. 7.1) дозволяє датувати час випалу, тобто час виготовлення кераміки (> 100 років). Для цього використовують тонкозернисту фракцію і включення кварцу. Ясно, що дозвіл в 6-10% є недостатнім для вирішення більшості хронологічних проблем, проте існує багато прикладів, коли датування кераміки і обпаленої цегли може дати повноцінні й успішні результати, незважаючи на низьку точність таких визначень. Для доведення істинності імовірно стародавнього віку керамічних виробів (Рис.10) добре підходить метод
Мал. 10. Доколумбова чаша після того, як з неї була відібрана проба (невеликий отвір в темній частині дна) для перевірки автентичності методом ТЛ. Вимірювання дозволили підтвердити вік, отриманий на підставі вивчення стилю і міцність (близько 1000 років).
2.7.8 Печі, обпалена грунт і каміння
Нагріті глиняні об'єкти, такі як стіни печей, матеріал їх футеровки (рис. 11), обпалені залишки глини і обпалені горизонти грунту, можуть використовуватися для цілей датування таким же чином, як і керамічні вироби. Особливий інтерес представляють нагріті камені і залишки археометаллургіческіх печей, які у всіх інших випадках навряд чи можуть бути датовані. Зазвичай вид обпалених землистий матеріалів, схожий на червону цеглу, вказує на високі температури в печі. Використання ТЛ методу (розд. 7.1) дозволяє визначити час останнього нагрівання (> 400oС). У разі обпалених порід використовуються зерна кварцу і польового шпату. Той факт, що печі і вогнища, на відміну від керамічних черепків часто знаходяться на своєму власному місці (in situ), тобто що вони зберігають той же стан, що при їх активному використанні, дозволяє застосовувати метод археомагнітного датування (Глава 9). Це дозволяє використовувати не тільки величину термоостаточной намагнічування, але також його схиляння і нахил. Однак при цьому слід упевнитися, що досліджені проби дійсно відчули вплив високих температур випалу (> 500шС).
2.7.9 Штучні скла
Стародавні скла ма ють широко варіює хімічний склад, так як смороду могли проводитись з різної сировини. Велика частина стекол відносіться до групи лужно-ізвестковістіх. Класичним сировина, вікорістовуванімі для виробництва скла, є зольні шлаки (поташ) и кварцовий пісок. Кроме багатших натрієм и калієм зольних шлаків в давнини для виробництва скла Вже вікорістовувалі соду. Високий вміст лугів призводить до зниження температури плавлення шихти. Різні відтінки скла досягалися в результаті додавання різних барвників. Крім невеликої кількості намистин часу Шостої династії Єгипту, з середини другого тисячоліття до нової ери відомі судини, виготовлені зі штучного скла в Месопотамії (єгипетські скляні посудини відомі з трохи більш пізнього часу). Технологія виготовлення скла імовірно виникла з методики глазурования. З Близького Сходу мистецтво виготовлення скла поширилося на район Середземномор'я. У Північній Італії скляні вироби відомі з п'ятого століття до нової ери. Виробництво скла дістала потужний розвиток під час Римської імперії і потім знову в середньовіччі.
Під впливом вологи стародавні скла відчувають більш-менш сильний вплив процесів ерозії. У кірках ерозії на поверхні стекол (> 100 років) утворюються прошарки гідратації (розд. 8.2). Для датування штучних стекол (> 1 кл) в принципі можливе застосування методу треків ділення (розд. 6.1), хоча цей метод є досить трудомістким, скла мають зазвичай відносно невеликий вік, і малий вміст урану. Проте, уранове скло (Рис. 12), яке виробляється в Богемії з середини 19 століття і містить до 1% урану, цілком підходить для визначення віку цим методом. скла (розд. 8.3), кількість яких можливо відповідає тривалості його поховання. Очевидно, що для таких досліджень найкраще підходять середньовічні і сучасні скла. Для визначення віку штучного скла (> 10 років) робилися також спроби використовувати метод
2.7.10 вітріфіцірованних форти
У Західній і Південній Європі є численні оборонні споруди, відомі як вітріфіцірованних форти. Зазвичай їх спорудження пов'язують з кельтськими племенами. Кам'яні булижники, з яких складені їх стіни, частково розплавлені і порожнечі між ними заповнені скловати шлаком. Імовірно вони виникли при руйнівних пожежах, які знищили будівлі, зведені з каменів і дерева. Скловати речовина сильно гетерогенное за складом, містить численні залишки кристалічних порід; його формування відбувалося при температурах більш 1000шС. Датування фази скла і залишків нагрітих порід може бути проведено ТЛ методом (розд. 7.1).
2.7.11 Металургійні шлаки
Шлаки найчастіше є єдиними залишками, що свідчать про археометаллургіческой діяльності людини. Вони являють собою важливе джерело інформації про дійсні досягнення піротехнологіі. Встановлення їх часової прив'язки, однак, викликає серйозні труднощі, оскільки стратиграфическая ситуація в місцях розташування металургійних виробництв часто буває порушена. Знахідки деревного вугілля, які часто зустрічаються разом зі шлаками, можуть бути датовані 14С методом (розд. 5.4). При цьому необхідно ретельне дослідження, щоб уникнути неясності з тимчасовим співвідношенням між вугіллям і шлаками, оскільки плавлення руд могло здійснюватися на одному і тому ж місці протягом довгого часу. (Детальніше про радіовуглецевому датуванні металургійних провінцій див. Статтю Е.Н.Черних і Н.Б.Черних у другій частині книги. - Прим. Пер.). Однак часто дрібні залишки деревного вугілля бувають укладені всередині самих шлаків, що дозволяє датувати деревину, яка використовується в якості палива, за допомогою 14С AMS методу вимірювання. З іншого боку, аналіз самого матеріалу шлаків дозволяє проводити безпосереднє датування самої археометаллургіческой діяльності. Були спроби застосувати до шлакам ТЛ метод датування (дбав 7.1). В принципі для цих цілей може бути використано скло, а також фази фаяліта і піроксену, присутні в шлаках. На жаль, досліди датування компонентів шлаків знаходяться на самій початковій стадії. Більш перспективним є ТЛ датування нагрітих включень кварцу або реліктів обпаленої глини, що прилипли до шлаку.
2.7.12 Свинцеві фарби і сплави
Свинцеві білила (PbCO3) були найбільш важливим білим пігментом аж до недавнього часу, коли в двадцятому столітті їм на зміну прийшли титанові білила (TiO2). Тому сучасні фальсифікатори старовинних творів живопису свідомо використовують свинцеві білила. Щоб визначити, молодше приблизно 100 років або древнє фарби, що містять свинець, або свинцеві сплави можна використовувати радіоактивний ізотоп свинцю 210Pb (розд. 4.1.6) - проміжний член ряду розпаду 238U, і, таким чином, викрити сучасних фальсифікаторів.
2.8 Рослинні залишки
Геологічні шари часто містять більш-менш розклалися рослинні залишки, завдяки яким можна зробити висновок про палеоклиматических і палеоекологічних умовах, що існували під час їх відкладення. У деяких видах опадів, наприклад у торфі, рослинний компонент домінує. Найбільш примітним матеріалом рослинного походження в культурних шарах є деревне вугілля. Залишки рослин виявляються також на стародавніх звалищах побутових відходів, у вигляді залишків їжі в судинах, в кухонних вогнищах і попелі. Фрагменти деревини зберігаються в дерев'яних конструкціях і ямах, виритих для установки стовпів. Залишки рослин становлять великий інтерес для археології та історії архітектури. Зазвичай для їх датування використовують 14С метод (розд. 5.4). У таких випадках слід мати на увазі, що отримані вікові дані відносяться до матеріалу, з якого складається вивчений зразок, а не обов'язково на час того чи іншого геологічного або археологічного події.
2.8.1 Деревина
Деревина складається з целюлози, вуглеводів і лігніну. При датуванні деревини, особливо деревних стовбурів, слід мати на увазі, що дерева є довгоживучі рослини, які можуть рости багато сотень років. Щороку, поки вони ростуть, на них з'являються додаткові кільця. Щорічне поповнення кілець дозволяє при визначенні їх віку використовувати метод дендрохронології (розд. 10.1.2). У Центральній Європі зазвичай датуються дуби і сосни (<12 кл). Ця методика вимагає наявності, принаймні, 100 послідовних кілець. У зв'язку з недосяжною для інших методів точністю вимірювання (до одного року) цей метод є основою для створення календаря голоцену. Деревина (<40 кл) може бути також датована 14С методом (розд. 5.4) .У кінці кожного річного періоду зростання останнім річне кільце ізолюється від подальшого обміну з атмосферою, так що 14С вік кожного кільця визначає рік його освіти. Це явище, відоме як -ефект старого дерева-може викликати суттєві невизначеності, наприклад, в разі, якщо необхідно визначити вік споруди за результатами дослідження лісоматеріалу, з якого воно було побудовано. Якщо в досліджуваній деревині (<11 кл) можна спостерігати хоча б 50 послідовних річних кілець, то для її датування можна застосувати більш точний 14С метод датування по окремим кільцям, ретельно зіставляючи отримані при цьому результати. Органічне речовина деревини містить невеликі кількості амінокислот, тому були зроблені спроби його датування (10-100 кл) методом рацемизации (розд. 8.8).
2.8.2 Деревне вугілля
В археологічних шарах часто знаходять деревне вугілля. Він добре підходить для визначення віку 14С методом (розд. 5.4). Однак, ефект старого дерева (див. Вище) може призводити до значних невизначеностей, якщо археологічна сторона дослідження визначається тільки результатами датування уламків деревного вугілля. Після спалювання давніші внутрішні частини стовбура дерева залишаються у вигляді деревного вугілля, що може помилково дати значення віку, на кілька сотень років давніші, ніж це повинно бути. Щоб оцінити можливість такого роду помилки можна порадити визначити, якого роду деревина була використана для виготовлення вугілля. Обпалені молоді гілочки є кращими, ніж масивні шматки дерева.
2.8.3 Семена і зерна
Насіння і зерна, що зустрічаються в пластах неоліту що не містять керамічних предметів, свідчать про розвиток сільського господарства на Близькому Сході в той час. Точне визначення віку початку цієї активності, і її поширення в інші зони протягом довгого часу досліджувався із застосуванням 14С методу (розд. 5.4). Перевагою таких рослинних матеріалів є те, що вони щорічно поновлюються. Застосування AMS методу дозволяє проводити аналіз одиничних зерен і, тим самим, уможливлює незалежну перевірку археологічної стратиграфической датування, яка могла бути спотворена процесами биотурбации.
2.8.6 Папір і текстильні залишки
Рослинні тканини текстильних виробів є відповідним об'єктом для визначення їх віку 14С методом (розд. 5.4), оскільки сировина, з якого вони виготовлялися, представляло собою тканини рослин, що мають короткий період життя, і що переробляє протягом декількох років після збору врожаю. Отже, 14С вік цих тканин відповідає моменту вироблення цього текстилю. Що стосується паперу, слід допускати ймовірність того, що при її виробництві могла використовуватися макулатура і хлопчатное ганчір'я, тому в залежності від способу виробництва паперу, її 14С вік може бути помітно завищений.
2.8.8 Органічні залишки в судинах, на кам'яні знаряддя і наскельних малюнках
Керамічні судини і кам'яні знаряддя, які контактували з органічними матеріалами в процесі їх виготовлення або використання, зазвичай зберігають невеликі їх сліди на своїй поверхні. Можливі залишки як тваринного (кров, м'язові волокна, волосся, пір'я, жири), так і рослинного (смола, крохмаль і залишки рослин) походження. Органічні матеріали зазвичай досить стійкі до вторинних змін. Оскільки ці проби, як правило, невеликі датування таких органічних залишків (<40 кл) вимагає застосування 14С AMS методу (розд. 5.4).
2.8.9 Вино
Вино, яке зберігається в бочках і пляшках, ізолюється від подальшого обміну з біосферою і гідросферою, так що в принципі можна визначити вік вина за результатами вивчення розпаду тритію (розд. 5.1) .Але, як і в випадку з грунтовими водами, застосування такого методу ускладнюється сильним впливом антропогенного чинника, що призводить до помітного збільшення вмісту тритію в атмосфері і гідросфері. Проте, для проб вина можна простежити загальне зменшення вмісту тритію - так само як і радіовуглецю, утвореного при термоядерних вибухах, починаючи з 1960-х років. Таким чином, для цього періоду часу непрямі визначення віку виготовлення вина є цілком можливими.
2.9 Тварини залишки
Викопні рештки тварин зустрічаються майже виключно у вигляді частин ізвестковістих або апатитових скелетів, асоційованих з більшою або меншою кількістю органічної речовини. Вони зустрічаються як в морських, так і в континентальних четвертинних опадах. Часто археологічні шари містять кістки і зуби. Спостерігається величезний інтерес до хронометричних датування викопних останків тварин, в більшості випадків фокусується на питаннях хронології, але, тим не менше, що відноситься також і до віку самої знахідки, наприклад, скам'янілих кісток гомінідів. Крім скам'янілостей, зуби можуть бути також датовані in vivo.
2.9.1 Кістки і роги
Кістки живих хребетних тварин приблизно на 25 - 30% складаються з органічного матеріалу, це, головним чином, протеїн колаген. Неорганічна складова цих кісток складається з карбонату - гидроксилапатита, вуглець фосфату кальцію. Після смерті і подальшого поховання в опадах починається процес гидролитической деградації органічних компонентів. Завдяки досить високій пористості кісток неорганічні компоненти, що входять до їх складу, знаходяться в стані хімічної обміну з осадової середовищем. Ці процеси сильно залежать від давньої хімічної і гідрологічної середовища, так само як і від температури. Виявлені в горизонтах палеоліту кістки, часто представляють собою залишки видобутку древніх мисливців, представляють безпосередній інтерес для датування. Крім того, вік останків людини безпосередньо пов'язаний з відновленням історії еволюції гомінідів. Тому кістки є звичайним і важливий для датування матеріал.
Протягом довгого часу кістки (<40 кл) розглядалися як об'єкт, мало придатний для 14С датування (розд. 5.4). Вони містять переважно вуглець, що входить до складу неорганічних сполук, який може вступати в реакції обміну з грунтовими водами. Вуглець, пов'язаний в кістках у складі органічних сполук, не дивлячись на процеси діагенеза майже не схильний до процесів обміну. Методика AMS має перевагу в порівнянні з методикою вимірювання b-активності, оскільки дозволяє досліджувати окремі органічні компоненти, а не недиференційований колаген.
Діагенетіческой вилучення урану копалинами кістками - призводить до 100-кратного збільшення його концентрації в порівнянні з кістками in vivo - відбувається після смерті організмів при їх похованні в опадах (Millard and Hedges 1995). Питання про те, яким часом відповідає такий вторинний захоплення урану, є критичним для всіх методів датування, заснованих на використанні цього елемента. Найбільш популярним є уявлення про відносно швидкому збільшенні вмісту урану, що досягає стану насичення (модель раннього захоплення). Для кісток (<350 кл) з геохимически і біологічно неактивних сухих опадів можна очікувати отримання достовірних значень 230Th / 234U віку (розд. 4.1.1). Корисно провести перевірку 230Th / 234U значень віку, застосувавши 231Pa / 235U метод датування (<150 кл; розд. 4.1.3). До деяких кісток четвертинного і третинного періодів був застосований U-He метод датування (розд. 3.2). ЕСР метод датування (розд. 7.3) в застосуванні до кісток (1-100 кл) все ще знаходиться в стадії випробувань, і не існує ніяких сумнівів в його меншою придатності до кісток у порівнянні із зубною емаллю, що пояснюється, перш за все, відносно низьким вмістом в кістках мінеральної речовини. В результаті розвитку методів AMS стає технічно можливим вимірювати вміст 41Са (розд. 5.10) в кістках, що може в підсумку привести до створення корисного методу датування. Після відмирання організмів колаген розкладається з утворенням вільних амінокислот, які можуть потім піддатися процесам рацемизации (розд. 8.8). Вік кісток (від сучасного до 1 млн. Років) може бути в такому випадку визначено зі ступеня рацемизации. В даний час вимірювання співвідношень між фтором - ураном - азотом (розд. 8.7) в кістках має підлегле значення. Проте, є більше тисячі визначень F, U і N в копалин і сучасних пробах скелетів, в результаті чого було встановлено їх відносна вікова послідовність.
2.9.2 Зуби
Датування зубів дозволяє проводити цікаві дослідження в застосуванні до середнього і нижнього палеоліту, так само як і до четвертинної геології. Зубна емаль складається майже повністю з гідроксилапатиту [Ca5 (PO4) 3 (OH)]. Зубний цемент і дентин містять більше органічної речовини. Як і в випадку кісток, майже весь міститься в копалин зубах уран, захоплений вже після поховання. Тому проблеми, пов'язані з тимчасовою прив'язкою захоплення урану для зубів аналогічні, хоча і не так явно виражені через меншу їх пористості. Зуби, головним чином зуби хребетних тварин, можуть бути датовані по вимірюванню відносин 230Th / 234U (розд. 4.1.1; <350 кл) і 231Pa / 235U (розд. 4.1.3; <150 кл). Слід додати, що узгодженість обох значень віку знімає проблему невизначеності, пов'язану із захопленням урану з навколишнього середовища. Мас-спектрометричні визначення відносини 230Th / 234U дозволяє датувати як дентинового, так і емалеву фракції одних і тих же зубів. Така процедура збільшує вірогідність вікових вимірювань. Мінерал гідроксилапатит, що входить до складу зубної емалі може бути датований (1 - кілька сот кл) методом ЕСР (розд. 7.3), тоді як цемент і дентин не підходять для даного методу через більшого вмісту в них органічної речовини. Метод рацемизации амінокислот (розд. 8.8) застосуємо до дослідження копалин зубів віком до 3 млн.лет. D - аспарагінова кислота сучасних зубів підходить для визначення віку окремих індивідів. Визначення вмісту фтору - урану - азоту (розд. 8.7) в зубах представляє малий інтерес.
2.9.6 Яєчна шкаралупа
Шкаралупа яєць, що відкладаються нелітаючими птахами, такими як африканські страуси або ему, зазвичай зустрічаються в місцях палеолітичних стоянок в Африці, Азії і Австралії. Ці яйця служили джерелом їжі. З їх шкаралупи виготовляли судини для води і намиста. Крім археологічного значення, яєчна шкаралупа дозволяє проводити палеоекологіческіе реконструкції. У своєму карбонатном речовині вона містить близько 3% органічною складовою. Для цілей 14С датування (розд. 5.4) можуть бути використані як неорганічні, так і органічні сполуки вуглецю. Органічна речовина, перш за все протеїн, можна також використовувати для датування методом рацемизации (розд. 8.8).
http://hbar.phys.msu.ru/
На сайті є: