Bevezetés
A minta radioaktív szén-dioxid-tartalmát (RD) csökkentik a benne lévő 14C és 13C tartalom mérésével, a szénizotópok frakcionálásának (a 13C-tartalom alapján kiszámítva) a 14C-tartalom korrekciójának bevezetésével és a radiokarbon-életkor kiszámításával. A kalibrációs görbe alapján a minta radiokarbon-életkorát újraszámolják a naptárhoz. Így a rádiószén-származékok megbízhatóságát a minták radiokarbon-életkorának kiszámításának megbízhatósága és a kalibrációs görbe megbízhatósága határozza meg. Ez utóbbi paramétert a minták radioaktív széntartalmának és naptári életkorának megbízhatósága határozza meg, amelyeket felhasználtak a kalibrációs görbe felépítéséhez, és az, hogy mennyiben felel meg annak a régiónak a szén-dioxid-atmoszférájának 14C-es változásaival, amelyben az idõzött minták képződtek.
Az RD eredmények megbízhatóságával a keltezett minták becsült és tényleges életkora közötti összefüggés mértékét és természetét értjük. Alapvetően lehetetlen a RD eredmények megbízhatóságának közvetlen kísérleti értékelése. Ez a módszer alapvető jellemzője. Így az RD eredmények megbízhatóságának felmérése csak „közvetett” módszerekkel végezhető el. Az ilyen értékeléshez rendelkezésre álló források azonban jelentősen korlátozottak. Csak egy olyan munkát nevezhetünk el, amelyben az RD klasszikus "közvetett" módszerének megbízható értékelése viszonylag helyesen valósul meg - azonosítják a randevú megbízhatóságát befolyásoló tényezőket, becsülik meg az általuk bevezetett hibákat, és megtalálják a tényezők összesített hozzájárulását a keltezett minták naptári életkorához. Van egy másik csoport a klasszikus "közvetett" módszerekre,a kutatási eredmények "konvergenciájának" elemzése alapján. Ennek a csoportnak az egyik módszerét, a RD-hez viszonyítva, megtaláltuk.
A módszer leírása
Az RD kalibrációs görbéjét egy ismert korú famintákkal kiszámítottuk, és ez tükrözi a radiokarbon-kor függését a naptárban. Helyi maximumokkal és minimumokkal, lépcsőkkel és viszonylag meredek szakaszokkal rendelkezik. Ebből következik, hogy a keltezett minták egyenletes eloszlása mellett a naptári életkor szerint, a radiokarbon kor skálája mentén egyenlőtlen lesz. A minták naptári életkora, amely alapján a kalibrációs görbét kiszámították, egyenletesen oszlik meg - 10 év után. Ezért a kalibrációs görbe alapján kiszámolhatjuk a minták radioaktív szén-kor frekvenciáinak szabványát. Az RD kalibrációs görbéjét és a minták radioaktív kor-frekvenciáinak szabványát az 1. ábra mutatja.
Ábra: 1. A radiokarbon kalibrációs görbéje és a minták radiokarbon-korának frekvencia-standardja.
A minták radiokarbon-korszakának frekvenciájára vonatkozó szabványt 100 radioszén-év intervallumra kell kiszámítani. A kapott görbe nagyon differenciált. A frekvencia 2 és 29 között van. Különböző magasságok és mélypontok vannak. Össze lehet vetni a szabványt az egyes régiókra, dátummal ellátott anyagtípusokra vagy laboratóriumokból származó RD-adatbázisokból származó minták radioaktív szén-kor frekvenciáival. Az összehasonlítás mögött rejlő ötlet egyszerű. Ha a minta radioaktív szén-dioxid-korának becslése és a kalibrációs görbe megbízhatósága közel áll, akkor a tényleges és a referencia-frekvenciáknak várhatóan egybeesnek. Ebben az esetben az egybeesés mértékét a minták naptári életkorának a naptári évek skálán való tényleges eloszlása és az egyenletes eloszlásuk közötti megfelelőség határozza meg. Ha jelentős frekvencia-eltérések vannak,akkor ez azt jelenti, hogy a kalibrációs görbe megbízhatósága és az adott minta mintáinak radiokarbon-életkora eltérő. Ezenkívül az eltérések bizonyos eseteiben indokolni lehet az okaikra vonatkozó hipotéziseket.
Promóciós videó:
A módszer hatékonyságát a RD-ből származó három adatminta elemzésének példája mutatja, amelyeket "USA-Kanada", "Európa" és "Észak-Kína" -nak nevezünk. A minták olyan időpontokat tartalmaznak, amelyek a 0-5999 BP év intervallumba esnek. A minták radiokarbon-korának minden frekvenciáját 100 VR éves ablakon számoltuk.
"USA-Kanada" minta
Az USA-Kanada mintát a weboldal adatbázisából állították össze. A mintában 22227 dátum van: 15452 dátum az Egyesült Államok, 6561 Kanada és 214 Oroszország esetében. Beleértve: 1438 dátum famintát, 12675 - faszén, 2922 - csontok, 2655 - kalagén csontok.
Ábra: 2. "USA-Kanada" minta. A mintában szereplő összes minta életkori gyakoriságának összehasonlítása a referenciával.
Ábra: 3. "USA-Kanada" minta. A mintában szereplő összes minta korfrekvenciájának nagyfrekvenciás összetevőjének összehasonlítása a referenciával.
A 2. és 3. ábra a mintában szereplő összes minta életkorának és magas frekvenciájú összetevőjének összehasonlítását mutatja a standarddal. Három intervallumot különböztetünk meg a görbék kvalitatív egybeesésének foka alapján. Az A intervallumban (250-1400 BP év) a megállapodás jó, a B intervallumban (4200-5950 BP év) kielégítő. A B intervallumban (1400-4200 BP év) nem látszik véletlen egybeesés.
A 4. ábra egy példát mutat be az Egyesült Államok és Kanada közötti mintavételből származó mintavétel korrekciós gyakoriságán alapuló radiokarbon pontosság modellezésére a 250–1350 BP év közötti intervallumban. A modell frekvenciagörbe a mintában szereplő összes minta életkori frekvenciáinak normalizált alacsony frekvenciájú összetevője és a normalizált referenciafrekvenciák összege. A modell és a tényleges adatok közötti kielégítő megegyezést sikerült elérni, ha a dátumok 9,2% -ának pontossága megközelítőleg megegyezik a kalibrációs görbe pontosságával. A modell alacsony frekvenciájú összetevőjét úgy számoltuk, hogy a minta életkorának frekvenciáit átlagoljuk 5 pont felett (500 éves ablak). Ennek alapján nagyjából feltételezhető, hogy a minta maradék 90,8% -ának a pontossága nem haladja meg az plusz / mínusz az első száz évet. Mivel nincs kritérium, amely alapján meg lehet különböztetni a dátumokatamelyek pontossága megközelítőleg megegyezik a kalibrációs görbe pontosságával, az utóbbi érték az adott minta RD egy adott időintervallumban megadott tényleges RD pontossága.
Ábra: 4. "USA-Kanada" minta. Példa a radiokarbon-korrekció pontosságának modellezésére az összes minta életkori frekvenciája alapján a 250-1350 BP tartományban.
A szén illesztési gyakorisága minőségileg egybeesik a referencia-frekvenciákkal gyakorlatilag a teljes elemzési intervallum alatt (5. ábra). A fa dátuma az 50-3050 BP év tartományban 100 BP évvel eltolódik a csökkenő radiokarbon-kor irányába.
Ábra: 5. "USA-Kanada" minta. A fa- és faszénminták korának gyakoriságának összehasonlítása a standarddal.
Ábra: 6. "USA-Kanada" minta. A csont- és kalagénminták életkori gyakoriságának összehasonlítása a referenciával.
A csontok illesztési frekvenciái teljes mértékben megegyeznek a kalagén randevú frekvenciákkal (6. ábra), azonban a referenciafrekvenciákhoz viszonyítva eltérő időintervallumokban 0-300 BP évvel eltolódnak a radiokarbon-kor növekedésének irányába.
A 7. ábra a fa, faszén, csontok és kalagén ragaszkodásának tényleges teljes gyakoriságának és az eltoláshoz korrigált gyakoriság összehasonlítását mutatja a standardhoz viszonyítva. A javított frekvenciák jobban megfelelnek a referenciafrekvenciáknak.
Ábra: 7. "USA-Kanada" minta. A fa, faszén, csontok, kalagén minták korának tényleges teljes gyakoriságának és az eltoláshoz korrigált gyakoriság összehasonlítása a standardhoz viszonyítva.
"Európa" minta
Az Europa mintát az Archaeometry folyóiratban közzétett radiokarbon randevú adatokból állítottuk össze. A minta csak azokat a dátumokat tartalmazza, amelyekre vonatkozóan a 13C minta tartalma látható. A minta egész Európát jellemzi. A minta "súlypontja" az Egyesült Királyságban található. Csak 1168 dátum van a mintában. Ide tartozik: 83 dátum famintából, 267 - faszén, 216 - állati csontok, 398 - emberi csontok, 26 - azonosítatlan csontok, 133 - magok, 45 - növényi maradványok.
Ábra: 8. "Európa" minta. A mintában szereplő összes minta életkori gyakoriságának összehasonlítása a referenciával.
A 8. ábra a mintában szereplő összes minta illesztési gyakoriságának összehasonlítását mutatja a referenciával. A görbék kvalitatív egybeesésének foka alapján 5 intervallumot különböztetünk meg. Az A (50-700 VR év), B (1600-2800 VR év) és D (5300-5950 VR év) intervallumokban a megállapodás kielégítő. A B (700-1600 VR év) és a D (2800-5300 VR év) intervallumokban a görbék alakja nem esik egybe. Meg kell jegyezni, hogy ezeket az intervallumokat magas rangsorolási frekvencia jellemzi. Láthatók a fa- és faszénminták életkorának frekvenciaeltolódásai egymáshoz és a standardhoz képest plusz / mínusz 100 BP évvel (9. ábra). Az állati csontminták életkorának gyakorisága (10. ábra) csak az A intervallumban (50-1100 BP év) esik egybe.
Ábra: 9. "Európa" minta. A fa- és faszénminták korának gyakoriságának összehasonlítása a standarddal.
Ábra: 10. "Európa" minta. Az állati csontminták életkorának gyakoriságának összehasonlítása a standarddal.
Minta "Észak-Kína"
Az észak-kínai mintát a weboldal adatbázisából állítottuk össze. A minta magában foglalja az északnyugati (Xinjiangi Ujgur Autonóm Régió) és Északkelet-Kína (Heilongjiang, Jilin, Liaoning tartományok és a Belső-Mongólia Autonóm Régió) régészeti lelőhelyek dátumait, amelyeket Peking laboratóriumaiban szereztek be. Összesen 601 dátum. Ide tartozik: 169 faminta, 234 - faszén, 137 - növényi maradványok (magok, szalma, nád, rothadt fa, kéreg). A fennmaradó mintákat állati és emberi csontok, bőr, gyapjú és héjak képviselik.
Ábra: 11. "Észak-Kína" minta. A minta és a növény összes mintájának életkorának gyakoriságának összehasonlítása továbbra is a standarddal történik.
A 11. ábra az észak-kínai mintából és a növényi maradványokból származó összes minta életkori gyakoriságának összehasonlítását mutatja a referenciaértékkel. Minőségi szempontból a görbék alakjának egybeesését csak az A intervallumban figyeljük meg (1200–2000 BP év). A fa- és faszénminták életkorának gyakorisága csak a 2800–4200 év közötti intervallumban felel meg, és nem felel meg a szabványnak (12. ábra). A fa és a szén életkorának gyakoriságának mínusz 100 BP évvel történő eltolódását követően kielégítő egyezést sikerült elérni az összeg és a referenciagörbe között (13. ábra).
Ábra: 12. Minta "Észak-Kína". A fa- és faszénminták korának gyakoriságának összehasonlítása a standarddal.
Ábra: 13. Minta "Észak-Kína". A fa- és faszénminták (100 évvel csökkentett) életkori gyakoriságának összehasonlítása a standarddal.
A kalibrációs görbe megbízhatóságának értékelése
A referencia-frekvenciák és az adott minta radioaktív szén-dioxid-korának tényleges frekvenciái közötti eltérésből az következik, hogy a minta megbízhatósága nem magas a minta radioaktív szén-korának és / vagy a kalibrációs görbe intervallumában. Kellően nagy számú minta elemzésével statisztikailag azonosítani lehet a kalibrációs görbe „gyanús” intervallumait. Példaként három minta elemzésére használhatunk egy ilyen intervallumot - körülbelül 1700-1900 VR év (3. ábra, B1 intervallum; 8. ábra, B1 intervallum). Feltételezhető, hogy ezen intervallumon belül a kalibrációs görbe alacsony megbízhatósággal rendelkezik.
következtetések
A minták radioaktív széntartalmú három mintájának a javasolt módszerrel végzett elemzésének eredményei alapján módszertani és gyakorlati következtetéseket lehet levonni.
Módszertani következtetések
A radiokarbon-korábbi eredmények megbízhatóságának felmérésére szolgáló módszer, amelynek alapja a radiokarbon-kor referenciafrekvenciájának és az RD-adatbázisokból vett mintákból származó radioszén-korszak frekvenciájának összehasonlítása, egyszerű, független és rendkívül hatékony. A módszer alkalmazásához nem szükséges előzetesen bevonni az RD adatait. Ennek alapján lehetséges:
- az egyes minták mintáinak radiokarbon-korszakának frekvencia-eloszlása, időintervallumai és rangsorolása a referencia-frekvenciáknak való megfelelés fokának megfelelően;
- a minták radiokarbon-életkorának meghatározásának pontosságának értékelése modellezés alapján;
- a szisztémás változások azonosítása a különféle anyagokból származó minták korában;
- a kalibrációs görbén a viszonylag alacsony megbízhatósággal jellemezhető területek azonosítása.
A módszer alkalmazásakor klasszikus eljárásokat lehet alkalmazni az adattömbök statisztikai feldolgozására.
Gyakorlati következtetések
A radiokarbon társkereső általában meglehetősen működőképes. Két kérdés továbbra is nyitott - a randevú objektív megbízhatósága és a szubjektív tényezők befolyása a randevúk eredményére. Az USA – Kanada mintából származó minták radioaktív szén-dioxid-korának a szimulációs eredmények alapján történő meghatározásának hibája a 250–1350 BP év közötti tartományban plusz / mínusz az első száz év. Más időközönként a randevú hiba magasabb, mint a 250–1350 BP év közötti időszakban. A különféle anyagok dátumai egymáshoz képest akár 300 BP évvel eltolódhatnak, ami szintén plusz / mínusz hibát eredményez az első száz évben. Az európai és észak-kínai mintákból származó minták radiokarbon-életkorának meghatározása során alkalmazott hibák nagyjából megegyeznek a kanadai minta hibáival. Az 1700–1900 VR év közötti tartományban a kalibrációs görbe megbízhatósága alacsony lehet.