Luminiscencia Zoznamka v archeológii

Luminiscenčné datovanie (vrátane termoluminiscencie a opticky stimulovanej luminiscencie) je typ metodológie datovania, ktorá meria množstvo - svetla vyžarovaného z energie uloženej v určitých typoch hornín a odvodených pôdach, aby sa získal absolútny dátum pre konkrétnu udalosť, ktorá sa vyskytla v EÚ minulosť. Táto metóda je priama datovania technika, čo znamená, že množstvo emitovanej energie je priamym výsledkom meranej udalosti. Ešte lepšie, na rozdiel od rádiokarbonové datovania, účinok opatrení na luminiscenčné datovanie sa s časom zvyšuje. Výsledkom je, že citlivosť samotnej metódy nestanovuje horný dátum, hoci realizovateľnosť metódy môžu obmedzovať aj iné faktory.

Archeológovia v súčasnosti používajú dve formy datovania luminiscencie: termoluminiscencia (TL) alebo tepelne stimulovaná luminiscencia (TSL), ktorá meria energiu emitovanú potom, čo bol predmet vystavený teplotám medzi 400 a 200 ° C 500 ° C; a opticky stimulovaná luminiscencia (OSL), ktorá meria energiu emitovanú po vystavení objektu dennému svetlu.

Zjednodušene povedané, určité minerály (kremeň, živec a kalcit) ukladajú energiu zo slnka známou rýchlosťou. Táto energia je uložená v nedokonalých mriežkach kryštálov minerálu. Zahrievanie týchto kryštálov (napríklad keď a hrnčiarska nádoba je vypaľovaný alebo keď sa horú horniny) vyprázdňuje uloženú energiu, po ktorej minerál začne znova absorbovať energiu.

TL datovanie je záležitosťou porovnania energie uloženej v kryštáli s tým, čo „by malo byť“, a tak prichádza s dátumom posledného zahrievania. Rovnakým spôsobom viac či menej datuje OSL (opticky stimulovaná luminiscencia) pri poslednom vystavení objektu slnečnému žiareniu. Luminiscenčné datovanie je dobré od niekoľko sto do (aspoň) niekoľko stotisíc rokov, takže je oveľa užitočnejšie ako uhlíkové datovanie.

Termín luminiscencia sa vzťahuje na energiu vyžarovanú ako svetlo z minerálov, ako je kremeň a živec potom, čo boli vystavení ionizujúce žiarenie nejakého druhu. Minerály - a v skutočnosti všetko na našej planéte - sú vystavené kozmické žiarenie: luminiscenčné datovanie využíva skutočnosť, že určité minerály zhromažďujú a uvoľňujú energiu z tohto žiarenia za špecifických podmienok.

Archeológovia v súčasnosti používajú dve formy datovania luminiscencie: termoluminiscencia (TL) alebo tepelne stimulovaná luminiscencia (TSL), ktorá meria energiu emitovanú potom, čo bol predmet vystavený teplotám medzi 400 a 200 ° C 500 ° C; a opticky stimulovaná luminiscencia (OSL), ktorá meria energiu emitovanú po vystavení objektu dennému svetlu.

Kryštalické typy hornín a pôdy zhromažďujú energiu z rádioaktívneho rozkladu kozmického uránu, tória a draslíka-40. Elektróny z týchto látok sa zachytia v kryštalickej štruktúre minerálu a budú ho naďalej vystavovať horniny k týmto prvkom v priebehu času vedú k predvídateľnému zvýšeniu počtu elektrónov zachytených v matriciach. Keď je však hornina vystavená dostatočne vysokej úrovni tepla alebo svetla, táto expozícia spôsobuje vibrácie v minerálnych mriežkach a zachytené elektróny sú uvoľnené. Expozícia rádioaktívnym prvkom pokračuje a minerály začnú opäť ukladať voľné elektróny do svojich štruktúr. Ak môžete zmerať mieru získavania uloženej energie, môžete zistiť, ako dlho to trvalo od expozície.

Materiály geologického pôvodu budú absorbovať značné množstvo žiarenia od ich vzniku, takže akékoľvek vystavenie spôsobené ľudským organizmom teplo alebo svetlo resetuje luminiscenčné hodiny podstatne novšie ako hodiny, pretože bude uložená iba energia uložená od udalosti zaznamenané.

Spôsob, akým meriate energiu uloženú v objekte, ktorý bol podľa vás v minulosti vystavený teplu alebo svetlu, je tento objekt znova stimulovať a meria množstvo uvoľnenej energie. Energia uvoľnená stimuláciou kryštálov je vyjadrená vo svetle (luminiscencia). Intenzita modrého, zeleného alebo infračerveného svetla, ktoré sa vytvára pri stimulácii objektu, je úmerná počet elektrónov uložených v minerálnej štruktúre a tieto svetelné jednotky sa následne prevedú na dávku Jednotky.

Rovnice, ktoré používajú vedci na určenie dátumu, kedy došlo k poslednej expozícii, sú zvyčajne:

• Vek = celková luminiscencia / ročná miera získania luminiscencie alebo
• Vek = paleodóza (De) / ročná dávka (DT)

Ak De je laboratórna dávka beta, ktorá vo vzorke emitovanej prírodnou vzorkou vyvoláva rovnakú intenzitu luminiscencie, a DT je ​​ročná dávka pozostávajúca z niekoľkých zložiek žiarenia, ktoré vznikajú v dôsledku rozkladu prírodných rádioaktívnych látok prvky.

Medzi artefakty, ktoré je možné datovať pomocou týchto metód, patrí keramika, spálená lithics, pálené tehly a zemina z krbu (TL) a nespálené kamenné povrchy, ktoré boli vystavené svetlu a potom zakopané (OSL).

• Keramika: Predpokladá sa, že posledný ohrev nameraný v hrnčiarskych škrupinách predstavuje výrobnú udalosť; signál pochádza z kremeňa alebo živca v hline alebo iných temperovacích prísadách. Hoci hrnčiarske nádoby môžu byť počas varenia vystavené teplu, varenie nie je nikdy na dostatočnej úrovni na vynulovanie luminiscenčných hodín. TL dátum bol použitý na určenie veku Údolie Indus civilizačné okupácie, ktoré sa vďaka miestnej klíme ukázali ako odolné voči rádioaktívnym uhlíkom. Luminiscencia sa môže tiež použiť na určenie pôvodnej teploty vypaľovania.
• Lithics: Surovina, ako sú trhliny a vädnutie, bola datovaná TL; ohňom prasknutá hornina z krbu môže byť tiež datovaná TL, pokiaľ boli vypálené na dostatočne vysoké teploty. Resetovací mechanizmus je primárne zahrievaný a pracuje na predpoklade, že surový materiál z kameňa bol tepelne spracovaný počas výroby nástroja na výrobu kameňa. Tepelné spracovanie však obvykle zahŕňa teploty medzi 300 a 400 ° C, nie vždy dostatočne vysoké. Najlepší úspech od TL dátumov na štiepaných kamenných artefaktoch je pravdepodobne z udalostí, keď boli uložené do krbu a náhodne vystrelené.
• Povrchy budov a stien: Vstavané prvky stojatých stien archeologických ruín sú datované pomocou opticky stimulovanej luminiscencie; odvodený dátum udáva vek zakopania povrchu. Inými slovami, dátum OSL na základovej stene budovy je posledným dátumom, keď bola táto nadácia vytvorená pred použitím ako počiatočné vrstvy v budove, a teda aj v čase, keď bola budova vystavená svetlu prvýkrát postavený.
• iní: Zistili sa určité úspechy s datovaním predmetov, ako sú kostné nástroje, tehly, malty, kopce a poľnohospodárske terasy. Starodávna troska, ktorá zostala z výroby raného kovu, bola tiež datovaná pomocou TL, ako aj absolútne datovanie fragmentov pecí alebo vitrifikovaných vložiek pecí a téglikov.

Geológovia použili OSL a TL na vytvorenie dlhých, logaritmických chronológií krajiny; luminiscenčné datovanie je mocným nástrojom, ktorý pomáha sentimentom z dátumu pochádzajúcim z kvartéru a oveľa skorších období.

Termoluminiscencia bola prvýkrát jasne opísaná v dokumente predloženom Kráľovskej spoločnosti (Británie) v roku 1663, Robert Boyle, ktorý opísal účinok diamantu, ktorý bol zahriaty na telesnú teplotu. Chemik najskôr navrhol možnosť použitia TL uloženého vo vzorke minerálu alebo keramiky Farrington Daniels v 50. rokoch 20. storočia. Počas 60. a 70. rokov Oxfordská univerzita Výskumné laboratórium pre archeológiu a dejiny umenia viedla k vývoju TL ako metódy datovania archeologických materiálov.

zdroje

Forman SL. 1989. Aplikácie a obmedzenia termoluminiscencie do dnešných kvartérnych sedimentov.Medzinárodný kvartér 1:47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J a Maat P. 1988. Potenciál využívania termoluminiscencie doteraz pochovaných pôd sa vyvinul na kolluviálne a fluviálne sedimenty z Utahu a Colorado, USA: Predbežné výsledky.Kvartérne vedecké recenzie 7(3-4):287-293.

Fraser JA a Price DM. 2013. Termoluminiscenčná (TL) analýza keramiky z Applied Clay Science 82:24-30.mohyly v Jordánsku: Použitie TL na integráciu funkcií mimo lokality do regionálnych chronológií.

Liritzis I, Singhvi AK, Feathers JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N a Li S-H. 2013. .Luminiscencia Zoznamka v archeológii, antropológii a geoarcheológii: prehľad Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Termoluminiscenčné datovanie vo svojej aplikácii v archeológii: prehľad.Journal of Archaeological Science 2(1):17-43.

Singhvi AK a Mejdahl V. 1985. Termoluminiscenčné datovanie sedimentov.Meranie jadrového materiálu a žiarenia 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. Prehľad súčasného výskumu TL datovania spraš.Kvartérne vedecké recenzie 9(4):385-397.

Wintle AG a Huntley DJ. 1982. Termoluminiscenčné datovanie sedimentov.Kvartérne vedecké recenzie 1(1):31-53.