絕對年代測定
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絕對年代測定（Absolute dating）是考古學和地質學中根據具體年表進行年代測定的過程。一些科學家更喜歡使用「計時測定」或「日曆定年」這兩條術語，因為「絕對」一詞含有非必要的精確確定[1][2]。絕對定年提供了一個數字年齡或年代範圍，與只排序事件先後，而不測量事件間年齡的相對定年正相反。
在考古學中，絕對年代的測定通常是根據古文物和古建築材料的物理、化學以及生物屬性，或其他被人類改動過或物品材料年代已知的項目（如硬幣和歷史記載）來進行，例如，在發掘中發現的硬幣上可能會刻有製造日期，或有描述該硬幣及使用年代的文字記載，從而使該遺址與特定日曆年份建立起聯繫。絕對年代測定技術包括木材或骨骼的放射性碳定年、鉀氬定年和陷阱電荷測年法，例如釉面陶瓷的熱釋光定年[3]。
在歷史地質學中，絕對測年的主要方法涉及利用岩石或礦物中所含元素的放射性衰變，包括從較年輕有機遺骸的同位素系統（碳
14放射性碳定年）到可測定地球上一些最古老岩石絕對年齡的鈾鉛定年系統等。
放射性測量技術
[編輯]放射性定年基於所知的放射性同位素衰變為放射性子同位素及恆定的速率。由於礦物或其他材料中存在的原子類型及其大致年齡，特定的同位素只適用於特定的應用場合。例如，半衰期為數千年的同位素碳-14技術，就不能用於測定年齡在數十億年左右的材料年代，因為放射性原子及其衰變子同位素的可探測量太小，無法在儀器額定的有效範圍內進行測量。
放射性碳定年法
[編輯]使用最廣，也最著名的絕對測年技術之一是用於測定有機殘骸年代的碳-14（或放射性碳）測年，這是一種基於放射性衰變的輻射測量技術。進入地球大氣層的宇宙輻射產生碳-14，植物在固定二氧化碳時吸收碳-14。當動物攝入植物和食肉動物捕食其他動物時，碳14在食物鏈中向上移動。隨着死亡，碳-14的吸收停止。
碳-14的一半轉化為氮需要5730年，這就是碳-14的半衰期。再過5730年，碳-14隻剩下原來的四分之一，再過5730年，只剩下八分之一。
通過測量有機物質中的碳-14，科學家們可以確定人造物或生態物（ecofact）中有機物質的死亡日期。
局限性
[編輯]碳-14的半衰期相對較短，只有5730年，這使得可靠的測年僅為60000年左右。該技術通常無法比歷史記載更精準地確定考古遺址日期，但如用其他測年技術（如樹木年輪測年）進行校準時，則對精確日期的確定非常有效。
來自考古遺址碳-14的另一個被稱為「古木」的問題，特別是在乾燥的沙漠氣候中，有機材料，如枯樹中的有機材料，在被人們用作柴火或建築材料前，它們可能已在自然狀態下保持了數百年，之後才成為考古記錄的一部分。因此，確定這棵樹的年代並不一定代表燃燒發生或建築物建造的時間。
出於這種原因，許多考古學家更喜歡採用短命植物的樣本進行放射性碳年代測定。加速器質譜儀（AMS）測年技術的發展在這方面非常有用，它可以從非常小的樣本中獲得日期。
鉀氬定年法
[編輯]在可用於更早年代的其他放射性測年技術中，應用最廣的方法之一為鉀-氬定年（K-Ar）。鉀-40是鉀的放射性同位素，可衰變為氬-40。鉀-40的半衰期為13億年，遠比碳-14的半衰期長，因此，可對更古老的樣品進行年代測定。鉀在岩石和礦物中很常見，因此，許多具有地質年代學或考古學意義的樣本都可進行測年。
氬是一種惰性氣體，除非通過放射性衰變在「原位」產生，否則通常不會被吸入進此類樣品中。鉀-氬定年測量的數據揭示了物體上次受熱超過封閉溫度，使氬逸出晶格的時間。鉀-氬定年測年可用於校準地磁極性年表。
釋光測年法
[編輯]熱釋光
[編輯]熱釋光測試也是測定物品最近一次被加熱日期的技術，其原理是所有物體都能吸收環境中的輻射，測試過程釋放了仍被捕獲在物品礦物中的電子。
將物品加熱到500攝氏度或更高時，將釋放出被捕獲的電子而產生光，通過測量該些光可確定物品最後一次被加熱的時間。
輻射水平不會獨立於時間的變化而一直保持不變，輻射水平的波動可能會扭曲測試結果—例如，如果一件物品經歷了幾個高輻射時代，熱釋光將會返回該物品較近的日期。許多因素也會在測試前損壞樣品，將樣品暴露在高溫或直射光下可能會導致一些電子消散， 從而會縮短物品測得的年代。
由於這些以及其他的因素，熱釋光的準確度最多只為15%，不能單獨用來準確測定遺址年代，但可用來核實一件古物。
光定年法(OSL)
[編輯]光釋光 (OSL) 測年限定了沉積物最後一次暴露在光線下的時間，在沉積物移動過程中，暴露在陽光下的會使發光信號「歸零」。一旦被掩埋後，隨着自然環境輻射逐漸電離礦物顆粒，沉積物會累積發光信號。
在黑暗條件下細心取樣，使沉澱物在實驗室人造光下釋放出光釋光（OSL）信號。釋放的發光量被用來計算沉積物自沉積以來所獲得的等效劑量（De），該劑量可與劑量率（Dr）結合使用，來計算出樣本的年齡。
樹木年代學
[編輯]樹木年輪學或樹木年輪測年法是基於對樹木年輪紋（也稱為生長年輪）分析的科學測年方法。樹木年代學可以確定樹木年輪形成的時間，在多種木材中，可精確到日曆年。
樹木年代學有三個主要應用領域：古生態學，用於測定過去某些方面的生態（最明顯的是氣候）；考古學，測定古建築的年代等；放射性碳定年法，用於校準放射性碳定年（見下文）。
在世界某些地區，樹木的年代可追溯到數千年甚至數千年前。 目前，完全確定的年表最大值為11000多年前一點[4]。
氨基酸測年
[編輯]氨基酸定年（Amino acid dating)是一種定年技術[5][6][7][8][9]，用於在古生物學、考古學、法醫學、埋藏學、沉積地質學和其他領域估測標本的年齡。該項技術將氨基酸分子的變化與它們形成來所經歷的時間聯繫起來。所有生物組織都含有氨基酸。除甘氨酸（最簡單的一種）外的所有氨基酸都為光學活性，具有不對稱碳原子，這意味着氨基酸可以有兩種不同的構型，「D」或「L」，它們是彼此的鏡像。
除了少數重要例外，生物體將所有氨基酸保持在「L」構型中。當生物體死亡時，對氨基酸構型的控制停止，D與L的比值從接近0向接近1的平衡值移動，這一過程稱為外消旋作用。因此，測量樣本中D與L的比率可以估計出樣本死亡的時間[10]。
另請查看
[編輯]- 常規
- 一致性，來自獨立、無關聯來源的證據可「匯聚」到強有力的結論上。
參考文獻
[編輯]- ^ Evans, Susan Toby; David L., Webster (編). Archaeology of ancient Mexico and Central America : an encyclopedia. New York [u.a.]: Garland. 2001: 203. ISBN 9780815308874.
- ^ Henke, Winfried. Handbook of paleoanthropology. New York: Springer. 2007: 312. ISBN 9783540324744.
- ^ Kelly, Robert L.; Thomas, David Hurst. Archaeology: Down to Earth Fifth. 2012: 87. ISBN 9781133608646.
- ^ McGovern PJ; et al. Science in Archaeology: A Review. American Journal of Archaeology. 1995, 99 (1): 79–142. JSTOR 506880. doi:10.2307/506880.
- ^ Bada, J. L. Amino Acid Racemization Dating of Fossil Bones. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1985, 13: 241–268. Bibcode:1985AREPS..13..241B. doi:10.1146/annurev.ea.13.050185.001325.
- ^ Canoira, L.; García-Martínez, M. J.; Llamas, J. F.; Ortíz, J. E.; Torres, T. D. Kinetics of amino acid racemization (epimerization) in the dentine of fossil and modern bear teeth. International Journal of Chemical Kinetics. 2003, 35 (11): 576. doi:10.1002/kin.10153.
- ^ Bada, J.; McDonald, G. D. Amino Acid Racemization on Mars: Implications for the Preservation of Biomolecules from an Extinct Martian Biota (PDF). Icarus. 1995, 114 (1): 139–143 [2021-09-25]. Bibcode:1995Icar..114..139B. PMID 11539479. doi:10.1006/icar.1995.1049. （原始內容 (PDF)存檔於2016-03-04）.
- ^ Johnson, B. J.; Miller, G. H. Archaeological Applications of Amino Acid Racemization. Archaeometry. 1997, 39 (2): 265. doi:10.1111/j.1475-4754.1997.tb00806.x.
- ^ 2008 [1] 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2015-01-22. quote: The results provide a compelling case for applicability of amino acid racemization methods as a tool for evaluating changes in depositional dynamics, sedimentation rates, time-averaging, temporal resolution of the fossil record, and taphonomic overprints across sequence stratigraphic cycles.
- ^ Amino Acid Geochronology Laboratory, Northern Arizona University. [2012-10-15]. （原始內容存檔於2012-03-14）.
延伸閱讀
[編輯]
- Chronometric dating in archaeology, edited by R.E. Taylor and Martin J. Aitken. New York: Plenum Press (in cooperation with the Society for Archaeological Sciences). 1997.
- Dating Exhibit – Absolute Dating. Minnesota State University. [2008-01-13]. （原始內容存檔於2008-02-02）.
