Свечение знакомства в археологии

Датирование люминесценции (в том числе термолюминесценция и оптически стимулированная люминесценция) представляет собой тип методологии датирования, которая измеряет количество света, испускаемого из энергии, хранящейся в определенных типах пород и производных почвах, чтобы получить абсолютную дату для конкретного события, которое произошло в мимо. Метод является прямым техника знакомствЭто означает, что количество испускаемой энергии является прямым результатом измеряемого события. Еще лучше, в отличие от радиоуглеродный анализ, эффект мер датирования свечения возрастает со временем. В результате не существует верхнего предела даты, установленного чувствительностью самого метода, хотя другие факторы могут ограничивать осуществимость метода.

Археологи используют две формы люминесцентного датирования для датирования событий в прошлом: термолюминесценция (TL) или термическая стимулированная люминесценция (TSL), которая измеряет энергию, испускаемую после того, как объект подвергся воздействию температур от 400 до 500 ° С; и оптически стимулированная люминесценция (OSL), которая измеряет энергию, испускаемую после того, как объект подвергся воздействию дневного света.

Проще говоря, некоторые минералы (кварц, полевой шпат и кальцит) накапливают энергию солнца с известной скоростью. Эта энергия находится в несовершенных решетках кристаллов минерала. Нагревание этих кристаллов (например, когда глиняный сосуд сжигается или когда камни нагреваются) освобождает накопленную энергию, после чего минерал снова начинает поглощать энергию.

Датирование TL - это вопрос сравнения энергии, хранящейся в кристалле, с тем, что «должно быть» там, таким образом, получается дата последнего нагрева. Таким же образом, более или менее, OSL (оптически стимулированное свечение) измеряет последний раз, когда объект подвергался воздействию солнечного света. Датирование люминесценции подходит для периода от нескольких сотен до (по крайней мере) нескольких сотен тысяч лет, что делает его гораздо более полезным, чем датирование углерода.

Термин люминесценция относится к энергии, излучаемой в виде света от минералов, таких как кварц и полевой шпат после того, как они подверглись ионизирующее излучение какой-то Минералы - и, фактически, все на нашей планете - подвергаются воздействию космическое излучение: при люминесцентном датировании используется тот факт, что определенные минералы собирают и выделяют энергию из этого излучения в определенных условиях.

Археологи используют две формы люминесцентного датирования для датирования событий в прошлом: термолюминесценция (TL) или термическая стимулированная люминесценция (TSL), которая измеряет энергию, испускаемую после того, как объект подвергся воздействию температур от 400 до 500 ° С; и оптически стимулированная люминесценция (OSL), которая измеряет энергию, испускаемую после того, как объект подвергся воздействию дневного света.

Кристаллические породы и почвы собирают энергию в результате радиоактивного распада космического урана, тория и калия-40. Электроны из этих веществ попадают в кристаллическую структуру минерала, и продолжающееся воздействие порода этих элементов со временем приводит к предсказуемому увеличению числа электронов, захваченных в матрицах. Но когда порода подвергается воздействию достаточно высоких уровней тепла или света, это воздействие вызывает вибрации в минеральных решетках, и захваченные электроны освобождаются. Воздействие радиоактивных элементов продолжается, и минералы снова начинают накапливать свободные электроны в своих структурах. Если вы можете измерить скорость накопления накопленной энергии, вы можете выяснить, сколько времени прошло с момента воздействия.

Материалы геологического происхождения будут поглощать значительные количества радиации с момента их образования, поэтому любое антропогенное воздействие обогрев или свет сбрасывают часы свечения значительно позже, чем это, поскольку только энергия, накопленная с момента события, будет записано.

Способ измерения энергии, запасенной в объекте, который, как вы ожидаете, подвергался воздействию тепла или света в прошлом, состоит в том, чтобы снова стимулировать этот объект и измерить количество выделяемой энергии. Энергия, выделяемая при стимуляции кристаллов, выражается светом (свечение). Интенсивность синего, зеленого или инфракрасного света, который создается при стимуляции объекта, пропорциональна количество электронов, хранящихся в структуре минерала, и, в свою очередь, эти световые единицы преобразуются в дозу единицы измерения.

Уравнения, используемые учеными для определения даты последнего воздействия, как правило:

• Возраст = общее свечение / годовой коэффициент накопления свечения, или
• Возраст = палеодоза (De) / годовая доза (DT)

Где De - лабораторная доза бета, которая вызывает ту же интенсивность свечения в образце, испускаемом естественным образцом, DT - годовая мощность дозы, состоящая из нескольких компонентов излучения, возникающих при распаде естественных радиоактивных элементы.

Артефакты, которые можно датировать с помощью этих методов, включают керамику, обожженную lithicsжженые кирпичи и почва из очагов (TL) и несгоревшие каменные поверхности, которые подвергались воздействию света и затем закапывались (OSL).

• глиняная посуда: Предполагается, что самое последнее нагревание, измеренное в гончарных горшках, представляет производственное событие; сигнал исходит от кварца или полевого шпата в глине или других добавках для отпуска. Хотя керамические сосуды могут подвергаться воздействию тепла во время приготовления пищи, приготовление пищи никогда не происходит на достаточном уровне для сброса часов свечения. Датирование TL использовалось для определения возраста Долина Инда занятия цивилизации, которые оказались устойчивыми к радиоуглеродному датированию из-за местного климата. Люминесценция также может быть использована для определения исходной температуры обжига.
• Lithics: Сырье, такое как кремни и сундуки, датировано TL; TL также может датировать раскаленные огнем скалы из очагов, если они были обожжены до достаточно высоких температур. Механизм сброса в основном нагревается и работает в предположении, что сырьевой каменный материал был подвергнут термообработке во время изготовления каменного инструмента. Однако термическая обработка обычно включает температуры от 300 до 400 ° С, которые не всегда достаточно высоки. Наибольший успех у дат TL для артефактов из сколотого камня, вероятно, связан с событиями, когда они были помещены в очаг и случайно запущены.
• Поверхности зданий и стен: Погребенные элементы стоящих стен археологических руин были датированы с помощью оптически стимулированной люминесценции; производная дата предоставляет возраст захоронения поверхности. Другими словами, дата OSL на фундаментной стене здания - это последний раз, когда фундамент был подвергаться воздействию света перед использованием в качестве начальных слоев в здании и, следовательно, когда здание первый построен.
• другиеНекоторый успех был найден при датировании предметов, таких как костяные инструменты, кирпичи, строительный раствор, насыпи и сельскохозяйственные террасы. Древний шлак, оставшийся от раннего производства металла, также был датирован с использованием TL, а также абсолютного датирования фрагментов печи или остеклованных футеровок печей и тиглей.

Геологи использовали OSL и TL, чтобы установить хронологию ландшафтов; Датирование свечения - мощный инструмент, помогающий датировать настроения, относящиеся к четвертичному и более ранним периодам.

Впервые термолюминесценция была четко описана в документе, представленном Королевскому обществу (Великобритании) в 1663 году Роберт Бойл, который описал эффект в алмазе, который был нагрет до температуры тела. Возможность использования TL, хранящегося в образце минерала или керамики, была впервые предложена химиком Фаррингтон Дэниелс в 1950-х гг. В течение 1960-х и 70-х годов Оксфордский университет Научно-исследовательская лаборатория Археология и история искусств привели к разработке ТЛ как метода датировки археологических материалов.

источники

Форман С.Л. 1989. Применение и ограничения термолюминесценции на сегодняшний день четвертичных отложений.Четвертичный интернационал 1:47-59.

Форман С.Л., Джексон М.Е., Маккальпин Дж. И Маат П. 1988. Потенциал использования термолюминесценции на сегодняшний день погребенных почв развился на коллювиальных и речных отложениях из Юты и Колорадо, США: предварительные результаты.Четвертичные Науки Отзывы 7(3-4):287-293.

Фрейзер Ю.А. и Прайс Д.М. 2013. Термолюминесцентный (TL) анализ керамики из Прикладная наука о глине 82:24-30.Кэрнс в Иордании: Использование TL для интеграции внешних функций в региональные хронологии.

Лирицис I, Сингхви А.К., Перья Дж.К., Вагнер Г.А., Кадерейт А., Захарайс Н. и Ли С.Х. 2013. .Датирование свечения в археологии, антропологии и геоархеологии: обзор Чам: Спрингер.

Сили М-А. 1975. Термолюминесцентное датирование в приложении к археологии: обзор.Журнал археологических наук 2(1):17-43.

Сингхви А.К. и Мейдал В. 1985. Термолюминесцентное датирование осадков.Ядерные треки и радиационные измерения 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. Обзор текущих исследований TL датирования лессов.Четвертичные Науки Отзывы 9(4):385-397.

Wintle AG и Huntley DJ. 1982. Термолюминесцентное датирование осадков.Четвертичные Науки Отзывы 1(1):31-53.