Luminiscence Seznamka v archeologii

Luminiscence datování (včetně termoluminiscence a opticky stimulované luminiscence) je typ metodologie datování, která měří množství světla emitovaného z energie uložené v určitých typech hornin a odvozených půdách, aby se získalo absolutní datum pro konkrétní událost, ke které došlo v EU minulost. Metoda je přímá seznamovací technika, což znamená, že množství emitované energie je přímým výsledkem měřené události. Ještě lepší, na rozdíl od radiokarbonové datování, účinek opatření luminiscence datování se s časem zvyšuje. Výsledkem není, že citlivost metody sama o sobě není stanovena horní lhůta, ačkoli proveditelnost metody může být omezena jinými faktory.

Archeologové používají k dnešnímu dni dvě formy datování luminiscence: termoluminiscence (TL) nebo termálně stimulovaná luminiscence (TSL), která měří energii emitovanou poté, co byl předmět vystaven teplotám mezi 400 a 500 ° C; a opticky stimulovaná luminiscence (OSL), která měří energii emitovanou poté, co byl objekt vystaven dennímu světlu.

Jednoduše řečeno, určité minerály (křemen, živce a kalcit) ukládají energii ze slunce známou rychlostí. Tato energie je uložena v nedokonalých mřížích krystalů minerálu. Zahřívání těchto krystalů (jako když a hrnčířská nádoba je vypalován nebo když jsou kameny zahřáté) vyprázdní uloženou energii, po které minerál začne znovu absorbovat energii.

TL datování je záležitost porovnání energie uložené v krystalu s tím, co „by mělo být“, a tak přichází s datem posledního zahřátí. Stejným způsobem více či méně datuje OSL (opticky stimulovaná luminiscence) při posledním vystavení objektu slunečnímu záření. Luminiscenční datování je dobré mezi několika stovkami až (alespoň) několika stovkami tisíc let, takže je mnohem užitečnější než datování uhlíku.

Termín luminiscence se vztahuje na energii emitovanou jako světlo z minerálů, jako je křemen a živec poté, co byli vystaveni ionizující radiace nějakého druhu. Minerály - a ve skutečnosti všechno na naší planetě - jsou vystaveny kosmické záření: luminiscenční datování využívá skutečnosti, že určité minerály shromažďují a uvolňují energii z tohoto záření za specifických podmínek.

Archeologové používají k dnešnímu dni dvě formy datování luminiscence: termoluminiscence (TL) nebo termálně stimulovaná luminiscence (TSL), která měří energii emitovanou poté, co byl předmět vystaven teplotám mezi 400 a 500 ° C; a opticky stimulovaná luminiscence (OSL), která měří energii emitovanou poté, co byl objekt vystaven dennímu světlu.

Krystalické typy hornin a půdy shromažďují energii z radioaktivního rozpadu kosmického uranu, thoria a draslíku-40. Elektrony z těchto látek se zachycují v krystalické struktuře minerálu a pokračují v expozici skály k těmto elementům v průběhu času vedou k předvídatelnému zvýšení počtu elektronů zachycených v matricích. Ale když je hornina vystavena dostatečně vysoké úrovni tepla nebo světla, tato expozice způsobuje vibrace v minerálních mřížích a zachycené elektrony jsou uvolněny. Expozice radioaktivním prvkům pokračuje a minerály začnou znovu ukládat volné elektrony do svých struktur. Pokud můžete změřit rychlost získávání uložené energie, můžete zjistit, jak dlouho to trvalo od expozice.

Materiály geologického původu budou absorbovat značné množství záření od jejich vzniku, takže jakákoli expozice způsobená člověkem teplo nebo světlo resetuje luminiscenční hodiny podstatně nověji než to, protože bude uložena pouze energie uložená od události zaznamenáno.

Způsob, jakým měříte energii uloženou v předmětu, který byl podle vás v minulosti vystaven teplu nebo světlu, je tento objekt znovu stimulovat a měří množství uvolněné energie. Energie uvolněná stimulací krystalů je vyjádřena ve světle (luminiscence). Intenzita modrého, zeleného nebo infračerveného světla, které se vytváří při stimulaci objektu, je úměrná počet elektronů uložených ve struktuře nerostu a ty světelné jednotky jsou zase převedeny na dávku Jednotky.

Rovnice používané vědci k určení data, kdy došlo k poslední expozici, jsou obvykle:

• Věk = celková luminiscence / roční míra získání luminiscence, nebo
• Věk = paleodóza (De) / roční dávka (DT)

Kde De je laboratorní dávka beta, která vyvolává stejnou intenzitu luminiscence ve vzorku emitovaném přirozeným vzorkem, a DT je ​​roční dávková dávka složená z několika složek záření, které vznikají při rozkladu přírodních radioaktivních látek Prvky.

Mezi artefakty, které lze datovat pomocí těchto metod, patří keramika, spálená litici, spálené cihly a zemina z krbu (TL) a nespálené kamenné povrchy, které byly vystaveny světlu a poté pohřbeny (OSL).

• Hrnčířství: Předpokládá se, že poslední zahřátí měřené v hrnčířských haldách představuje výrobní událost; signál vychází z křemene nebo živce v jílu nebo jiných temperovacích přísadách. Ačkoli hrnčířské nádoby mohou být během vaření vystaveny teplu, vaření není nikdy na dostatečné úrovni, aby resetovalo luminiscenční hodiny. TL datování bylo použito k určení věku Indus Valley civilizační okupace, která se ukázala jako odolná vůči radiokarbonovým datování, kvůli místnímu klimatu. Luminescenci lze také použít ke stanovení původní teploty vypalování.
• Litici: Surovina, jako jsou kadidla a cherty, byla datována TL; oheň-prasklá hornina z krbu může být také datována TL, pokud byly vypalovány na dostatečně vysoké teploty. Resetovací mechanismus je primárně zahříván a pracuje za předpokladu, že surový kamenný materiál byl tepelně zpracován během výroby kamenného nástroje. Tepelné zpracování však obvykle zahrnuje teploty mezi 300 a 400 ° C, ne vždy dostatečně vysoké. Nejlepší úspěch od TL dat na štěpkovaných kamenných artefaktech je pravděpodobně z událostí, kdy byly uloženy do krbu a náhodně vystřeleny.
• Povrchy budov a stěn: Pohřbené prvky stojících stěn archeologických ruin jsou datovány pomocí opticky stimulované luminiscence; odvozené datum poskytuje věk pohřbu povrchu. Jinými slovy, datum OSL na základové zdi budovy je poslední dobou, kdy byla nadace před použitím jako počáteční vrstvy v budově, a tedy i v době, kdy byla budova vystavena světlu první postavený.
• Ostatní: Byl nalezen určitý úspěch datování předmětů, jako jsou kostní nástroje, cihly, malta, valy a zemědělské terasy. Starověká struska zanechaná z rané výroby kovu byla také datována pomocí TL, stejně jako absolutní datování fragmentů pecí nebo vitrifikovaných vyzdívek pecí a kelímků.

Geologové použili OSL a TL k vytvoření dlouhých logologií krajin; luminiscenční datování je mocný nástroj, který pomáhá sentimentům datovaným do kvartéru a mnohem dřívějších období.

Termoluminiscence byla poprvé jasně popsána v příspěvku předloženém Královské společnosti (Británie) v roce 1663 autorem Robert Boyle, který popsal účinek v diamantu, který byl zahřát na tělesnou teplotu. Možnost využití TL uloženého ve vzorku minerálu nebo keramiky byl poprvé navržen lékárnou Farrington Daniels v 50. letech. Během šedesátých a sedmdesátých let Oxfordská univerzita Výzkumná laboratoř pro archeologii a dějiny umění vedl ve vývoji TL jako metody datování archeologických materiálů.

Zdroje

Forman SL. 1989. Aplikace a omezení termoluminiscence do dnešních kvartérních sedimentů.Mezinárodní kvartér 1:47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J a Maat P. 1988. Potenciál využití termoluminiscence k dnešnímu dni pohřbené půdy se vyvíjel na kolluviálních a fluviálních sedimentech z Utahu a Colorada, USA: Předběžné výsledky.Kvartérní vědecké recenze 7(3-4):287-293.

Fraser JA a Price DM. 2013. Termoluminiscenční (TL) analýza keramiky z Applied Clay Science 82:24-30.mohyly v Jordánsku: Použití TL k integraci funkcí mimo lokalitu do regionálních chronologií.

Liritzis I, Singhvi AK, Feathers JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N a Li S-H. 2013. .Luminescence Seznamka v archeologii, antropologii a Geoarchaeologii: Přehled Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Termoluminiscenční datování ve své aplikaci v archeologii: Přehled.Žurnál archeologické vědy 2(1):17-43.

Singhvi AK a Mejdahl V. 1985. Termoluminiscenční datování sedimentů.Měření jaderných stop a záření 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. Přehled současného výzkumu TL datování sprašů.Kvartérní vědecké recenze 9(4):385-397.

Wintle AG a Huntley DJ. 1982. Termoluminiscenční datování sedimentů.Kvartérní vědecké recenze 1(1):31-53.