Ievads
Parauga radiokarbona datēšana (RD) tiek samazināta līdz 14C un 13C satura noteikšanai, ieviešot korekciju 14C saturam oglekļa izotopu frakcionēšanai (aprēķina no 13C satura) un aprēķinot radiokarbona vecumu. Balstoties uz kalibrēšanas līkni, radioaktīvā oglekļa parauga vecumu pārrēķina kalendārā. Tādējādi radiokarbona datēšanas ticamību nosaka paraugu radiokarbona vecuma aprēķināšanas ticamība un kalibrēšanas līknes ticamība. Pēdējo parametru nosaka ar radioaktīvā oglekļa ticamību un paraugu kalendārajiem vecumiem, kurus izmantoja kalibrēšanas līknes konstruēšanai, un tās atbilstības pakāpi 14C izmaiņām CO2 atmosfērā reģionā, kurā tika izveidoti datētie paraugi.
Ar RD rezultātu ticamību mēs domājam atbilstības pakāpi un raksturu starp datēto paraugu aptuveno un faktisko vecumu. Tiešs eksperimentāls RD rezultātu ticamības novērtējums principā nav iespējams. Tā ir metodes pamatiezīme. Tādējādi RD rezultātu ticamību var novērtēt tikai ar “netiešām” metodēm. Bet šādam novērtējumam pieejamie līdzekļi ir ievērojami ierobežoti. Mēs varam nosaukt tikai vienu darbu, kurā viena no klasiskajām "netiešajām" RD ticamības novērtēšanas metodēm ir salīdzinoši pareizi ieviesta - tiek identificēti faktori, kas ietekmē datēšanas ticamību, tiek novērtētas to ieviestās kļūdas un tiek atrasts faktoru kopējais ieguldījums datēto paraugu kalendārajā vecumā. Ir vēl viena klasisko "netiešo" metožu grupa,pamatojoties uz pētījumu rezultātu "konverģences" analīzi. Mēs esam atraduši vienu no šīs grupas metodēm saistībā ar RD.
Metodes apraksts
RD kalibrēšanas līkne tika aprēķināta, izmantojot koksnes paraugus ar zināmu vecumu, un tā atspoguļo radiokarbona vecuma atkarību no kalendāra. Tam ir vietējie maksimumi un minimumi, pakāpieni un samērā stāvi posmi. No tā izriet, ka, vienmērīgi sadalot datētos paraugus kalendārā vecuma skalā, to sadalījums pa radio oglekļa vecuma skalām būs nevienmērīgs. Paraugu kalendārais vecums, uz kura pamata tika aprēķināta kalibrēšanas līkne, ir vienmērīgi sadalīts - pēc 10 gadiem. Tāpēc no kalibrēšanas līknes mēs varam aprēķināt paraugu radioaktīvā oglekļa vecuma frekvenču standartu. RD kalibrēšanas līkne un paraugu radiokarbona vecuma frekvenču standarts parādīts 1. attēlā.
Attēls: 1. Radiokarbona kalibrēšanas līkne un paraugu radioaktīvā oglekļa vecuma frekvences.
Paraugu radioaktīvā oglekļa vecuma frekvenču standartu aprēķina ar intervālu 100 radiokarbona gadu. Iegūtā līkne ir ļoti diferencēta. Frekvences svārstās no 2 līdz 29. Ir atšķirīgi kāpumi un kritumi. Mēs varam salīdzināt standartu ar radioaktīvā oglekļa vecuma frekvencēm reģionos, datētu materiālu tipos vai laboratorijās, kas iegūtas no RD datu bāzēm. Šī salīdzinājuma ideja ir vienkārša. Ja parauga radiokarbona vecuma aprēķina ticamība un kalibrēšanas līkne ir tuvu, tad vajadzētu paredzēt, ka faktiskās un atsauces frekvences sakrīt. Šajā gadījumā sakritības pakāpi noteiks pēc izlases paraugu kalendārā vecuma faktiskā sadalījuma kalendāra gadu skalā atbilstības vienotai sadalījumam. Ja ir ievērojamas frekvences neatbilstības,tad tas nozīmēs, ka kalibrēšanas līknes ticamība un radioaktīvā oglekļa vecums konkrēta parauga paraugiem ir atšķirīgi. Turklāt dažiem neatbilstību gadījumiem ir iespējams pamatot hipotēzes par to cēloņiem.
Reklāmas video:
Metodes efektivitāte ir parādīta, analizējot trīs datu paraugus no RD, kurus mēs nosaucām par “ASV-Kanāda”, “Eiropa” un “Ziemeļķīna”. Paraugos iekļauti datumi, kas ietilpst intervālā no 0 līdz 599 BP gadiem. Visas paraugu radiokarbona vecuma frekvences tika aprēķinātas 100 VR gadu logā.
ASV-Kanādas paraugs
ASV un Kanādas izlase tika apkopota no tīmekļa vietnes datu bāzes. Izlasē ir 22227 datumi: 15452 datumi ASV, 6561 datumi Kanādā un 214 datumi Krievijā. Tajā skaitā: 1438 koksnes paraugu datumi, 12675 - kokogles, 2922 - kauli, 2655 - kalagēna kauli.
Attēls: 2. Paraugs "ASV-Kanāda". Visu izlasē iekļauto paraugu vecuma biežuma salīdzinājums ar atsauci.
Attēls: 3. Paraugs "ASV-Kanāda". Visu paraugu paraugu vecuma frekvenču augstfrekvences komponenta salīdzinājums ar atsauci.
2. un 3. attēlā parādīts visu paraugu vecuma biežumu un to augstfrekvences komponentu salīdzinājums ar standartu. Pēc līkņu kvalitatīvās sakritības pakāpes izšķir trīs intervālus. Intervālā A (250–1400 BP gadi) vienošanās ir laba, intervālā B (4200–550 BP gadi) tā ir apmierinoša. Intervālā B (1400–4200 BP gadi) sakritība nav redzama.
4. attēlā parādīts radioaktīvā oglekļa datēšanas precizitātes modelēšanas piemērs visu ASV un Kanādas paraugu paraugu vecuma frekvencēs intervālā no 250 līdz 1350 BP gadiem. Modeļa frekvences līkne ir visu paraugā esošo paraugu vecuma frekvenču normalizētās zemfrekvences komponenta un normalizēto atsauces frekvenču summa. Tika panākta apmierinoša vienošanās starp modeli un faktiskajiem datiem ar nosacījumu, ka 9,2% datumu precizitāte ir aptuveni vienāda ar kalibrēšanas līknes precizitāti. Modeļa zemfrekvences komponents tika aprēķināts, vidēji aprēķinot parauga vecuma biežumu virs 5 ballēm (500 gadu logs). Balstoties uz to, var aptuveni pieņemt, ka atlikušo 90,8% izlases datumu precizitāte nepārsniedz plus / mīnus pirmos simtus gadu. Tā kā mums nav kritērija, lai atšķirtu no visu šo datumu kopumakuru precizitāte ir aptuveni vienāda ar kalibrēšanas līknes precizitāti, pēdējo vērtību var izmantot kā konkrēta parauga RD faktisko precizitāti noteiktā laika intervālā.
Attēls: 4. Paraugs "ASV-Kanāda". Radioglekļa datēšanas precizitātes modelēšanas piemērs, pamatojoties uz visu paraugu vecuma frekvencēm diapazonā no 250 līdz 1350 BP.
Akmeņogļu pielāgošanās frekvences kvalitatīvi sakrīt ar atsauces frekvencēm praktiski visā analīzes intervālā (5. attēls). Koka datumi diapazonā no 50 līdz 3050 BP gadiem tiek mainīti par 100 BP gadiem radioaktīvā oglekļa vecuma samazināšanās virzienā.
Attēls: 5. Paraugs "ASV-Kanāda". Koka un kokogļu paraugu vecuma frekvenču salīdzinājums ar standartu.
Attēls: 6. Paraugs "ASV-Kanāda". Kaulu un kolagēna paraugu vecuma biežuma salīdzinājums ar atsauci.
Kaulu iepazīšanās frekvences pilnībā atbilst kalagēna iepazīšanās frekvencēm (6. attēls), tomēr tās tiek mainītas attiecībā pret atsauces frekvencēm dažādos laika intervālos par 0-300 BP gadiem radiokarbona vecuma pieauguma virzienā.
7. attēlā parādīts koksnes, kokogļu, kaulu un calagēna faktisko kopējo sastopamības biežumu salīdzinājums ar frekvencēm, kas koriģētas maiņās attiecībā pret standartu. Labotās frekvences labāk atbilst atsauces frekvencēm.
Attēls: 7. Paraugs "ASV-Kanāda". Faktisko koku, kokogļu, kaulu, calagēna paraugu vecuma kopējo biežumu un frekvenču, kas koriģētas, lai mainītu nobīdes, salīdzinājums ar standartu.
"Eiropa" paraugs
Europa paraugs tika apkopots no radiokarbona datēšanas datiem, kas publicēti žurnālā Archaeometry. Paraugā iekļauti tikai tie datumi, par kuriem tiek parādīts 13. C parauga saturs. Paraugs raksturo visu Eiropu. Izlases "smaguma centrs" atrodas Lielbritānijā. Izlasē ir tikai 1168 datumi. Tajā skaitā: 83 koksnes paraugu datumi, 267 - kokogles, 216 - dzīvnieku kauli, 398 - cilvēka kauli, 26 - neidentificēti kauli, 133 - sēklas, 45 - augu atliekas.
Attēls: 8. Paraugs "Eiropa". Visu izlasē iekļauto paraugu vecuma biežuma salīdzinājums ar atsauci.
8. attēlā parādīts visu paraugā iekļauto paraugu datēšanas biežuma salīdzinājums ar atsauci. Pēc līkņu kvalitatīvās sakritības pakāpes izšķir 5 intervālus. Intervālos A (50-700 VR gadi), B (1600-2800 VR gadi) un D (5300-5950 VR gadi) vienošanās ir apmierinoša. Intervālos B (700-1600 VR gadi) un D (2800-5300 VR gadi) izliekumu formas nesakrīt. Jāatzīmē, ka šos intervālus raksturo augstas iepazīšanās frekvences. Ir redzamas koksnes un kokogļu paraugu vecuma biežuma izmaiņas attiecībā pret otru un standartu par plus / mīnus 100 BP gadiem (9. attēls). Dzīvnieku kaulu paraugu vecuma biežums (10. attēls) sakrīt ar standartu tikai intervālā A (50–1100 BP gadi).
Attēls: 9. Paraugs "Eiropa". Koka un kokogļu paraugu vecuma frekvenču salīdzinājums ar standartu.
Attēls: 10. Paraugs "Eiropa". Dzīvnieku kaulu paraugu vecuma biežuma salīdzinājums ar standartu.
Ziemeļķīnas paraugs
Ziemeļķīnas paraugs tika apkopots no tīmekļa vietnes datu bāzes. Paraugā iekļauti visi arheoloģisko izrakumu datumi Ziemeļrietumu (Siņdzjanas Uiguru autonomajā reģionā) un Ķīnas ziemeļaustrumos (Heilongdzjana, Jilina, Liaoningas provinces un Iekšējās Mongolijas autonomais reģions), kas iegūti Pekinas laboratorijās. Kopā 601 datums. Tajā skaitā: 169 koksnes paraugi, 234 - kokogles, 137 - augu atliekas (sēklas, salmi, niedres, sapuvis koks, miza). Atlikušos paraugus attēlo dzīvnieku un cilvēku kauli, āda, vilna un čaumalas.
Attēls: 11. "Ziemeļķīnas" paraugs. Visu paraugu un augu vecumu biežuma salīdzinājums paliek ar standartu.
11. attēlā parādīts visu Ziemeļķīnas paraugu un augu atlieku paraugu vecuma biežuma salīdzinājums ar atsauces vērtību. Kvalitatīvi izliekumu formu sakritība tiek novērota tikai intervālā A (1200–2000 BP gadi). Koka un kokogļu paraugu vecuma biežumi viens otram atbilst tikai intervālā no 2800 līdz 4200 gadiem un neatbilst standartam (12. attēls). Pēc koksnes un akmeņogļu vecuma biežuma nobīdes par mīnus 100 BP gadiem tika iegūta apmierinoša saikne starp to summu un atsauces līkni (13. attēls).
Attēls: 12. "Ziemeļķīnas" paraugs. Koka un kokogļu paraugu vecuma frekvenču salīdzinājums ar standartu.
Attēls: 13. "Ziemeļķīnas" paraugs. Koka un kokogļu paraugu vecuma biežuma (samazināta par 100 gadiem) salīdzinājums ar standartu.
Kalibrēšanas līknes ticamības novērtēšana
No neatbilstības starp atsauces frekvencēm un konkrētā parauga radiokarbona faktiskajām vecuma frekvencēm noteiktā radiokarbona gadu intervālā izriet, ka ticamība ir zema parauga radiokarbona vecuma intervālā un / vai kalibrēšanas līknē. Analizējot pietiekami lielu paraugu skaitu, ir iespējams statistiski noteikt “aizdomīgus” kalibrēšanas līknes intervālus. Izmantojot kā piemēru trīs paraugu analīzi, var nosaukt vienu šādu intervālu - aptuveni 1700–1900 VR gadus (3. attēls, intervāls B1; 8. attēls, intervāls B1). Var pieņemt, ka šajā intervālā kalibrēšanas līknei ir zema ticamība.
secinājumi
Balstoties uz trīs paraugu analīzes rezultātiem par radioaktīvā oglekļa vecumu paraugos ar mūsu piedāvāto metodi, var izdarīt metodoloģiskus un praktiskus secinājumus.
Metodiskie secinājumi
Radioglekļa datēšanas rezultātu ticamības novērtēšanas metode, kuras pamatā ir radiokarbona vecuma atsauces frekvences salīdzināšana ar RD datu bāzu paraugu radiokarbona vecuma frekvencēm, ir vienkārša, neatkarīga un ļoti efektīva. Lai izmantotu metodi, nav nepieciešams iesaistīt a priori datus par RD. Balstoties uz to, tas ir iespējams:
- īpašu paraugu paraugu radioaktīvā oglekļa vecuma sadalījums frekvencēs, laika intervāli un to secība atbilstoši atbilstības pakāpei atsauces frekvencēm;
- paraugu radioaktīvā oglekļa vecuma noteikšanas precizitātes novērtēšana, pamatojoties uz modelēšanu;
- dažādu materiālu paraugu sistemātisku nobīžu identificēšana;
- apgabalu identificēšana kalibrēšanas līknē, kam raksturīga salīdzinoši zema ticamība.
Piemērojot metodi, var izmantot klasiskās procedūras datu masīvu statistiskai apstrādei.
Praktiski secinājumi
Iepazīšanās ar radiokarboniem parasti ir diezgan efektīva. Divi jautājumi paliek atklāti - iepazīšanās objektīvā ticamība un subjektīvo faktoru ietekme uz iepazīšanās rezultātiem. Kļūda, nosakot "ASV-Kanādas" paraugu radiokarbona vecumu, pamatojoties uz modelēšanas rezultātiem intervālā no 250 līdz 1350 BP gadiem, ir plus / mīnus pirmajiem simtiem gadu. Citos intervālos datēšanas kļūda ir augstāka nekā intervālā 250–1350 BP gadi. Dažādu materiālu datumi tiek nobīdīti viens pret otru līdz 300 BP gadiem, kas arī dod kļūdu plus / mīnus pirmajos simtos gadu. Kļūdas, nosakot radioaktīvā oglekļa vecumu paraugiem no Eiropas un Ziemeļķīnas, aptuveni atbilst Kanādas parauga kļūdām. Diapazonā no 1700 līdz 1900 VR gadiem kalibrēšanas līknei var būt zema ticamība.