Луминесценце Датинг ин Арцхаеологи

Луминесценце датирање (укључујући термолуминисценцију и оптички стимулисану луминесценцију) је врста методологије датирања која мери количину светлости која се емитује из енергије складиштене у одређеним типовима стена и изведених тла како би се добио апсолутни датум за одређени догађај који се догодио у прошлост. Метода је директна техника упознавања, што значи да је количина емитоване енергије директан резултат догађаја који се мери. Још боље, за разлику од тога радиоцарбон датинг, мере датирања ефекта луминисценције повећавају се са временом. Као резултат тога, не постоји горња граница датума која је постављена осетљивошћу саме методе, иако други фактори могу ограничити изводљивост методе.

Археолози користе два облика датирања луминисценције за датирање догађаја у прошлости: термолуминисценција (ТЛ) или термички стимулисана луминесценција (ТСЛ), која мери енергију која се емитује након што је предмет изложен температурама између 400 и 500 ° Ц; и оптички стимулисану луминисценцију (ОСЛ), која мери енергију која се емитује након што је предмет изложен дневној светлости.

Једноставно речено, одређени минерали (кварц, пољски шпарац и калцит) складиште енергију сунца познатом брзином. Та се енергија налази у несавршеним решеткама кристала минерала. Загревање ових кристала (на пример када лончарски брод је испаљена или када се камење загреје) празни складишену енергију, након чега минерал поново почиње да апсорбује енергију.

ТЛ датирање је ствар поређења енергије ускладиштене у кристалу и онога што би требало да буде тамо, и на тај начин се долази са датумом последњег загревања. На исти начин, мање или више, ОСЛ (оптички стимулисана луминисценција) мери последњи пут када је предмет био изложен сунчевој светлости. Луминесцентно датирање је добро између неколико стотина до (најмање) неколико стотина хиљада година, што га чини много кориснијим од датирања угљеником.

Израз луминисценција односи се на енергију коју емитује светлост из минерала као што су кварц и фелдспар након што су изложени јонизујућег зрачења неке врсте. Минерали - и у ствари све на нашој планети - су изложени космичко зрачење: датирање луминисценције користи чињеницу да одређени минерали и прикупљају и ослобађају енергију из тог зрачења под специфичним условима.

Археолози користе два облика датирања луминисценције за датирање догађаја у прошлости: термолуминисценција (ТЛ) или термички стимулисана луминесценција (ТСЛ), која мери енергију која се емитује након што је предмет изложен температурама између 400 и 500 ° Ц; и оптички стимулисану луминисценцију (ОСЛ), која мери енергију која се емитује након што је предмет изложен дневној светлости.

Кристални типови стена и тла прикупљају енергију из радиоактивног распада космичког уранијума, торијума и калијума-40. Електрони из ових супстанци бивају заробљени у кристалној структури минерала и непрекидном излагању стена до ових елемената током времена доводи до предвидљивог повећања броја електрона ухваћених у матрице. Али када је стена изложена довољно високим нивоима топлоте или светлости, та изложеност узрокује вибрације у минералним решеткама и заробљени електрони се ослобађају. Изложеност радиоактивним елементима се наставља, а минерали поново почињу да складиште слободне електроне у својим структурама. Ако можете да измерите стопу акумулиране енергије, можете схватити колико је времена прошло од излагања.

Материјали геолошког порекла апсорбирали су знатне количине зрачења од свог настанка, па је свако изложеност коју су изазвали људи топлота или светлост ће ресетирати сат светлости знатно касније него што ће бити сачувана само енергија снимљено.

Начин на који измерите енергију складиштену у објекту за који очекујете да је у прошлости био изложен топлоти или светлости јесте да га поново стимулирате и измерите количину ослобођене енергије. Енергија ослобођена стимулацијом кристала изражава се светлошћу (луминисценција). Интензитет плаве, зелене или инфрацрвене светлости који се ствара приликом стимулисања објекта је пропорционалан број електрона сачуваних у структури минерала и, заузврат, те светлосне јединице се претварају у дозу јединице.

Једначине које научници користе за одређивање датума последњег излагања обично су:

• Старост = укупна луминисценција / годишња стопа добијања луминисценције, или
• Старост = палеодоза (Де) / годишња доза (ДТ)

Где је Де лабораторијска бета доза која индукује исти интензитет луминисценције у узорку који емитује природни узорак, и ДТ је годишња стопа дозе која се састоји од неколико компоненти зрачења који настају распадањем природних радиоактивних елементи.

Артефакти који се могу датирати овим методама укључују керамику, спаљену литика, спаљене цигле и земља са огњишта (ТЛ) и незапаљиве камене површине које су биле изложене светлости и затим закопане (ОСЛ).

• Керамика: Најновије грејање мерено у лончарским шерпама претпоставља се да представљају производни догађај; сигнал настаје из кварца или фелдспар у глини или других додатака за каљење. Иако се лончарске посуде могу излагати топлоти током кувања, кување никада није на довољним нивоима да се ресетује сат светлости. ТЛ датирање је коришћено за утврђивање старости Долина Индуса цивилизацијска занимања, која су се због локалне климе показала отпорним на датирање радиокарбона. Луминесценција се такође може користити за одређивање оригиналне температуре печења.
• Литика: Сировине као што су флеке и кашике датиране су од стране ТЛ; камено пуцање ватре са огњишта такође се може датирати ТЛ-ом под условом да су испаљени на довољно високе температуре. Механизам ресетовања је примарно загрејан и делује под претпоставком да је сиров камени материјал био термички обрађен током производње алата за камење. Међутим, термичка обрада обично укључује температуре између 300 и 400 ° Ц, које нису увек довољно високе. Најбољи успех из датума ТЛ на одсеченим артефактима од камена вероватно је из догађаја када су депоновани у огњиште и случајно испаљени.
• Површине зграда и зидова: Укопани елементи стојећих зидова археолошких рушевина датирани су помоћу оптички стимулисане луминисценције; изведени датум даје старост укопа на површини. Другим речима, датум ОСЛ-а на зиду темеља зграде је последњи пут када је темељ био изложени су светлости пре употребе као почетни слојеви у згради, а тиме и када је зграда била прво изграђено.
• Други: Неки успех пронађени су у проналажењу предмета као што су коштано оруђе, цигла, малтер, хумци и пољопривредне терасе. Древна шљака преостала из ране производње метала такође је датирана употребом ТЛ-а, као и апсолутно датирање фрагмената пећи или витрифицираних облога пећи и лончића.

Геолози су користили ОСЛ и ТЛ да би успоставили дугачке хронологије пејзажа; датирање луминисценције је моћан алат за помоћ у вези са осећањима који датирају у квартарни и много ранији период.

Термолуминесценција је први пут јасно описана у раду који је Краљевско друштво (Британија) представило 1663. године Роберт Боиле, који је описао ефекат у дијаманту који је био загрејан на телесну температуру. Могућност употребе ТЛ-а сачуваног у узорку минерала или посуђа први је предложио хемичар Фаррингтон Даниелс 1950-их. Током 1960-их и 70-их, Окфорд Универзитет Истраживачка лабораторија за археологију и историју уметности водила је у развоју ТЛ-а као методе датирања археолошких материјала.

Извори

Форман СЛ. 1989. Примене и ограничења термолуминисценције до данас квартарних седимената.Куатернари Интернатионал 1:47-59.

Форман СЛ, Јацксон МЕ, МцЦалпин Ј и Маат П. 1988. Потенцијал коришћења термолуминисценције за укопана тла развијена су на колувијалним и флувијалним седиментима из Јуте и Колорада, САД: Прелиминарни резултати.Куатернари Сциенце Ревиевс 7(3-4):287-293.

Фрасер ЈА и Прице ДМ. 2013. Термолуминисценција (ТЛ) анализа керамике Примењена наука о глини 82:24-30.цаирнс у Јордану: Коришћење ТЛ-а за интегрисање функција ван локације у регионалне хронологије.

Лиритзис И, Сингхви АК, Перје ЈК, Вагнер ГА, Кадереит А, Зацхараис Н и Ли С-Х. 2013. .Луминесценце датирање у археологији, антропологији и геоархеологији: преглед Шам: Спрингер.

Сеелеи М-А. 1975. Термолуминесцентно датирање у примјени на археологију: преглед.Часопис за археолошку науку 2(1):17-43.

Сингхви АК и Мејдахл В. 1985. Термолуминесцентно датирање седимената.Нуклеарне стазе и мерења зрачења 10(1-2):137-161.

Винтле АГ. 1990. Преглед актуелних истраживања о ТЛ датирању лоса.Куатернари Сциенце Ревиевс 9(4):385-397.

Винтле АГ и Хунтлеи ДЈ. 1982. Термолуминесцентно датирање седимената.Куатернари Сциенце Ревиевс 1(1):31-53.