Luminescence randevú a régészetben

A lumineszcencia randevú (ideértve a termolumineszcenciát és az optikailag stimulált lumineszcenciát) egy olyan randevú módszer, amely méri az összeget bizonyos kőzettípusokban és az azokból származó talajokban tárolt energia kibocsátott fény abszolút dátumának meghatározása érdekében az adott kőzetben bekövetkezett eseményre múlt. A módszer közvetlen randevú technika, ami azt jelenti, hogy a kibocsátott energia mennyisége a mért esemény közvetlen eredménye. Még jobb, ellentétben radiocarbon társkereső, a lumineszcencia randevú intézkedések hatása az idővel növekszik. Ennek eredményeként a módszer érzékenysége nem határoz meg felső határidőt, bár más tényezők korlátozhatják a módszer megvalósíthatóságát.

A régészek kétféle lumineszcencia-randevúzást alkalmaznak a múltbeli események napjainkra: termolumineszcencia (TL) vagy termikusan stimulált lumineszcencia (TSL), amely azt az energiát méri, amelyet egy tárgy 400 és 40 ° C közötti hőmérsékleten tettek ki 500 ° C; és optikailag stimulált lumineszcencia (OSL), amely azt méri, hogy egy tárgy napfénynek van-e téve.

Egyszerűen fogalmazva: bizonyos ásványi anyagok (kvarc, földpát és kalcit) ismert sebességgel tárolják a nap energiáját. Ez az energia az ásványi kristályok tökéletlen rácsaiba helyezkedik el. Ezeket a kristályokat melegítjük (például amikor a kerámia edény ha kiégenek, vagy amikor a sziklákat hevítik) kiüríti a tárolt energiát, amely idő elteltével az ásvány újra elkezdi abszorbeálni az energiát.

A TL-randevú a kristályban tárolt energiát összehasonlítja azzal, amit "kellene" lennie ott, és ezáltal felmelegszik az utolsó dátum. Ugyanezen módon, többé-kevésbé, az OSL (optikailag stimulált lumineszcencia) randevúk mérik az objektum legutóbbi napfényének kitettségét. A lumineszcencia randevú néhány száz és (legalább) több százezer év közötti időszakra jó, így sokkal hasznosabb, mint a szén randevú.

A lumineszcencia kifejezés az ásványok, például a kvarc és az ásványi anyagok fény által kibocsátott energiájára utal földpát miután ki voltak téve egy ionizáló sugárzás valamiféle. Az ásványi anyagok - és valójában mindent a bolygónkon - ki vannak téve kozmikus sugárzás: A lumineszcencia randevú kihasználja azt a tényt, hogy egyes ásványi anyagok meghatározott körülmények között egyaránt összegyűjtik és felszabadítják az energiát ebből a sugárzásból.

A régészek kétféle lumineszcencia-randevúzást alkalmaznak a múltbeli események napjainkra: termolumineszcencia (TL) vagy termikusan stimulált lumineszcencia (TSL), amely azt az energiát méri, amelyet egy tárgy 400 és 40 ° C közötti hőmérsékleten tettek ki 500 ° C; és optikailag stimulált lumineszcencia (OSL), amely azt méri, hogy egy tárgy napfénynek van-e téve.

A kristályos kőzetek és talajok összegyűjtik az energiát a kozmikus urán, torium és kálium-40 radioaktív bomlásából. Ezen anyagok elektronjai csapdába esnek az ásvány kristályszerkezetében és az anyag folyamatos expozíciója révén Az ezekhez az elemekhez kötődő idők során a mátrixokba befogott elektronok számának kiszámítható növekedése vezet. De amikor a kőzet elég magas hő- vagy fényszintnek teszik ki, akkor ez az expozíció rezgéseket okoz az ásványi rácsokban, és az elfogott elektronok felszabadulnak. A radioaktív elemeknek való kitettség folytatódik, és az ásványok újra elkezdenek szabad elektronokat tárolni a szerkezetükben. Ha meg tudja mérni a tárolt energia elnyerési sebességét, kitalálhatja, mennyi idő telt el az expozíció óta.

A geológiai eredetű anyagok képződésük óta jelentős mennyiségű sugárzást vesznek fel, tehát bármilyen emberi expozíciónak a hő vagy a fény a közelmúltban jóval később nullázza a lumineszcencia órát, mivel csak az esemény óta tárolt energia lesz rögzítésre.

A múltban hő vagy fény hatásának kitett tárgyakban tárolt energiát úgy mérheti, hogy újra stimulálja az objektumot, és mérje a kibocsátott energia mennyiségét. A kristályok stimulálásával felszabaduló energiát fényben (lumineszcencia) fejezik ki. A kék, zöld vagy infravörös fény intenzitása, amely egy tárgy stimulálásakor jön létre, arányos a következővel az ásványi anyag szerkezetében tárolt elektronok száma és ezeknek a fényegységeknek az átváltása dózisra történik egység.

A tudósok által az utolsó expozíció időpontjának meghatározására használt egyenletek jellemzően:

• Életkor = teljes lumineszcencia / éves lumineszcencia-megszerzési arány, vagy
• Kor = paleodózis (De) / éves dózis (DT)

Ahol De a laboratóriumi béta-dózis, amely ugyanolyan lumineszcencia-intenzitást indukál a természetes minta által kibocsátott mintában, és DT a sugárzás több olyan összetevőjéből álló éves dózis, amely a természetes radioaktív bomlás során keletkezik elemekkel.

Az ezekkel a módszerekkel keltezhető tárgyak közé tartozik az égetett kerámia lithics, égő tégla és talaj a kandallókból (TL), és égetlen kőfelületek, amelyeket fénynek tettek ki, majd eltemettek (OSL).

• Fazekasság: A kerámia serdülőben mért legfrissebb fűtés feltételezhetően a gyártási eseményt képviseli; a jel a kvarcból vagy földpátból származik az agyagban vagy más edző adalékokban. Noha a fazekas edények hőnek vannak kitéve főzés közben, a főzés soha nem áll elegendő szinten a lumineszcencia óra nullázásához. A TL randizást használták az életkor meghatározására Indus-völgy civilizációs foglalkozások, amelyek a helyi éghajlat miatt ellenállónak bizonyultak a szénhidrogén randevúk számára. A lumineszcencia felhasználható az eredeti égési hőmérséklet meghatározására.
• Lithics: Az olyan nyersanyagokat, mint a sárgaréz és a cherts, a TL keltezte; A kandallókból származó tűzrepedt kőzet a TL is keltezheti, feltéve, hogy azokat elég magas hőmérsékleten égették. Az alaphelyzetbe állító mechanizmust elsősorban melegítik, és azon a feltevésen működik, hogy a nyers kő anyagot hőkezelték a kőszerszámok gyártása során. A hőkezelés általában 300 és 400 ° C közötti hőmérsékletet foglal magában, amely nem mindig elég magas. A TL-dátumokból származó legnagyobb eredmény a kőalapított tárgyak esetében valószínűleg azokból az eseményekből származik, amikor azokat egy kandallóba helyezték és véletlenül kirúgták.
• Épületek és falak felületei: A régészeti romok falai eltemetett elemeit optikailag stimulált lumineszcenciával keltették; a származtatott dátum megadja a felszín eltemetésének korát. Más szavakkal, az OSL dátuma egy épület alapfalán az utolsó alkalom, amikor az alapozás volt fénynek vannak kitéve, mielőtt az épület kezdeti rétegeként felhasználnák, vagyis amikor az épület volt először épült.
• Egyéb: Némi sikert aratott tárgyak, például csontos szerszámok, tégla, habarcs, halmok és mezőgazdasági teraszok. A korai fémgyártásból megmaradt ősi salak szintén TL kelte, valamint kemencetöredékek vagy kemencék és tégelyek üvegesített béléseinek abszolút kelte.

A geológusok az OSL-t és a TL-t használják a tájak hosszú, naplózott kronológiájának meghatározására; A lumineszcencia randevú egy erőteljes eszköz a negyedik és sokkal korábbi időpontokra keltezett dátumérzékelés támogatására.

A termolumineszcenciát először világosan ismertették egy dokumentumban, amelyet 1663 - ban adtak át a brit királyi társaságnak Robert Boyle, aki leírja a hatást egy testhőmérsékletre felmelegített gyémántban. Az ásványi vagy kerámia mintákban tárolt TL felhasználásának lehetőségét először a vegyész javasolta Farrington Daniels az 1950-es években. Az 1960-as és 70-es években az Oxfordi Egyetem Kutató laboratórium a régészet és a művészet története számára a TL fejlesztését vezetett a régészeti anyagok randevú módszerének kidolgozásához.

források

Forman SL. 1989. A termolumineszcencia alkalmazási lehetőségei és korlátai a jelenlegi kvaterner üledékekben.Quaternary International 1:47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J és Maat P. 1988. A termolumineszcencia eddig eltemetett talajjainak lehetőségei az USA-ban, Utahban és Coloradóban található kolviviális és fluviális üledékekben fejlődtek ki: Előzetes eredmények.Kvarteráris tudományos vélemények 7(3-4):287-293.

Fraser JA és Price DM. 2013. A kerámia termolumineszcens (TL) elemzése Alkalmazott agyagtudomány 82:24-30.cairns Jordániában: A TL használata a telephelyen kívüli szolgáltatások integrálásához a regionális kronológiákba.

I. Liritzis, Singhvi AK, tollak JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N és Li S-H. 2013. .Lumineszcencia randevú a régészetben, antropológiában és geoarcheológiában: áttekintés Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Termolumineszcens régészettel kapcsolatos alkalmazás: áttekintés.A régészeti tudományos folyóirat 2(1):17-43.

Singhvi AK és V. Mejdahl 1985. Üledékek termolumineszcenciája.Nukleáris nyomkövetések és sugárzásmérések 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. A lösz TL randevújával kapcsolatos jelenlegi kutatások áttekintése.Kvarteráris tudományos vélemények 9(4):385-397.

A Wintle AG és a Huntley DJ. 1982. Üledékek termolumineszcenciája.Kvarteráris tudományos vélemények 1(1):31-53.