Kernpunten

• Relatieve datering ordent vondsten, lagen en gebeurtenissen als ouder of jonger; zonder aanvullende klok geeft zij geen ouderdom in jaren. [17][340.6-7]
• Absolute datering levert een numerieke leeftijd, maar die hoort bij een bepaald fysisch of biologisch proces, zoals groei, afkoeling, begraving of verhitting, en niet automatisch bij de archeologische gebeurtenis die men wil begrijpen. [14][107.5-6]
• Kalibratie en context zijn doorslaggevend: een meetwaarde kan nauwkeurig zijn maar toch een andere gebeurtenis dateren, of door reservoir-effecten een schijnbaar oudere leeftijd geven. [16][272.7-12]
• Een bereik is geen garantie op nauwkeurigheid: ouderdom, precisie en betrouwbaarheid hangen af van materiaal, conservering, meetmethode en geologische context. [24][107.15]
• Methoden vullen elkaar aan: stratigrafie en fossielen plaatsen gebeurtenissen in volgorde; isotopen, luminescentie, ringen en magnetisme kunnen die volgorde numeriek ankeren. [17][288.31-32]
• Rapporteer de gedateerde gebeurtenis en onzekerheid expliciet: een meetinterval zonder uitleg over monster en context is geen volledige datering. [16][107.15]

Eerst het onderscheid: materiaalouderdom versus gebeurtenisouderdom

Een laboratorium meet niet rechtstreeks “de ouderdom van een vindplaats”. Het meet een proces in een monster: bijvoorbeeld het laatste jaar van boomgroei, het moment waarop een mineraal afkoelde, de laatste verhitting van klei, of de laatste blootstelling van sediment aan licht. De gebeurtenis van archeologisch belang – bouw, begraving, bewoning of afzetting – kan iets later of eerder zijn. Dendrochronologische richtlijnen benadrukken expliciet dat de datum van een jaarring eerst moet worden verbonden met het vellen van de boom en vervolgens met het gebruik van het hout. [14]

Een ouder voorwerp in een jongere laag kan zijn herwerkt of verplaatst; omgekeerd kan een jong monster in een oudere context terechtkomen. Daarom moeten monster, stratigrafische positie en gedateerde gebeurtenis samen worden beoordeeld. Bij luminescentie hangen interpretatie en nauwkeurigheid nadrukkelijk af van het doelmateriaal en de afzettings- en latere context. [24]

Relatieve methoden

• Stratigrafie: in een ongestoorde opeenvolging is een onderste laag doorgaans eerder afgezet dan een laag erboven. De methode is geschikt voor sedimentlagen, archeologische lagen en de vondsten die er aantoonbaar bij horen. Zij levert een volgorde, geen kalenderjaren: de tijdsduur van een laag is meestal onbekend. Verstoring, erosie, intrusies of herafzetting kunnen de simpele volgorde doorbreken. [17][340.6-7]
• Typologie en seriation: voorwerpen zoals aardewerk en stenen werktuigen worden op vorm, versiering of andere terugkerende kenmerken vergeleken. Seriation rangschikt assemblages volgens veranderingen in typen of hun frequentie en levert zo een relatieve volgorde; het is bruikbaar als onafhankelijke stratigrafische volgorde ontbreekt, maar vereist vergelijkbare assemblages en een aannemelijk patroon van verandering. Een numeriek bereik of vaste nauwkeurigheid hoort er niet vanzelf bij. Seriation wordt gebruikt voor onder meer aardewerk en stenen werktuigen. [22]
• Biostratigrafie: fossielen, vooral taxa met een herkenbaar en relatief beperkt voorkomen in de geologische tijd, helpen lagen onderling te correleren. Geschikt voor sedimentaire gesteenten met diagnostische fossielen en voor paleontologische successies. De methode geeft primair relatieve ouderdom en correlatie; de nauwkeurigheid wordt begrensd door de fossielzonering, geografische verspreiding, herwerking en de kwaliteit van de stratigrafische registratie. Fossielen maken het mogelijk lagen van dezelfde ouderdom op verschillende locaties te herkennen, maar bepalen op zichzelf geen exacte kalenderdatum. [17]

Kalender- en isotopische methoden

• Dendrochronologie: jaarringen in hout worden met een gedateerde regionale ringreeks vergeleken. Wanneer een passende chronologie bestaat, kan een ring aan het exacte kalenderjaar worden toegewezen. Hout is het materiaal; de ring dateert de groei van dat hout. Met schors of de buitenste ring kan de velling vaak worden gedateerd; ontbreekt de buitenkant, dan is de velling doorgaans alleen begrensd als niet eerder dan de laatst bewaarde ring. De bouw of gebruiksdatum van een object volgt daar niet automatisch uit. De methode kan tot op het jaar precies zijn, maar is afhankelijk van soort, voldoende jaarringen en een passende regionale referentiereeks. [14][299.125][299.71-72][299.86]
• Radiokoolstofdatering (C-14): meet het resterende radiokoolstofsignaal in organisch materiaal en dateert daarmee in beginsel de koolstofuitwisseling of groei/levensduur van het organisme, niet automatisch de afzetting waarin het is gevonden. Het praktische bereik ligt in het late Kwartair en is aan de oude kant begrensd door het zeer kleine resterende signaal en mogelijke contaminatie; een universele meetnauwkeurigheid is er niet. Resultaten bevatten een conventionele radiokoolstofleeftijd en een meetonzekerheid, die doorgaans als 1 sigma wordt gerapporteerd. [16]
• Kalibratie en reservoir-effect: een conventionele C-14-leeftijd is niet gelijk aan een kalenderleeftijd. Kalibratie met tijdreeksen zoals boomringen en andere onafhankelijk gedateerde archieven zet de meetwaarde om in een kalenderinterval; door variaties in atmosferische C-14 kan dat interval uit meerdere losse kalenderperioden bestaan. [4][302.33] Organismen die koolstof uit een reservoir met een andere C-14-samenstelling opnemen, kunnen ouder lijken dan hun werkelijke kalenderleeftijd. Voor mariene monsters is de gemiddelde schijnbare ouderdom ongeveer 400 radiokoolstofjaren; zoetwater-reservoireffecten kunnen aanzienlijk en sterk variabel zijn. Correctie vereist een passende lokale reservoirwaarde. [16][272.16-19][302.50-52]
• Kalium-argon (K-Ar) en argon-argon (Ar-Ar): radioactief kalium vervalt tot argon; de Ar-Ar-variant gebruikt bestraling en meet isotopen in dezelfde edelgas-massaspectrometrische analyse, terwijl K-Ar kalium en argon afzonderlijk analyseert. Geschikt voor geschikte vulkanische gesteenten en mineralen; de relevante klok is doorgaans gekoppeld aan kristallisatie/afkoeling en het vasthouden van argon, niet rechtstreeks aan de sedimentatie van een omringende laag. K-Ar kan volgens USGS gesteenten dateren van enkele duizenden jaren tot de oudste bekende gesteenten. Ar-Ar kan een hogere analytische precisie bieden, maar kent onder meer neutroneninterferentie, recoil-effecten en verstoringen door fluïden of latere omzetting. [3][289.3-7][289.10-12]
• Uranium-thorium (U-Th): gebruikt de verandering in verhoudingen tussen uranium- en thoriumisotopen. Het is met name toepasbaar op goed bewaarde speleothemen, zoals druipsteen, en andere geschikte carbonaatmaterialen; het dateert de vorming van het carbonaat. Goed bewaarde speleothemen zijn dateerbaar vanaf enkele jaren tot ongeveer 650.000 jaar. Meetprecisie kan zeer hoog zijn, maar de interpretatie vergt een geschikt isotopensysteem en een monster dat zijn geochemische geschiedenis voldoende heeft behouden. [6][286.92-95]
• Uranium-lood (U-Pb): meet de omzetting van uraniumisotopen naar loodisotopen, vaak in zirkoon. Geschikt voor datering van kristallisatie van mineralen in stollingsgesteente en vulkanische as, en daardoor voor het dateren of begrenzen van geologische gebeurtenissen over zeer lange perioden, tot miljarden jaren. Een zirkoonkristal dateert zijn eigen vorming; het kan ouder zijn dan het sediment waarin het later terechtkomt. Verlies of opname van lood en overerving van oudere kristalkernen kunnen de interpretatie compliceren. De precisie is methode-afhankelijk: voor afzonderlijke SIMS U-Pb-dateringen wordt gemiddeld circa 3% gerapporteerd, zodat die waarde niet als universele onzekerheid voor alle U-Pb-analyses moet worden gelezen. [3][287.100]

Luminescentie en elektronspinresonantie

• Thermoluminescentie (TL): meet licht dat vrijkomt wanneer opgeslagen elektronen door verhitting worden vrijgemaakt. Bij aardewerk, verbrande vuursteen en andere verhitte materialen dateert TL in beginsel de laatste voldoende sterke verhitting. Onvolledige reset of latere verhitting kan de leeftijd vertekenen.
• Optisch gestimuleerde luminescentie (OSL): meet een opgeslagen signaal in mineraalkorrels, vaak kwarts of veldspaat. Licht kan het signaal resetten; de methode benadert daarom de laatste voldoende blootstelling aan licht voorafgaand aan begraving. Zij is geschikt voor begraven sedimenten en archeologische afzettingen, niet voor het direct dateren van een artefact dat niet zelf is gereset. Standaard luminescentiemethoden bestrijken ongeveer de laatste 250.000 jaar; de USGS-gids noemt ook toepassingen van 500.000 jaar of meer en een potentieel groter bereik voor veldspaat. Het bruikbare bereik is monsterspecifiek. Onvoldoende lichtreset, dosistempo en context beïnvloeden resultaat en onzekerheid. [24][107.4][107.10][107.12-15]
• Elektronspinresonantie (ESR): schat de opgebouwde hoeveelheid stralingsgeïnduceerde paramagnetische centra, dus een dosis sinds begraving of een andere relevante reset. Toepassingen omvatten tandglazuur, tanden, bot, eierschaal, gips en koraal; vaak wordt ESR gecombineerd met U-series-datering om de uraniumopnamegeschiedenis te modelleren. Er is geen enkel universeel bereik of vaste nauwkeurigheid voor alle materialen. Een studie van fossiele tanden illustreert de contextgevoeligheid: verschillende aannames over radonverlies gaven een uiteindelijke leeftijdsband van 139.000 tot 335.000 jaar. [11][295.28][185.1][185.8]

Magnetische en chemische methoden

• Paleomagnetisme en magnetostratigrafie: magnetische mineralen in lava en sediment kunnen de richting of polariteit van het aardmagnetisch veld vastleggen. Geologen vergelijken opeenvolgingen van polariteitsomkeringen met de bekende geomagnetische tijdschaal; de methode is vooral geschikt voor sedimenten en vulkanische afzettingen en dateert of correleert doorgaans een afzettings- of afkoelingsgeschiedenis. De bruikbare ouderdom ligt vooral bij afzettingen van honderdduizenden tot miljoenen jaren. Ze vereist een betrouwbaar bewaard magnetisch signaal en onafhankelijke correlatie; een magnetische zone geeft niet altijd op zichzelf een unieke datum. [13][297.31][297.57]
• Archeomagnetisme: klei, haardbekleding of ander ijzerhoudend materiaal kan bij verhitting de toenmalige magnetische richting en/of intensiteit vastleggen. Vergelijking met een regionale referentiecurve kan de laatste verhitting dateren, bijvoorbeeld het laatste gebruik van een haard boven de Curie-temperatuur. Dit dateert dus het verhitten, niet automatisch de bouw of latere bewoning. De precisie hangt af van de kwaliteit en geografische dekking van de referentiecurve; herverhitting kan het eerdere signaal wissen. [13][297.38]
• Obsidiaanhydratatie: na het maken of breken van obsidiaan dringt water vanaf het verse oppervlak in het vulkanische glas; de dikte van de hydratatierand wordt omgerekend naar tijd met een geschatte hydratatiesnelheid. Het is vooral gebruikt voor obsidiaan artefacten. Er is geen universeel overdraagbare snelheid of vaste nauwkeurigheid: temperatuur en glassamenstelling beïnvloeden de snelheid sterk, zodat lokale kalibratie nodig is. De meting dateert de vorming van het oppervlak, niet zonder meer de afzetting of het gebruik van het artefact. [18]
• Aminozuur-racemisatie: na de dood verandert de verhouding tussen L- en D-vormen van aminozuren. De verhouding in bijvoorbeeld schelpen en struisvogeleierschaal kan als relatieve of gekalibreerde chronometer voor fossielen en archeologische contexten worden gebruikt. De techniek kan het Kwartair bestrijken, maar kent geen universele kalenderconversie: reactiesnelheden verschillen met temperatuur en regio, en de tijdsresolutie en maximale bruikbare ouderdom veranderen daardoor. Onafhankelijke lokale kalibratie is cruciaal; USGS benadrukt dat leeftijdsschattingen meestal kinetische en effectieve-temperatuurmodellen of onafhankelijke ouderdomskalibratie nodig hebben. [19][292.31-32][305.0]

Praktische keuze en rapportage

Kies eerst de gebeurtenis die u wilt dateren en daarna een monster waarvan de klok precies bij die gebeurtenis start. Gebruik relatieve volgorde en stratigrafische associatie om te testen of het monster bij de context hoort; voeg vervolgens een numerieke methode toe die past bij het materiaal en tijdvak. Rapporteer de methode, het monster, de gedateerde gebeurtenis, de gekalibreerde of ongekalibreerde status, onzekerheidsinterval en relevante reservoir-, herwerkings- of open-systeemcorrecties. Bij voorkeur worden onafhankelijke methoden gecombineerd: hun overeenstemming ondersteunt een chronologie, terwijl afwijkingen vaak aanwijzen dat verschillende gebeurtenissen zijn gemeten of dat een veronderstelling niet klopt. Precisie is de herhaalbaarheid van een meting; nauwkeurigheid is de nabijheid tot de werkelijke ouderdom en vraagt onafhankelijke controle. [24][302.25-28]

Referenties

1. Guide for interpreting and reporting luminescence dating results pubs.usgs.gov
2. pubs.usgs.gov pubs.usgs.gov
3. Geologic Time: Radiometric Time Scale pubs.usgs.gov
4. c14.arch.ox.ac.uk c14.arch.ox.ac.uk
5. Obsidian Hydration Dating stsmith.faculty.anth.ucsb.edu
6. pubs.geoscienceworld.org pubs.geoscienceworld.org
7. Argon-based geochronology: advances, limitations and perspectives – PMC pmc.ncbi.nlm.nih.gov
8. timslab.princeton.edu timslab.princeton.edu
9. Dating | The Smithsonian Institution’s Human Origins Program humanorigins.si.edu
10. Obsidian hydration dating pubs.usgs.gov
11. Electron Spin Resonance (ESR) Dating, General Principles | Springer Nature Link link.springer.com
12. Archaeomagnetometry – Crow Canyon Archaeological Center crowcanyon.org
13. Paleomagnetic and Archaeomagnetic Dating stsmith.faculty.anth.ucsb.edu
14. historicengland.org.uk historicengland.org.uk
15. Geologic Timescale, Geologic Dating Techniques, and Numeric Ages (U.S. National Park Service) nps.gov
16. historicengland.org.uk historicengland.org.uk
17. Geologic Time: Relative Time Scale pubs.usgs.gov
18. journals.australian.museum journals.australian.museum
19. Amino acid racemisation antarcticglaciers.org
20. Fossils – British Geological Survey bgs.ac.uk
21. usgs.gov usgs.gov
22. Seriation (archaeology) – Wikipedia en.wikipedia.org
23. Checking your browser – reCAPTCHA pmc.ncbi.nlm.nih.gov
24. par.nsf.gov par.nsf.gov