Datation archéologique: stratigraphie et sériation

Les archéologues utilisent de nombreuses techniques différentes pour déterminer l'âge d'un artefact particulier, d'un site ou d'une partie d'un site. Deux grandes catégories de techniques de datation ou chronométriques utilisées par les archéologues sont appelées datations relative et absolue.

  • Rencontres relatives détermine l'âge des artefacts ou du site, comme plus vieux ou plus jeune ou le même âge que les autres, mais ne produit pas de dates précises.
  • Rencontres absolues, méthodes qui produisent des dates chronologiques spécifiques pour les objets et les occupations, n'était pas disponible pour l'archéologie avant le 20e siècle.

Stratigraphie et loi de superposition

Stratigraphie est la plus ancienne des méthodes de datation relatives que les archéologues utilisent pour dater les choses. La stratigraphie est basée sur la loi de superposition - comme un gâteau de couches, les couches les plus basses doivent avoir été formées en premier.

En d'autres termes, les artefacts trouvés dans les couches supérieures d'un site auront été déposés plus récemment que ceux trouvés dans les couches inférieures. Croisement des sites, comparaison des strates géologiques d'un site à un autre emplacement et extrapolation des âges relatifs dans ce site manière, est toujours une stratégie de datation importante utilisée aujourd'hui, principalement lorsque les sites sont beaucoup trop vieux pour que les dates absolues aient beaucoup sens.

Le savant le plus associé aux règles de stratigraphie (ou loi de superposition) est probablement le géologue Charles Lyell. La base de la stratigraphie semble tout à fait intuitive aujourd'hui, mais ses applications n'étaient rien moins que bouleversantes pour la théorie archéologique. Par exemple, JJA Worsaae utilisé cette loi pour prouver la Système à trois âges.

Seriation

La sériation, en revanche, était un coup de génie. Utilisé pour la première fois et probablement inventé par un archéologue Sir William Flinders-Petrie en 1899, la sériation (ou datation séquentielle) est basée sur l'idée que les artefacts changent avec le temps. Comme les ailerons de queue sur une Cadillac, les styles et les caractéristiques des artefacts changent au fil du temps, passant à la mode, puis perdant en popularité.

Généralement, la sériation est manipulée graphiquement. Le résultat graphique standard de la sériation est une série de «courbes de cuirassé», qui sont des barres horizontales représentant des pourcentages tracés sur un axe vertical. Le tracé de plusieurs courbes peut permettre à l'archéologue de développer une chronologie relative pour un site entier ou un groupe de sites.

Pour plus d'informations sur le fonctionnement de la sériation, consultez La sériation: une description étape par étape. La sériation est considérée comme la première application des statistiques en archéologie. Ce n'était certainement pas le dernier.

L'étude de sériation la plus célèbre était probablement celle de Deetz et Dethlefsen Tête de mort, chérubin, urne et saule, sur l'évolution des styles de pierres tombales dans les cimetières de la Nouvelle-Angleterre. La méthode est toujours une norme pour les études de cimetière.

La datation absolue, la possibilité d'attacher une date chronologique spécifique à un objet ou à une collection d'objets, a été une percée pour les archéologues. Jusqu'au XXe siècle, avec ses multiples évolutions, seules les dates relatives pouvaient être déterminées avec certitude. Depuis le début du siècle, plusieurs méthodes de mesure du temps écoulé ont été découvertes.

Marqueurs chronologiques

La première et la plus simple méthode de datation absolue consiste à utiliser des objets avec des dates inscrites dessus, comme des pièces de monnaie ou des objets associés à des événements ou des documents historiques. Par exemple, puisque chaque Empereur romain avait son propre visage estampillé sur des pièces de monnaie pendant son royaume, et les dates pour les royaumes de l'empereur sont connues à partir de documents historiques, la date à laquelle une pièce a été frappée peut être discernée en identifiant l'empereur représenté. Beaucoup des premiers efforts de l'archéologie sont nés de documents historiques - par exemple, Schliemann a cherché Troy d'Homère, et Layard est allé après la Ninive biblique - et dans le contexte d'un site particulier, un objet clairement associé au site et estampillé d'une date ou d'un autre indice d'identification était parfaitement utile.

Mais il y a certainement des inconvénients. En dehors du contexte d'un site ou d'une société unique, la date d'une pièce est inutile. Et, en dehors de certaines périodes de notre passé, il n'y avait tout simplement pas d'objets datés chronologiquement, ni la profondeur et les détails nécessaires de l'histoire qui aideraient à dater chronologiquement les civilisations. Sans cela, les archéologues étaient dans l'ignorance de l'âge de diverses sociétés. Jusqu'à l'invention de dendrochronologie.

Anneaux d'arbres et dendrochronologie

L'utilisation des données des cernes pour déterminer les dates chronologiques, la dendrochronologie, a été développée pour la première fois dans le sud-ouest américain par l'astronome Andrew Ellicott Douglass. En 1901, Douglass a commencé à étudier la croissance des cernes des arbres comme indicateur des cycles solaires. Douglass croyait que les éruptions solaires affectaient le climat, et donc la quantité de croissance qu'un arbre pourrait gagner au cours d'une année donnée. Ses recherches ont culminé en prouvant que la largeur des cernes varie en fonction des précipitations annuelles. Non seulement cela, il varie selon les régions, de sorte que tous les arbres d'une espèce et d'une région spécifiques présenteront la même croissance relative pendant les années humides et les années sèches. Chaque arbre contient alors un enregistrement des précipitations pour la durée de sa vie, exprimé en densité, en teneur en oligo-éléments, en composition isotopique stable et en largeur d'anneau de croissance intra-annuelle.

À l'aide de pins locaux, Douglass a établi un record de 450 ans de la variabilité des cernes. Clark Wissler, un anthropologue effectuant des recherches sur des groupes amérindiens dans le sud-ouest, a reconnu le potentiel d'une telle datation et a apporté du bois de sous-fossile Douglass des ruines de Puebloan.

Malheureusement, le bois des pueblos ne correspondait pas au record de Douglass, et au cours des 12 années suivantes, ils ont cherché en vain un modèle d'anneau de connexion, construisant une deuxième séquence préhistorique de 585 ans. En 1929, ils ont trouvé un journal carbonisé près de Show Low, en Arizona, qui reliait les deux modèles. Il était désormais possible d'attribuer une date de calendrier aux sites archéologiques du sud-ouest américain pendant plus de 1000 ans.

Détermination des taux de calendrier à l'aide de dendrochronologie consiste à faire correspondre les motifs connus d'anneaux clairs et foncés à ceux enregistrés par Douglass et ses successeurs. La dendrochronologie a été étendue dans le sud-ouest américain à 322 avant JC, en ajoutant des échantillons archéologiques de plus en plus anciens au dossier. Il existe des enregistrements dendrochronologiques pour l'Europe et la mer Égée, et la base de données internationale des cernes d'arbres a des contributions de 21 pays différents.

Le principal inconvénient de la dendrochronologie est sa dépendance à l'existence d'une végétation à durée de vie relativement longue avec des anneaux de croissance annuels. Deuxièmement, la pluviométrie annuelle est un événement climatique régional, et les dates d'anneaux de croissance pour le sud-ouest ne sont donc pas utiles dans d'autres régions du monde.

Il n'est certainement pas exagéré d'appeler l'invention de la datation au radiocarbone une révolution. Il a finalement fourni la première échelle chronométrique commune qui pourrait être appliquée à travers le monde. Inventé dans les dernières années des années 40 par Willard Libby et ses étudiants et collègues James R. Arnold et Ernest C. Anderson, la datation au radiocarbone était une excroissance de la Projet Manhattan, et a été développé au Laboratoire métallurgique de l'Université de Chicago.

Essentiellement, datation au radiocarbone utilise la quantité de carbone 14 disponible dans les créatures vivantes comme un bâton de mesure. Tous les êtres vivants maintiennent une teneur en carbone 14 en équilibre avec celle disponible dans l'atmosphère, jusqu'au moment de la mort. Lorsqu'un organisme meurt, la quantité de C14 disponible en son sein commence à se désintégrer à un taux de demi-vie de 5730 ans; c'est-à-dire qu'il faut 5730 ans pour que la moitié du C14 disponible dans l'organisme se désintègre. La comparaison de la quantité de C14 dans un organisme mort aux niveaux disponibles dans l'atmosphère produit une estimation du moment où cet organisme est mort. Ainsi, par exemple, si un arbre a été utilisé comme support pour une structure, la date à laquelle cet arbre a cessé de vivre (c'est-à-dire quand il a été abattu) peut être utilisée pour dater la date de construction du bâtiment.

Les organismes qui peuvent être utilisés pour la datation au radiocarbone sont le charbon de bois, le bois, les coquillages marins, les os humains ou animaux, les bois, la tourbe; en fait, la plupart de ce qui contient du carbone pendant son cycle de vie peut être utilisé, en supposant qu'il soit conservé dans les archives archéologiques. Le C14 le plus éloigné peut être utilisé est d'environ 10 demi-vies, soit 57 000 ans; les dates les plus récentes et les plus fiables se terminent Révolution industrielle, lorsque l'humanité s'est occupée à gâcher les quantités naturelles de carbone dans l'atmosphère. D'autres limitations, telles que la prévalence de la contamination de l'environnement moderne, exigent que plusieurs dates (appelées une suite) doivent être prises sur différents échantillons associés pour permettre une Rendez-vous. Voir l'article principal sur Datation au radiocarbone pour plus d'informations.

Calibration: ajustement pour les oscillations

Au fil des décennies, depuis que Libby et ses associés ont créé la technique de datation au radiocarbone, des raffinements et des étalonnages ont à la fois amélioré la technique et révélé ses faiblesses. Étalonnage des dates peuvent être complétées en parcourant les données de l'anneau d'arbre pour un anneau présentant la même quantité de C14 que dans un échantillon particulier - fournissant ainsi une date connue pour l'échantillon. Ces enquêtes ont identifié des fluctuations dans la courbe de données, comme à la fin de la période archaïque aux États-Unis, lorsque le C14 atmosphérique a fluctué, ce qui a encore compliqué l'étalonnage. Paula Reimer et Gerry McCormac au CHRONO Center, Université Queen's de Belfast.

L'une des premières modifications apportées à la datation C14 est survenue au cours de la première décennie après le travail de Libby-Arnold-Anderson à Chicago. L'une des limites de la méthode de datation originale au C14 est qu'elle mesure les émissions radioactives actuelles; La datation par spectrométrie de masse à accélérateur compte les atomes eux-mêmes, permettant des tailles d'échantillon jusqu'à 1000 fois plus petites que les échantillons C14 conventionnels.

Bien que ni la première ni la dernière méthodologie de datation absolue, les pratiques de datation C14 étaient clairement plus révolutionnaire, et certains disent avoir contribué à ouvrir une nouvelle période scientifique dans le domaine de l'archéologie.

Depuis la découverte de la datation au radiocarbone en 1949, la science a sauté sur le concept de l'utilisation du comportement atomique pour dater des objets, et une pléthore de nouvelles méthodes a été créée. Voici une brève description de quelques-unes des nombreuses nouvelles méthodes: cliquez sur les liens pour en savoir plus.

Potassium-Argon

La méthode de datation potassium-argon, comme la datation au radiocarbone, repose sur la mesure des émissions radioactives. La méthode Potassium-Argon date des matériaux volcaniques et est utile pour les sites datés entre 50 000 et 2 milliards d'années. Il a d'abord été utilisé à Gorges d'Olduvai. Une modification récente est la datation Argon-Argon, utilisée récemment à Pompéi.

Rencontres Fission Track

La datation des traces de fission a été développée au milieu des années 1960 par trois physiciens américains, qui ont remarqué que des traces de dégâts de la taille d'un micromètre sont créées dans des minéraux et des verres qui ont des quantités minimales de uranium. Ces pistes s'accumulent à un taux fixe et sont bonnes pour les dates entre 20 000 et quelques milliards d'années. (Cette description provient de l'unité de géochronologie de l'Université Rice.) La datation par voie de fission a été utilisée à Zhoukoudian. Un type plus sensible de datation des traces de fission est appelé alpha-recul.

Hydratation en obsidienne

Hydratation d'obsidienne utilise le taux de croissance de la croûte sur le verre volcanique pour déterminer les dates; après une nouvelle fracture, une croûte recouvrant la nouvelle cassure croît à un rythme constant. Les limitations de rencontres sont physiques; il faut plusieurs siècles pour qu'une croûte détectable soit créée, et les croûtes de plus de 50 microns ont tendance à s'effriter. Le Obsidian Hydration Laboratory de l'Université d'Auckland, Nouvelle-Zélande décrit la méthode en détail. L'hydratation d'obsidienne est régulièrement utilisée dans les sites méso-américains, tels que Copan.

Datation par thermoluminescence

Datation par thermoluminescence (appelée TL) a été inventé vers 1960 par des physiciens, et est basé sur le fait que les électrons dans tous les minéraux émettent de la lumière (luminescence) après avoir été chauffés. Il est bon pour environ 300 à environ 100 000 ans, et est naturel pour la datation des récipients en céramique. Les dates TL ont récemment été au centre de la controverse sur la datation de la première colonisation humaine de l'Australie. Il existe plusieurs autres formes de luminescence datant datation par luminescence page pour plus d'informations.

Archéo- et paléo-magnétisme

Les techniques de datation archéomagnétique et paléomagnétique reposent sur le fait que le champ magnétique terrestre varie dans le temps. Les banques de données originales ont été créées par des géologues intéressés par le mouvement des pôles planétaires, et elles ont été utilisées pour la première fois par les archéologues dans les années 1960. Le laboratoire d'archéométrie de Jeffrey Eighmy dans l'État du Colorado fournit des détails sur la méthode et son utilisation spécifique dans le sud-ouest américain.

Ratios de carbone oxydé

Cette méthode est une procédure chimique qui utilise une formule de systèmes dynamiques pour établir les effets de la contexte environnemental (théorie des systèmes), et a été développé par Douglas Frink et Archaeological Consulting Équipe. L'OCR a été utilisé récemment à ce jour pour la construction de Watson Brake.

Racémisation Rencontres

La datation de racémisation est un processus qui utilise la mesure du taux de désintégration des acides aminés des protéines de carbone pour dater les tissus organiques autrefois vivants. Tous les organismes vivants ont des protéines; la protéine est composée d'acides aminés. Tous ces acides aminés sauf un (glycine) ont deux formes chirales différentes (images miroir l'une de l'autre). Pendant la vie d'un organisme, ses protéines ne sont composées que d'acides aminés «gauchers» (laevo ou L), mais une fois que l'organisme meurt, les acides aminés gauchers se transforment lentement en acides aminés droitiers (dextro ou D) les acides. Une fois formés, les acides aminés D eux-mêmes reviennent lentement aux formes L au même rythme. En bref, la datation à racémisation utilise le rythme de cette réaction chimique pour estimer la durée qui s'est écoulée depuis la mort d'un organisme. Pour plus de détails, voir la datation de racémisation

La racémisation peut être utilisée pour dater des objets entre 5 000 et 1 000 000 d'années, et a été utilisée récemment pour dater l'âge des sédiments à Pakefield, le premier record d'occupation humaine dans le nord-ouest de l'Europe.

Dans cette série, nous avons parlé des différentes méthodes utilisées par les archéologues pour déterminer les dates d'occupation de leurs sites. Comme vous l'avez lu, il existe plusieurs méthodes différentes pour déterminer la chronologie d'un site, et elles ont chacune leur utilité. Une chose qu'ils ont tous en commun, cependant, c'est qu'ils ne peuvent pas rester seuls.

Chaque méthode dont nous avons discuté, et chacune des méthodes que nous n'avons pas discutées, peut fournir une date erronée pour une raison ou une autre.

  • Radiocarbone échantillons sont facilement contaminés par les fouilles des rongeurs ou pendant la collecte.
  • Thermoluminescence Rendez-vous peut être jeté par le chauffage accidentel longtemps après la fin de l'occupation.
  • Site stratigraphies peut être perturbé par des tremblements de terre ou lorsque des fouilles humaines ou animales non liées à l'occupation perturbent les sédiments.
  • Seriationpeut également être biaisé pour une raison ou une autre. Par exemple, dans notre échantillon, nous avons utilisé la prépondérance des enregistrements à 78 tr / min comme indicateur de l'âge relatif d'un dépotoir. Disons qu'un Californien a perdu toute sa collection de jazz des années 1930 lors du tremblement de terre de 1993, et les morceaux cassés se sont retrouvés dans une décharge qui a ouvert ses portes en 1985. Heartbreak, oui; datation précise de la décharge, non.
  • Dates dérivées de dendrochronologie peut être trompeur si les occupants ont utilisé du bois relique pour brûler dans leur feu ou construire leur maison.
  • Hydratation d'obsidienne les comptes commencent après une nouvelle pause; les dates obtenues peuvent être incorrectes si l'artefact a été brisé après l'occupation.
  • Même marqueurs chronologiques peut être trompeur. Collectionner est un trait humain; et trouver un Pièce romaine une maison de style ranch qui a brûlé jusqu'au sol à Peoria, Illinois, n'indique probablement pas que la maison a été construite sous le règne de César Auguste.

Résoudre le conflit avec le contexte

Alors, comment les archéologues résolvent-ils ces problèmes? Il existe quatre façons: Contexte, contexte, contexte et croisement. Puisque Michael Schiffer travailler au début des années 1970, les archéologues ont pris conscience de l'importance critique de la compréhension contexte du site. L'Etude de processus de formation de sites, comprendre les processus qui ont créé le site tel que vous le voyez aujourd'hui, nous a appris des choses incroyables. Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, c'est un aspect extrêmement crucial pour nos études. Mais c'est une autre caractéristique.

Deuxièmement, ne vous fiez jamais à une seule méthode de datation. Dans la mesure du possible, l'archéologue fera prendre plusieurs dates et les recoupera en utilisant une autre forme de datation. Cela peut être simplement en comparant une suite de dates de radiocarbone aux dates dérivées des artefacts collectés, ou en utilisant des dates TL pour confirmer les lectures d'argon de potassium.

Webelieve il est sûr de dire que l'avènement des méthodes de datation absolues a complètement changé notre profession, le détournant de la contemplation romantique du passé classique, et vers l'étude scientifique de comportements humains.