Introduktion
Radiokolonnatering (RD) för ett prov reduceras till att mäta 14C- och 13C-innehållet i det, införande av en korrigering av 14C-innehållet för fraktionering av kolisotoper (beräknat från 13C-innehållet) och beräkning av radiokarbonåldern. Baserat på kalibreringskurvan beräknas provets radiokolålder till kalendern. Sålunda bestäms tillförlitligheten för radiokolonnatering av tillförlitligheten för beräkning av provernas radiokolålder och tillförlitligheten för kalibreringskurvan. Den senare parametern bestäms av tillförlitligheten för radiokolvet och kalenderåldern hos proverna, som användes för att konstruera kalibreringskurvan och graden av dess korrespondens till 14C-variationerna i CO2-atmosfären i området i vilket de daterade proverna bildades.
Med pålitligheten för RD-resultat menar vi graden och arten av korrespondensen mellan den uppskattade och faktiska åldern för de daterade proverna. En direkt experimentell bedömning av tillförlitligheten hos RD-resultat är i grunden omöjlig. Detta är en grundläggande funktion i metoden. Således kan bedömningen av RD-resultatens tillförlitlighet endast utföras med "indirekta" metoder. Men de tillgängliga medlen för en sådan bedömning är betydligt begränsade. Vi kan bara nämna ett verk där en av de klassiska "indirekta" metoderna för att utvärdera pålitligheten för RD är relativt korrekt implementerad - de faktorer som påverkar tillförlitligheten för datering identifieras, de fel som införts av dem uppskattas och faktorns totala bidrag till kalenderåldern för de daterade proverna hittas. Det finns en annan grupp klassiska "indirekta" metoder,baserat på analys av "konvergens" av forskningsresultat. En av metoderna för denna grupp, i förhållande till RD, har vi hittat.
Metodbeskrivning
Kalibreringskurvan för RD beräknades med användning av träprover med en känd ålder och återspeglar beroendet av radiokolåldern på kalendern. Det har lokala maxima och minima, trappsteg och relativt branta delar. Av detta följer att med en enhetlig fördelning av de daterade proverna längs kalenderålderskalan kommer deras fördelning längs ålderskalan för radiokolvet att vara ojämn. Provens kalenderålder, baserad på vilken kalibreringskurvan beräknades, fördelas jämnt - efter 10 år. Därför kan vi från kalibreringskurvan beräkna standarden för provens frekvenser för radiokarbonåldern. Kalibreringskurvan för RD och standarden för radiokolvåldersfrekvenserna för proverna visas i figur 1.
Figur: 1. Kalibreringskurva för radiokolonnatering och frekvensstandarden för provernas radiokarbonålder.
Standarden för provens frekvenser för radiokarbonåldern beräknas för intervall på 100 radiokolonnår. Den resulterande kurvan är starkt differentierad. Frekvenserna sträcker sig från 2 till 29. Det finns distinkta höjder och lågheter. Vi kan jämföra standarden med frekvenserna för radiokarbonåldern för prover av specifika prover för regioner, typer av daterat material eller laboratorier som erhållits från RD-databaser. Tanken bakom denna jämförelse är enkel. Om tillförlitligheten för uppskattningen av provets radiokolålder och kalibreringskurvan är nära, bör de faktiska och referensfrekvenserna förväntas sammanfalla. I detta fall kommer graden av sammanfall bestämmas av graden av överensstämmelse med den faktiska fördelningen av kalenderåldern för provproverna på skalan från kalenderår till deras enhetliga fördelning. Om det finns betydande frekvensmatchningar,då kommer detta att innebära att tillförlitligheten för kalibreringskurvan och radiokolfåldern hos proverna i ett visst prov är olika. För vissa fall av avvikelser är det dessutom möjligt att underbygga hypoteser om deras orsaker.
Kampanjvideo:
Metodens effektivitet visas i exemplet på analysen av tre prover av data från RD, som vi kallade "USA-Kanada", "Europa" och "Nordkina". Proverna inkluderar datum som faller inom intervallet 0-5999 BP år. Alla frekvenser för radiokolonnåldern hos proverna beräknades i ett fönster på 100 VR år.
Exempel "USA-Kanada"
Exemplet USA-Kanada sammanställdes från databasen på webbplatsen. Det finns 22227 datum i urvalet: 15452 datum i USA, 6561 datum i Kanada och 214 datum i Ryssland. Inklusive: 1438 datum av träprover, 12675 - kol, 2922 - ben, 2655 - kalagenben.
Figur: 2. Prov "USA-Kanada". Jämförelse av åldersfrekvenserna för alla prover i provet med referensen.
Figur: 3. Prov "USA-Kanada". Jämförelse av högfrekvenskomponenten i åldersfrekvenserna för alla prover i provet med referensen.
Figurerna 2 och 3 visar en jämförelse av frekvenserna för ålder och deras högfrekventa komponent av alla prover i provet med standarden. Tre intervaller skiljer sig utifrån graden av kvalitativt sammanfall av kurvorna. Under intervallet A (250-1400 BP år) är avtalet bra, i intervallet B (4200-5950 BP år) är det tillfredsställande. Under intervallet B (1400-4200 BP år) sågs ingen slump.
Figur 4 visar ett exempel på modellering av noggrannheten för radiokolldatering vid åldersfrekvenserna för alla prover från USA-Kanada-provet under intervallet 250-1350 BP år. Modelfrekvenskurvan är summan av den normaliserade lågfrekvenskomponenten i åldersfrekvenserna för alla sampel i provet och de normaliserade referensfrekvenserna. Tillfredsställande överenskommelse mellan modellen och de faktiska uppgifterna erhölls förutsatt att 9,2% av datumen har en noggrannhet ungefär lika med kalibreringskurvens noggrannhet. Lågfrekvenskomponenten i modellen beräknades genom medelvärden av frekvenserna för provets ålder över 5 poäng (fönster på 500 år). Baserat på detta kan det grovt antas att noggrannheten för de återstående 90,8% av provdatum inte överstiger plus / minus de första hundratals åren. Eftersom vi inte har något kriterium för att skilja oss från hela datumet för dessasom har en noggrannhet ungefär lika med kalibreringskurvens noggrannhet kan det senare värdet tas som den verkliga noggrannheten för RD för ett visst prov i ett visst tidsintervall.
Figur: 4. Prov "USA-Kanada". Ett exempel på modellering av noggrannheten för radiokolonnatering baserat på åldersfrekvensen för alla prover i intervallet 250-1350 BP.
Kolonnens dateringsfrekvenser sammanfaller kvalitativt med referensfrekvenserna praktiskt taget över hela analysintervallet (figur 5). Datumen för trädet i intervallet 50-3050 BP år förskjuts med 100 BP år i riktning mot sjunkande radiokolålder.
Figur: 5. Prov "USA-Kanada". Jämförelse av frekvenserna för ålder för trä- och kolprover med standarden.
Figur: 6. Prov "USA-Kanada". Jämförelse av åldersfrekvenserna för ben- och kalagenproven med referensen.
Ben-dateringsfrekvenserna är helt överensstämmande med kalagen-dateringsfrekvenserna (figur 6), men de förskjuts relativt referensfrekvenserna i olika tidsintervall med 0-300 BP år i riktning för ökande radiokolålder.
Figur 7 visar en jämförelse av de faktiska totala frekvenserna för datering av trä, kol, ben och kalagen och frekvenser korrigerade för skift med avseende på standarden. De korrigerade frekvenserna matchar bättre referensfrekvenserna.
Figur: 7. Prov "USA-Kanada". Jämförelse av de faktiska totalfrekvenserna i åldern för träprover, kol, ben, kalagen och frekvenser korrigerade för skift med avseende på standarden.
Exempel "Europa"
Europa-provet sammanställdes från radiokarbon-datingsdata som publicerades i tidskriften Archaeometry. Provet inkluderar endast de datum för vilka innehållet i prov 13C visas. Urvalet kännetecknar hela Europa. Provets "tyngdpunkt" finns i Storbritannien. Det finns bara 1168 datum i urvalet. Inklusive: 83 datum av träprover, 267 - kol, 216 - djurben, 398 - mänskliga ben, 26 - oidentifierade ben, 133 - frön, 45 - växtrester.
Figur: 8. Exempel "Europa". Jämförelse av åldersfrekvenserna för alla prover i provet med referensen.
Figur 8 visar en jämförelse av dateringsfrekvenserna för alla sampel i provet med referensen. Beroende på graden av kvalitativt sammanfall av kurvorna skiljs 5 intervaller. I intervallerna A (50-700 VR år), B (1600-2800 VR år) och D (5300-5950 VR år) är avtalet tillfredsställande. I intervallen B (700-1600 VR år) och D (2800-5300 VR år) sammanfaller inte kurvornas former. Det bör noteras att dessa intervall kännetecknas av höga dateringsfrekvenser. Frekvensförskjutningarna för åldern på trä- och kolprover relativt varandra och standarden med plus / minus 100 BP år ses (figur 9). Frekvenserna för ålder hos djurbenprover (figur 10) sammanfaller endast med standarden i intervallet A (50-1100 BP år).
Figur: 9. Exempel "Europa". Jämförelse av frekvenserna för ålder för trä- och kolprover med standarden.
Figur: 10. Exempel "Europa". Jämförelse av frekvenserna för ålder hos djurbenprover med standarden.
Exempel "Nordkina"
Provet från Nordkina sammanställdes från databasen på webbplatsen. Provet inkluderar alla datum för arkeologiska platser i nordvästra (Xinjiang Uygur autonoma region) och nordöstra Kina (Heilongjiang, Jilin, Liaoning provinser och inre Mongoliet autonom region) erhållna i laboratorierna i Peking. Totalt 601 datum. Inklusive: 169 träprover, 234 - kol, 137 - växtrester (frön, halm, vass, ruttna trä, bark). De återstående proverna representeras av djur- och mänskliga ben, hud, ull och skal.
Figur: 11. Prov "Nordkina". Jämförelse av frekvenserna i åldern för alla prover av provet och växten kvarstår med standarden.
Figur 11 visar en jämförelse av åldersfrekvensen för alla prover från Nordkinesiska provet och växtrester med referensen. Kvalitativt observeras sammanfallet av kurvornas former endast i intervallet A (1200-2000 BP år). Frekvenserna för åldern på trä- och kolprover motsvarar varandra endast i intervallet 2800-4200 år och motsvarar inte standarden (figur 12). Efter en förskjutning i frekvenserna för åldern på trä och kol med minus 100 BP år erhölls ett tillfredsställande avtal mellan summan och referenskurvan (figur 13).
Figur: 12. Prov "Nordkina". Jämförelse av frekvenserna för ålder för trä- och kolprover med standarden.
Figur: 13. Prov "Nordkina". Jämförelse av åldersfrekvenser (minskat med 100 år) av trä- och kolprover med standarden.
Utvärdera tillförlitligheten för kalibreringskurvan
Från avvikelsen mellan referensfrekvenserna och de faktiska frekvenserna för radiokolonnåldern för ett visst prov i ett visst intervall av radiokolvägsår följer det att tillförlitligheten inte är hög inom intervallet för radiokolåldern hos provet och / eller kalibreringskurvan. Genom att analysera ett tillräckligt stort antal prover är det möjligt att statistiskt identifiera "misstänkta" intervall i kalibreringskurvan. Med hjälp av analysen av tre prover som exempel kan ett sådant intervall benämnas - ungefär 1700-1900 VR-år (figur 3, intervall B1; figur 8, intervall B1). Det kan antas att inom detta intervall är det kalibreringskurvan som har låg tillförlitlighet.
Slutsatser
Baserat på resultaten från analysen av tre prover av provets radiokolålder med vår föreslagna metod, kan metodologiska och praktiska slutsatser dras.
Metodologiska slutsatser
Metoden för att bedöma tillförlitligheten hos resultaten av radiokolldateringen, baserad på jämförelsen av referensfrekvensen för radiokolfåldern med frekvenserna för radiokarbonåldern för prover från prover från RD-databaserna, är enkel, oberoende och mycket effektiv. För att tillämpa metoden är det inte nödvändigt att involvera förhandsdata för RD. Baserat på det är det möjligt:
- fördelning i frekvenserna för radiokolldåldern för prover av specifika sampel, tidsintervall och deras rangordning i enlighet med graden av överensstämmelse med referensfrekvenserna;
- bedömning av noggrannheten för att bestämma radiokolonnåldern hos prover baserat på modellering;
- identifiering av systemskift i ålder för prover av olika material;
- identifiering av områden på kalibreringskurvan kännetecknad av relativt låg tillförlitlighet.
Vid tillämpning av metoden kan klassiska procedurer för statistisk bearbetning av datamängder användas.
Praktiska slutsatser
Radiokarbon-datering är i allmänhet ganska användbar. Två frågor förblir öppna - objektiv tillförlitlighet för datering och subjektiva faktors påverkan på datingsresultaten. Felet vid bestämning av radiokolåldern för proverna från "USA-Kanada" -provet baserat på resultaten av modellering i intervallet 250-1350 BP år är plus / minus de första hundratals åren. I andra intervaller är dateringsfelet högre än i intervallet 250-1350 BP år. Datumen för olika material förskjuts i förhållande till varandra med upp till 300 BP år, vilket också ger ett fel på plus / minus de första hundratals åren. Felen vid bestämning av radiokolesterolåldern för proverna från proverna från Europa och Nordkina motsvarar i stort sett felet i Kanada-provet. Inom intervallet 1700-1900 VR år kan kalibreringskurvan ha låg förtroende.
