esittely
Näytteen radiohiilivety (RD) pelkistetään mittaamaan siinä 14C: n ja 13C: n pitoisuus, ottamalla käyttöön hiilen isotooppien fraktioinnin 14C-pitoisuuden korjaus (laskettuna 13C-pitoisuudesta) ja laskemalla hiilidioksidin ikä. Kalibrointikäyrän perusteella näytteen radiohiili-ikä lasketaan uudelleen kalenteriin. Näin ollen radiohiilen aikataulun luotettavuus määräytyy näytteiden radiohiilikauden laskennan luotettavuuden ja kalibrointikäyrän luotettavuuden perusteella. Jälkimmäinen parametri määritetään näytteiden radiohiilen ja kalenterivaiheiden luotettavuuden perusteella, joita käytettiin kalibrointikäyrän muodostamiseen, ja sen vastaavuuden astetta sen alueen ilmakehän hiilidioksidin 14C-vaihteluille, jolla päivätty näytteet muodostettiin.
RD-tulosten luotettavuudella tarkoitamme päivättyjen näytteiden arvioidun ja todellisen iän välisen vastaavuuden astetta ja luonnetta. Suora kokeellinen arviointi RD-tulosten luotettavuudesta on pohjimmiltaan mahdotonta. Tämä on menetelmän perusominaisuus. Täten RD-tulosten luotettavuuden arviointi voidaan suorittaa vain”epäsuorilla” menetelmillä. Tällaiseen arviointiin käytettävissä olevat varat ovat kuitenkin huomattavasti rajalliset. Voimme nimetä vain yhden työn, jossa yksi klassisista "epäsuorista" menetelmistä RD: n luotettavuuden arvioimiseksi on suhteellisen oikein toteutettu - treffin luotettavuuteen vaikuttavat tekijät tunnistetaan, niiden käyttöön otetut virheet arvioidaan ja tekijöiden kokonaisvaikutus päivättyjen näytteiden kalenteriin tulee. On toinen ryhmä klassisia "epäsuoria" menetelmiä,perustuu tutkimustulosten "lähentymisen" analyysiin. Olemme löytäneet yhden tämän ryhmän menetelmistä suhteessa harvinaisiin sairauksiin.
Menetelmän kuvaus
RD: n kalibrointikäyrä laskettiin käyttämällä tunnetulla iällä olevia puunäytteitä, ja se heijastaa radiohiilikauden riippuvuutta kalenterista. Siinä on paikalliset maksimit ja minimi, portaat ja suhteellisen jyrkät osuudet. Tästä seuraa, että päivättyjen näytteiden jakautuessa tasaisesti kalenterivaihe-asteikolla, niiden jakautuminen radiohiilen ikäasteikolla on epätasainen. Näytteiden kalenterivuosi, jonka perusteella kalibrointikäyrä on laskettu, jakautuu tasaisesti - 10 vuoden kuluttua. Siksi kalibrointikäyrästä voidaan laskea standardi näytteiden radiohiilikauden taajuuksille. Kuvassa 1 on esitetty RD: n kalibrointikäyrä ja näytteiden radiohiili-ikätaajuuksien standardi.
Kuvio: 1. Radioaktiivisen hiilen kalibrointikäyrä ja näytteiden radioaktiivisen hiilen iän taajuustaso.
Näytteiden radiohiilikauden taajuuksien standardi lasketaan 100 radiohiilivuoden välein. Tuloksena oleva käyrä on hyvin eriytetty. Taajuudet ovat välillä 2 - 29. On selviä ylä- ja alamäkiä. Voimme verrata standardia tiettyjen alueiden, päivättyjen materiaalityyppien tai laboratorioiden RD-tietokannoista saatujen näytteiden radioaktiivisen hiilen ikäryhmien taajuuksiin. Tämän vertailun idea on yksinkertainen. Jos näytteen radiohiilikauden arvioinnin luotettavuus ja kalibrointikäyrä ovat lähellä, todellisten ja referenssitaajuuksien odotetaan vastaavan toisiaan. Tässä tapauksessa sattumanvaraisuus määrätään näytteiden kalenterivaiheen todellisen jakautumisen vastaavuudella kalenterivuodessa asteikolla niiden yhdenmukaiseen jakautumiseen. Jos esiintyy merkittäviä taajuuksien eroja,silloin tämä tarkoittaa, että tietyn näytteen näytteiden kalibrointikäyrän luotettavuus ja radiohiilen ikä ovat erilaiset. Lisäksi joissain poikkeavuustapauksissa on mahdollista perustella hypoteesit niiden syistä.
Mainosvideo:
Menetelmän tehokkuus esitetään esimerkissä kolmen RD: n tietomallin, joita nimettiin "USA-Kanada", "Eurooppa" ja "Pohjois-Kiina", näytteiden analysoinnista. Otokset sisältävät päivämääriä, jotka ovat välillä 0-5999 BP vuotta. Kaikki näytteiden radiohiilikauden taajuudet laskettiin 100 VR: n ikkunassa.
Näyte "USA-Kanada"
USA-Kanada-näyte koottiin verkkosivustossa olevasta tietokannasta. Otoksessa on 22227 päivämäärää: 15452 päivämäärää Yhdysvalloissa, 6561 päivämäärää Kanadassa ja 214 päivämäärää Venäjällä. Sisältää: 1438 päivämäärää puunäytteitä, 12675 - puuhiiltä, 2922 - luita, 2655 - kalangeenin luita.
Kuvio: 2. Näyte "USA-Kanada". Kaikkien näytteessä olevien näytteiden ikätaajuuksien vertailu referenssillä.
Kuvio: 3. Näyte "USA-Kanada". Kaikkien näytteessä olevien näytteiden ikätaajuuksien korkean taajuuden komponentin vertailu referenssiin.
Kuviot 2 ja 3 esittävät kaikkien näytteessä olevien näytteiden ikätaajuuksien ja niiden korkeataajuuskomponentin vertailun standardin kanssa. Kolme aikaväliä erotetaan käyrien kvalitatiivisen sattuman asteen mukaan. Aikavälillä A (250-1400 BP vuotta) sopimus on hyvä, aikavälillä B (4200-5950 BP vuotta) se on tyydyttävä. Välissä B (1400-4200 BP vuotta) ei sattumaa ole havaittavissa.
Kuvio 4 esittää esimerkkiä Yhdysvaltojen ja Kanadan näytteiden kaikkien näytteiden ikätaajuuksilla olevien hiilivetyjen tarkkuuden mallinnuksesta ajanjaksolla 250 - 1350 BP vuotta. Malli taajuuskäyrä on näytteen kaikkien näytteiden ikätaajuuksien normalisoidun matalataajuisen komponentin ja normalisoitujen referenssitaajuuksien summa. Mallin ja todellisten tietojen välillä saatiin tyydyttävä yhteisymmärrys edellyttäen, että 9,2 prosentilla päiväyksistä on tarkkuus, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin kalibrointikäyrän tarkkuus. Mallin matalataajuinen komponentti laskettiin keskiarvottamalla näytteen ikätaajuudet yli 5 pisteellä (ikkuna 500 vuotta). Tämän perusteella voidaan karkeasti olettaa, että näytteen jäljellä olevien 90,8%: n tarkkuus ei ylitä plus / miinus ensimmäisiä satoja vuosia. Koska meillä ei ole kriteeriä, jolla voimme erottaa päivämäärien kokonaisuudenjoiden tarkkuus on suunnilleen yhtä suuri kuin kalibrointikäyrän tarkkuus, jälkimmäistä arvoa voidaan pitää tietyn näytteen RD: n todellisena tarkkuutena tietyllä aikavälillä.
Kuvio: 4. Näyte "USA-Kanada". Esimerkki radiohiilivetyksen tarkkuuden mallinnuksesta kaikkien näytteiden ikätaajuuksien perusteella alueella 250-1350 BP.
Kivihiilen sovitustaajuudet ovat kvalitatiivisesti samat kuin referenssitaajuudet käytännössä koko analyysijakson ajan (kuva 5). Puun päivämäärät välillä 50-3050 BP vuotta siirtyvät 100 BP vuodella radiohiilikauden vähentymisen suuntaan.
Kuvio: 5. Näyte "USA-Kanada". Puu- ja puuhiilinäytteiden esiintymistiheyden vertailu standardin kanssa.
Kuvio: 6. Näyte "USA-Kanada". Luu- ja kalangeeninäytteiden ikätaajuuksien vertailu referenssillä.
Luun aikavyöhyketaajuudet vastaavat täysin kalageenin aikatauluntaajuuksia (kuva 6), mutta niitä siirretään suhteessa referenssitaajuuksiin eri aikaväleillä 0-300 BP vuodella radiosäiliön ikän lisääntymisen suuntaan.
Kuvio 7 esittää puun, puuhiilen, luiden ja kalangeenin todellinen toistumistiheyden vertailun sekä muutoksille korjatut taajuudet suhteessa standardiin. Korjatut taajuudet vastaavat paremmin referenssitaajuuksia.
Kuvio: 7. Näyte "USA-Kanada". Vertailu puun, hiilen, luiden, kalangeeninäytteiden ikäryhmän todellisten kumulatiivisten taajuuksien ja siirtymien suhteen korjattujen taajuuksien suhteen standardiin nähden.
Näyte "Eurooppa"
Europa-näyte koottiin Archaeometry-lehdessä julkaistusta radiohiilidietosta. Otos sisältää vain ne päivämäärät, joina näytteen 13C sisältö näytetään. Oto kuvaa kaikkea Eurooppaa. Näytteen "painopiste" on Isossa-Britanniassa. Otossa on vain 1168 päivämäärää. Sisältää: 83 päivämäärää puunäytteitä, 267 - puuhiiltä, 216 - eläinluita, 398 - ihmisluita, 26 - tuntemattomia luita, 133 - siemeniä, 45 - kasvin jäännöksiä.
Kuvio: 8. Näyte "Eurooppa". Kaikkien näytteessä olevien näytteiden ikätaajuuksien vertailu referenssillä.
Kuvio 8 näyttää kaikkien näytteessä olevien näytteiden hakutaajuuksien vertailun referenssiin. Käyrien kvalitatiivisen yhteensopivuuden asteen mukaan erotetaan 5 väliä. Aikaväleillä A (50-700 VR vuotta), B (1600-2800 VR vuotta) ja D (5300-5950 VR vuotta) sopimus on tyydyttävä. Väleillä B (700-1600 VR vuotta) ja D (2800-5300 VR vuotta) käyrien muodot eivät ole samat. On huomattava, että näille aikaväleille on ominaista korkeat dattaajuudet. Puu- ja hiilinäytteiden ikävälien taajuussiirtymät suhteessa toisiinsa ja standardiin plus / miinus 100 BP vuotta (kuva 9). Eläinluunäytteiden iän esiintymistiheydet (kuva 10) vastaavat standardia vain ajanjaksolla A (50 - 1100 BP vuotta).
Kuvio: 9. Näyte "Eurooppa". Puu- ja puuhiilinäytteiden esiintymistiheyden vertailu standardin kanssa.
Kuvio: 10. Näyte "Eurooppa". Eläinluunäytteiden ikätiheyden vertailu standardiin.
Näyte "Pohjois-Kiina"
Pohjois-Kiinan otos koottiin verkkosivuston tietokannasta. Näyte sisältää kaikki Pekingin laboratorioista saadut luoteisosan (Xinjiangin Uygurin autonominen alue) ja Koillis-Kiinan (Heilongjiang, Jilin, Liaoningin maakunnat ja Sisä-Mongolian autonominen alue) arkeologisten kohteiden päivämäärät. Yhteensä 601 päivämäärää. Sisältää: 169 puunäytettä, 234 - puuhiiltä, 137 - kasvijäännökset (siemenet, oljet, ruoko, mätä puu, kuori). Jäljelle jääviä näytteitä edustavat eläinten ja ihmisten luut, iho, villa ja kuoret.
Kuvio: 11. Näyte "Pohjois-Kiina". Kaikkien näytteen ja kasvinäytteiden ikävuosien vertailu pysyy standardissa.
Kuvio 11 näyttää kaikkien Pohjois-Kiinan näytteen näytteiden ja kasvijäämien ikätaajuuksien vertailun referenssiin. Laadullisesti käyrien muotojen sattumaa havaitaan vain välillä A (1200 - 2000 BP vuotta). Puu- ja hiilinäytteiden ikätaajuudet vastaavat toisiaan vain välillä 2800-4200 vuotta eivätkä vastaa standardia (kuva 12). Sen jälkeen kun puun ja kivihiilen ikätaajuudet ovat muuttuneet miinus 100 BP vuotta, saatiin tyydyttävä sopusoitus niiden summan ja vertailukäyrän välillä (kuva 13).
Kuvio: 12. Näyte "Pohjois-Kiina". Puu- ja puuhiilinäytteiden esiintymistiheyden vertailu standardin kanssa.
Kuvio: 13. Näyte "Pohjois-Kiina". Puu- ja hiilinäytteiden ikätiheyden (vähennettynä 100 vuodella) vertailu standardiin.
Arvioidaan kalibrointikäyrän luotettavuus
Vertailutaajuuksien ja tietyn näytteen radiohiili-ikärajan todellisten taajuuksien välisestä etäisyydestä tietyllä radiohiilivetyvuosien aikavälillä seuraa, että luotettavuus ei ole korkea näytteen radiohiili-ikävälin ja / tai kalibrointikäyrän välillä. Analysoimalla riittävän suuri määrä näytteitä on mahdollista tilastollisesti tunnistaa kalibrointikäyrän epäilyttävät välit. Esimerkiksi käyttämällä kolmen näytteen analyysiä voidaan nimetä yksi tällainen väliaika - noin 1700 - 1900 VR vuotta (kuva 3, aikaväli B1; kuva 8, väli B1). Voidaan olettaa, että tällä aikavälillä juuri kalibrointikäyrä on alhainen luotettavuus.
päätelmät
Näytteiden kolmen näytteen analyysin tulosten perusteella ehdotetulla menetelmällä voidaan tehdä metodologisia ja käytännön johtopäätöksiä.
Metodologiset päätelmät
Menetelmä radiohiilivetyksen tulosten luotettavuuden arvioimiseksi, joka perustuu radiosiirtokauden vertailutaajuuden vertaamiseen RD-tietokannoista otettujen näytteiden radiohiilikauden taajuuksiin, on yksinkertainen, riippumaton ja erittäin tehokas. Menetelmän soveltamiseksi ei tarvitse sisällyttää etukäteen RD-tietoja. Sen perusteella on mahdollista:
- tiettyjen näytteiden näytteiden radioaktiivisen hiilen ikäjakauman jakautuminen taajuuksilla, aikavälit ja niiden sijoitus vertailutaajuuksien noudattamisasteen mukaan;
- näytteiden radiohiilikauden määrityksen tarkkuuden arviointi mallinnuksen perusteella;
- erilaisten materiaalien näytteiden systeemisten muutosten tunnistaminen;
- alueiden tunnistaminen kalibrointikäyrällä, joille on ominaista suhteellisen heikko luotettavuus.
Menetelmää sovellettaessa voidaan käyttää klassisia menetelmiä tietojoukkojen tilastolliseen käsittelyyn.
Käytännön päätelmät
Radiokarbonaatit ovat yleensä varsin toimivia. Kaksi kysymystä on avoinna - treffien objektiivinen luotettavuus ja subjektiivisten tekijöiden vaikutus treffituloksiin. Virhe määritettäessä "USA-Kanada" -näytteiden näytteiden radiohiilivetyä mallinnustulosten perusteella välillä 250-1350 BP vuotta on plus / miinus ensimmäiset sadat vuodet. Muilla aikaväleillä treffivirhe on korkeampi kuin aikavälillä 250-1350 BP vuotta. Eri materiaalien päivämääriä siirretään suhteessa toisiinsa jopa 300 BP vuodella, mikä antaa myös virheen plus / miinus ensimmäiset sadat vuodet. Euroopan ja Pohjois-Kiinan näytteistä peräisin olevien näytteiden radiohiilikauden määrityksen virheet vastaavat suurin piirtein Kanadan näytteen virheitä. Alueella 1700 - 1900 VR: n kalibrointikäyrällä voi olla alhainen luottamus.