Malnovajn objektojn ĝenerale kovras pli-malpli dika tero-tavolo. Tion faris ruinaĵoj de postaj kostruaĵoj aŭ mem la naturo kovris ilin per polvo aŭ per ŝlimo.
Komence la arkeologio esploris hazarde trovitajn malnovaĵojn, poste oni intence komencis serĉi ilin en lokoj, kie la ŝanco de la trovo estis granda. Helpis en ĝi notoj, kun la priskribo de la loko de la okazintaĵo, malnovaj legendoj, epopeoj. Ekz. Schlimann, la granda germana arkeologo trovis la ruinojn de Trojo laŭ la epopeo de Homero: Odiseo, kiun ĝis tiam oni supozis naskito de fantazio. Sed nuntempe la facile troveblaj arkeologiaj objektoj jam maloftis, tial la arkeologoj devas uzi la helpon de aliaj sciencoj, ekzemple tiun de la fiziko, se ili volas trovi ian signifan. La fiziko helpas malkovri lokojn por trovo de objektoj, post la eltrovo la determinon de la aĝo de la trovitaĵo.
Ar-1 La plej efika metodo estas la fotado pri certaj regionoj el la aero, el granda alteco. Tiujn fotojn oni faras el diversaj anguloj, en diversaj sezonoj, apud diversaj prilumadoj kaj ankaŭ ekz. tra antaŭruga lumfiltrilo. La diversmaniere faritaj fotoj montras sur la tersurfaco spurojn, kelkfoje kvazaŭ mapon pri antikvaj loĝlokoj, vojoj, fortikaĵoj. La kaŭzo estas, ke la subteraj malhomogenaĵoj influas ankaŭ la tersurfacon, ties koloron, la kreskaĵojn, la surfacan temperaturon. Ili estas videblaj nur desur certaj altecoj kaj per specialaj metodoj.
|
| |
| Serĉado de konkretaj objektoj | ||
Komence la unusola metodo de la arkeologio estis la prifosado en lokoj, kie oni esperis trovi ion. Tio bezonis multan, lacigan, superfluan laboron, krome forte ĝi damaĝis la esploritan terenon. Poste la arkeologoj spertis, ke malhomogenaĵoj sub la tersurfaco, kiujn povas kaŭzi ankaŭ arkeologiaj objektoj; ekzistantaj muroj kaj plen ŝtopitaj kavoj, grotoj, metalobjektoj, faras malhomogenaĵojn en la fizikaj ecoj de la tersurfaco. Tiuj ŝanĝiĝoj povas okazi en la elektra rezistanco, en magnetaj ecoj, en la reflekto de elektromagnetaj ondoj, en la radioaktiveco, en la kemiaj ecoj ktp. Por esplori tiujn malfortajn ŝanĝiĝojn oni konstruis tre perceptivajn instrumentojn, aparatojn. Per ili, - ĉiam per la plej konvena aŭ paralele per diversaj metodoj, unue oni esploras la elektitan terenon, kaj laŭ la rezultoj de tiuj esploroj oni komencas la prifosadojn.
La elektra rezisto estas pli granda pro la murrestaĵoj.
En la sercado de metal-objektoj estas bone uzeblaj elektronikaj aparatoj, - metalserĉiloj - kies sensiloj estas plataj bobenoj kun relative granda diemetro. Tiujn oni portadas proksime, paralele al la tersurfaclo. Se ekzistas proksime al ĝi metalobjekto, tiu ŝanĝas la elektromagnetan kampon ĉe la sensilo; la aparato per voĉo signas tion, . Per similaj aparatoj kaj metodo okazas la serĉado de subteraj minoj dum kaj post militoj. La metalserĉi1oj ofte trompas la esploristojn, ja en la lastaj jarcentoj pluraj metal-objektoj estis disĵetitaj, ĉefe dum militoj.
En esplorado de supozitaj subrteraj kavoj, grotoj, tomboj multe helpas provboroj super la kavo. Tra la truoj oni povas ŝovi specialajn lumĵetilojn kaj periskopojn, fotoaparatojn, videoregistrilojn; per ili oni povas ekzameni la kavojn kaj decidi ĉu fosi indas aŭ ne.
Post la eltrovo de iu antikvaĵo, la plej ofta demando: kiom ĝia aĝo estas? Ĝis la apliko de fizikaj metodoj la respondo okazis nur 1aŭ la loko, kie la objekto estis trovita. Ekz. kono de la aĝo de la koncerna tertavolo, kono de la aĝo de aliaj aĵoj kiuj estis ĉirkaŭ la esplorita, ktp. Tiuj metodoj ankaŭ nuntempe estas uzataj. Se ankaŭ fizikaj mezurrezultoj konfirmas ilin, la aĝo estas pli fidinda
Tiu metodo estas la plej malnova, kaj eĉ nuntempe plej ofte uzata. Ĝi estas uzebla se la esplorenda objekto enhavas karbonon: ekz. lignon, paperon, pajlon, ledon, ktp. La karbondioksido, el kiu la kreskaĵo sin konstruas per la helpo de sunenergio, ĉiam enhavas malgrandan kvanton el 14C izotopo. La proporcio proksimume estas 1 : 1*1012 do en unu biliono da normala karbon-atomo (12C) trovigas unu 14C izotopo. Izotopo signifas, ke en la perioda tabelo ĝi havas la saman lokon kiel la normala elemento, tamen la atommaso diferencas pro plusaj neutronoj, kiuj estas en la atomkerno.
Liberaj neŭtronoj estiĝas pro la kosmaj aŭ aliaj radioj. Se unu el ili trafas nitrogen-atomon, el ĝi estiĝas 14C -izotopo kaj unu hidrogen-atomo laŭ la ekvacio:
12C+ n =14C + H
La kreskaĵoj konsumas ankaŭ izotopojn kune kun la normalaj karbonatomoj en la supra proporcio. (Oni supozas ke tiu ĉi proporcio dum jarmiloj estis konstanta). Sed la izotopo estas radioaktiva, tre malrapide la karbon-izotopoj malkomponiĝas. El ĉiu 14C izotopo iam fariĝos nitrogeno kaj samtempe ĝi emisias unu elektronon, kiel β-radion. El tiu ĉi procezo elformigas β-radiado, kies intenso estas mezurebla. El tio sekvas, ke en la evoluanta parto de la kreskaĵo la proporcio inter la normalaj kaj izotopaj karbonatomoj estas la sama, ol tiu en la aero. Sed se la kreskaĵo mortas, ne okazas enkonstruo de novaj karbonatomoj, la proporcio de 14C izotopoj reduktiĝas pro la malkomponiĝo. Ilia kvanto dum 5730 jaroj reduktiĝas je duono, do la proporcio ŝanĝiĝas de 1: 1x1012 je 1: 0.5x1012. Pro la reduktiĝo de la izotopkvanto malkreskas ankaŭ la intenso de la β-radiado. La malkresko en ĉiu 83 jaroj estas 1%.
Do la aĝo estas mezurebla per la materialo-maso kaj ĝia β-radiado. Tiamaniere la aĝo de la karbonhavantaj objektoj estas determineblaj proksimume ĝis 50.000 jaroj.
La aĝo de karbonhavantaj arkeologiaj objektoj teorie estas mezurebla rapide kaj precize. Sed ekzistas pluraj problemoj, kiuj la mezuron faras komplika, kaj malgrandigas la precizecon. La unua problemo estas, ke la intenso de la beta-radiado estas tre malforta. Tial estas bezonataj aparatoj kun granda perceptivo, kaj oni devas elimini la ĝenajn efikojn. Ankaŭ la preparo de la esplorenda materialo estas komplika, kaj bezonas grandan sperton.
Pli granda problemo estas, ke la proporcio inter la normala karbondioksido kaj 14C izotopo dum jarmiloj estis ne ĉiam la sama. Diversaj aferoj influis tion:
Estas videble, ke ekzistas efikoj kiuj kreskigas, kaj kiuj malkreskigas la 14C proporcion. La rezultata efiko estas ne kalkulebla.
Tamen oni povis fari tabelojn, per kiuj la mezur-rezultoj estas kokorekteblaj. Tion ebligas la esploro de plur-miljaraj pinarboj. Ilia aĝo laŭ la "jarringoj" sur la trunko-sekcio estas precize kalkulebla. Post la enkonstruiĝo de 14C izotopoj en la arbotrunko tuj komenciĝas ila mal-komponiĝo, do 1aŭ la radiuso, en la direkto de la centro la koncentriteco reduktiĝas. Per la jarringoj oni povas determini, ke al kiu aĝo kia 14C izotopo-proporcio apartenas. Ties kono estas uzebla por korekti la mezur-rezultojn pri aliaj objektoj.
Alia ebleco: En Egiptio ekzistas plurmiljaraj tomboj, kies aĝo laŭ historiaj notoj estas konata. Se oni determinas la 14C proporcion en la tie estantaj, ĉefe el kano faritaj objektoj, la rezultoj estas kompareblaj al la historia aĝo. La diferencoj estas uzeblaj por korekti aliajn mezur-rezultojn.
Per tiuj korektoj la aĝodetermino havas ±150 jaran eraron. En favoraj cirkonstancoj la eraro estas nur ±50 jaroj. Nuntempe anstataŭ la mezurado de β-radiado jam estas mezurebla senpere la 14C izotopo-proporcio per mas-spektrometro. Por la mezuro sufiĉas maipli granda materialo-peco, kaj la mezurebla tempo estas pli longa ol 50 000jaroj.
La termikfosforesko estas fizika fenomeno; en laŭvorta tradukko lumemisio pro varmo. Estas tre grave, ke temas pri relative malalta temperaturo (500 °C), kie la materialo nur pro la varmo ne radias lumon. Tie la atomo de la materialo radias lumon, nur se ties elektrono pro iu efiko ricevas plusan energion. Tiu plusa energio povas esti fotono de iu kosma aŭ radioaktiva radio. Ĝenerale la plusan energion la elektrono tuj perdas, for-radias ĝin kiel elektromagnetan ondon, kies frekvenco (koloro de la lumo) estas proporcia al la perdita energio de la elektrono.
Sed povas okazi (depende de la speco de la materialo) ke la elektrono ne forradias tuj la energion, sed nur post paso de certa tempo. Tiu tempo povas esti tre longa, eĉ plurmil jaroj. La efekton kaŭzas la tielnomataj "kaptiloj" kiuj malhelpas al la elektrono okupi la originalan energio-nivelon. Ili estas ĉefe malhomogenaĵoj en la materialo; difektoj, fremdaj atomoj en la kristalstrukturo. Sed se la eretojn de la materialo oni devigas je pli forta vibrado, ekz. per varmigo; la elektronoj liberiĝas el la kaptiloj, ili refalas sur la originalan nivelon, kaj la energio-diferenco aperas kiel termikfosforeska radiado. Tiu efekto okazas ĉefe en la 250-500 °C grada temperaturo-intervalo. Tie videbla termika-radiado ankoraŭ ne ekzistas. Termikfosforeskon ĉiu povas vidi, se en malluma ejo sur elektran varmigilon faligadas sablerojn. Tiam aperas apartaj lumvibradoj. Forta termikfosforesko estas videbla ĉe feldspato kaj kvarco. Tio estas favora por arkeologoj, ĉar en ceramikaĵoj, terakotoj; en vazoj, brikoj, fornomuroj ili ĉiarn ĉeestas. Sed la fenomenon montras ankaŭ ŝtonoj.
Super 500 gradoj °C la kaptiloj liberigas ĉiun kaptitan elektronon; tial la efiko de la antaŭaj radiadoj neniiĝas. Do se oni faras vazon, brikon el argilo, kaj per alttemperatura ardigo terakotigas ilin, en la kaptiloj certe ne restas elektronoj. Tuj post la ardigo kaj malvarmiĝo termikfosforesko ne okazas. Sed dum la paso de la tempo tiujn objektojn trafas kosmaj radioj, diversaj radioaktivaj radiadoj el la ĉirkaŭaĵo. Tial kreskas la nombro de la kaptitaj elektronoj. Ilia nombro estas proporcia kun la forpasinta tempo ekde la lasta alttemperatura varmigo, kaj kun la intenso de diversaj radiadoj kiuj la koncernan objekton konstante trafis.
Estas evidente, ke la intenso de la termikfosfreska lumo de certa materialo estas proporcia al la nombro de la kaptitaj elektronoj, kiu estas proporcia ankaŭ kun la forpasinta tempo depost la lasta ardigo. Unue oni mezuras la lumintenson, kiun faras la termikfosforesko en diversaj temperaturoj. Estas desegnebla kurbo pri la rilato inter la lum-intenso kaj temperaturo. La formo de la kurbo havas informojn pri la kvalito de la radiado kiu kaŭzis la termik-fosforeskan kapablon. La emisiita lumo estas tre malforta; por mezuri ĝin estas bezonata tre perceptiva instrumento; elektronmultobligilo.
Poste la varmigitan objekton, kies temperaturo jam superis 5OO C gradojn, tial ĝi ne povas pro termikfosforesko lumi, post la malvarmigo oni radioaktive priradias tiom forte kaj longe (Re), ke poste ĝia termikfosforesko estu tiom, kiom en la originala stato ĝi estis. Fine oni mezuras la radiadojn en la sama loko, kie la esplorita objekto estis trovita. Nature tiu (Ro) radiado estas tre malforta kompare al la uzita Re intensa radiado. Se oni dividas Re valoron per Ro, la kvociento estas la tempo, la ago de la esplorita objekto.
Laŭ tiu ĉi priskribo la aĝdetermino ŝajnas simpla kaj preciza afero. Tamen en la realo ekzistas pluraj obstakloj, kies elimino bezonas tre multfiankan konsideron kaj paciencan, tre precizan laboron. Ekzemple neniu scias, ke dum la paso de la tempo kiaspecaj radiadoj trafis la objekton. Ilia intenso certe estis ne konstanta. Tial la rezultojn oni devas kompari kun la rezultoj de aliaj metodoj. Oni devas esplori eblecojn por korekti la nefidindajn rezultojn.
Unu afero ekzistas nuntempe, por kiu la termikfosforesko estas tre konvena; por malkovri falsajn "arkeologiajn" objektojn. Pro la juna aĝo ili certe ne fosforeskas pro varmigo.
Se oni pendigas magnetigitan stalstangeton per fadeno tiel, ke la ligo estu en la mascentro, la stangeto post balancado haltas, kaj montras al la direkto de la tera magneta poluso. Sed inter ĝia situo kaj la honzontala direkto estos i grada angulo. Krome, ankaŭ inter la tera magneta poluso kaj la trafpunkto de la imagita akso laŭ kiu la tero turniĝas ekzistas d angulo.
La direkto de la stangeto fakte egalas al la direkto de la
termagneta kampintenso. Tiu estas diversa en diversaj surteraj geografiaj
lokoj.
Estis konstatite, ke 1aŭ la paso de la tempo i kaj d anguloj ŝanĝiĝas. Sed ekzistas objektoj, kiuj konservis la iamajn angulojn. Se estas konata la ŝanĝiĝo de la anguloj laŭ la paso de la tempo, tiu efekto estas uzebla por determini la aĝon de objektoj. Ties materialoj, enhavas oksidojn de fero; magnetiton (Fe3O4) kaj hematiton (Fe2O3). Ilia averaĝa proporcio estas 6.8%. Oni nomas ilin feromagnetaj materialoj. Ilia magnetigeblo estas multete pli granda, ol tiu de aliaj materialoj. La kaŭzo estas, ke ili konsistas el atomo-grupoj, en kiuj la unuopaj atomoj havas la saman magnetan direkton. En certaj cirkonstancoj, ekz. post forta vibrado pro varmo (malvarmiĝo), la magneta direkto de tiuj grupoj kune turniĝas laŭ la direkto de tie reganta magneta kampo, kiu plej ofte estas la magneta kampo de la tero. Se la temperaturo de la koncerna objekto estas super 675 °C gradoj (Curie-punkto) ĝi perdos la feromagnetan econ, kaj "forgesas" la antaŭan magnetan direkton. Sed se la temperaturo reduktigas sub 675 C gradoj, la atomgrupoj komune turnigas laŭ la direkto de la tie reganta magneta kampo, kaj konservos tiun direkton. En argilo ĉiam troviĝas multe el feromagnetaj materialoj. Tial brikoj, terakotaj objektoj, vazoj ĉiam konservas la direkton de la magneta kampo kiu regis tie tuj post la terakotigo. (Aŭ post alia ardigo.)
Tamen, tiuj objektoj ne restas en la loko de la terakotigo. Tial per ili estas determinebla nur la kampintenso post la terakotigo. Se oni supozas, ke la brikoj situis en kuŝanta, la vazoj en staranta stato dum la terakotigo, i angulo estas determinebla. Sed se dum grandaj incendioj, kiam la temperaturo estis super 675 °C gradoj, kaj la ruinaĵoj tiam kovris la terakot-objektojn, ili konservas la magnetan direkton post la tempo de la incendioj. Se tiuj estas konataj el la histono, oni povas uzi la informojn por fari mapojn, kiuj montras, kiam, kie, kiom estis i, d anguloj. Tiujn mapojn poste oni povas uzi por aĝdeterminino de terakotaj objektoj.
Tre utilaj estas por aĝdetermino iamaj fornoj, en kiuj oni terakotigis argilajn objektojn. Ilia fundo, kiu estis farita el brikoj, ĉiam restis en la originala loko, kaj konservas la direkton kaj kampintenson de la termagneto, kiu estis tie dum la lasta ardigo. La daton de la lasta ardigo helpas determini la tie restintaj karbonigintaj lignopecoj, kies aĝo estas determinebla per la jam konata maniero.
Alia interesa konservejo de la magnetaj ecoj estas la profunda ŝlimtavolo en la fundo de lagoj. En la ŝvebanta ŝlimo ĉiam ĉeestas ankaŭ argilo-eretoj, kiuj havas feromagnetajn ecojn. Dum la sedimentiĝo tiuj etaj magnetoj turnas sin laŭ la direkto de la magneta kampo, poste la sedimentaĵo konservas tiun direkton kaj akaŭ la kampintenson. Sed en la sedimentaĵo ĉiam estas ankaŭ partoj de kreskaĵoj, kies aĝo per karbo-izotopa metodo estas determinebla.
Krom la menciitaj metodoj ekzistas ankoraŭ pli novaj, sed ili estas nur en komenca stato de la esplorado. Nuntempe la plej malnova metodo, la karbonizotopa estas la plej fidinda, kaj plej amplekse uzata. La priskribitaj aliaj du metodoj estas ankoraŭ relative junaj; ilia evoluigo, precizigo ankaŭ nuntempe okazas. Se eblas, oni samtempe uzas diversajn metodojn, tiam la aĝdetermino de arkeologiaj objektoj estas pli fidinda.
János SÁRKÖZI
sarkozi32@freemail.hu
Fonto: La studo, en iom reduktita formo aperis en MONATO 1996, n-ro3. Enretigo: Szilvási László
Scienca kaj Teknika E-Biblioteko, STEB: http://www.eventoj.hu/steb