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英科学家巧妙测定古代陶器年龄,历史乌龙可以歇了?

  新研究将陶器年龄的测定精确到几十年,原理看起来很简单,对考古学却意义深远。

  

  春秋时期曾伯克父铜壶 | 图虫创意

  作者 | 张昊 [日]大阪大学

  对考古学界而言,精确测定陶器的年龄是圣杯一样的伟大成就。从前的考古学家们在判断陶器年龄时,往往只能根据陶器的类型间接进行推测。而考古学家的同行——鉴宝专家,一句话就能让一件“传家宝”遭遇当场销毁的厄运。

  因为严重依赖个人经验,让文物鉴定经常游走于科学和玄学之间。

  一些朋友可能会问,不是有放射性碳定年法(利用碳-14同位素的放射性测定文物的年代)吗?

  是的,但这种方法只针对有机物,所以只有在遗迹中同时存在遗体、粮种、动物骨骼等含碳物质时才能使用。一旦出现脱离于发掘现场的孤立文物,这种方法也就没有用武之地了。

  不过最近,来自英国的科学家发现了一种新方法,实现了对陶器年龄的直接测定,并且结果相当精确,能将误差控制在数十年的范围内。他们将研究发表在5月的《自然》杂志上。

  他们是怎么做到的呢?

  残羹冷炙,也能指示信息

  很多陶器本来就在扮演食器的角色,一旦在其中盛装过肉制品和奶制品,其内壁的微小空腔就会残留若干有机物。这些有机物中含有大量碳链长度较长的脂肪酸,如棕榈油酸和硬脂酸等。在二次使用时,这些残留物就会与新盛放的肉、奶等形成碳同位素的平衡。

  这成为新的测定方法的突破口。

  在自然界中,碳有两种稳定同位素:碳-12和碳-13,外加一种不稳定同位素:放射性的碳-14。碳-14的含量极少,它们会与氧反应,变成二氧化碳。空气中大约每一百万亿个二氧化碳分子里,有一个是碳-14形成的。

  这些二氧化碳又会进入自然界的物质循环,被植物的光合作用吸收,然后被食草动物吃掉,再被食肉动物吃掉,最后通过一系列代谢回到自然界。

  只要有生物存活于世,碳-14的交流就不会停止,并且形成动态平衡。也就是,在这些“活着”的有机体中,碳-14的比例大致恒定。

  但是,一旦生物死掉,其体内碳-14的对外交流就会终止,碳-14的含量开始减少(发射性衰变),时间过去越久,减少越多。放射性碳定年法就是根据这个原理来测定时间的。

  

  自然界的生物,一直在和外界进行物质交流 | 图虫创意

  陶器中的残留有机物也是一样的。当陶器被埋入地下,不再使用了,器壁小空腔中残留的碳-14就无法再得到补充,而是会持续衰变下去,日渐减少。

  通过对衰变过程进行观察,就可以推算出陶器被埋入地下的大致年代。

  仪器精度,是制胜关键

  这项技术的创新之处在于,巧妙利用了陶器自身携带的有机物信息,而不再依赖于遗址中的其他生物信息。

  项目团队的负责人称,他从20年前就意识到了这个点子,并开始尝试。但最大的难点在于,检测仪器和工艺流程的精度无法达到标准。最终,经过20年的努力,他们终于自己研发出了设备平台和特殊工艺,实现了这一创举。

  考古学界历来被碳定年法的精度和间接性所困扰,撇开精度不谈,间接性就是一道无法逾越的难关。比如某一墓穴中出现的有机物,除了墓主人,还可能是几千年后受困其中的盗墓贼,或者无意闯入其中的穴居动物。

  而考古的目的不是挖宝,而是通过古代遗存来还原历史,即“透物见人”。人的寿命不过几十年,一点偏差就可能隔了好几代人,很多重大历史事件的前因后果都可能因此扭曲。

  新技术的出现,让人们可以更精确、直接地测量陶器年龄,对考古学意义深远。对文物贩子,恐怕也是“意义重大”,因为文物的外型和质地都好模仿,但古代的猪油,那可不好弄了……

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