Įvadas
Mėginio radijo angliavandenilių nustatymas (RD) sumažinamas išmatuojant 14C ir 13C kiekį jame, pritaikant anglies izotopų frakcionavimą (apskaičiuotą pagal 13C kiekį) 14C kiekiui pataisyti ir apskaičiuojant radijo angliavandenilių amžių. Remiantis kalibravimo kreive, radioaktyviosios anglies bandinio amžius perskaičiuojamas į kalendorių. Taigi radijo angliavandenilių patikimumą lemia mėginių radioaktyviojo anglies amžiaus apskaičiavimo patikimumas ir kalibravimo kreivės patikimumas. Pastarasis parametras yra nustatomas atsižvelgiant į mėginių, kurie buvo naudojami kalibravimo kreivei sudaryti, radioaktyviosios anglies ir kalendorinio amžiaus patikimumą bei jo atitikties laipsnį 14C svyravimams CO2 atmosferoje tame regione, kuriame buvo sudaryti datuoti mėginiai.
- „Salik.biz“
Pagal RD rezultatų patikimumą turime omenyje apskaičiuoto ir faktinio datuotų mėginių atitikimo laipsnį ir pobūdį. Tiesioginis eksperimentinis RD rezultatų patikimumo įvertinimas yra iš esmės neįmanomas. Tai yra pagrindinis metodo bruožas. Taigi, RD rezultatų patikimumą galima įvertinti tik „netiesioginiais“metodais. Tačiau tokiam vertinimui turimos lėšos yra labai ribotos. Galime įvardinti tik vieną darbą, kuriame gana teisingai įgyvendinamas vienas iš klasikinių „netiesioginių“RD patikimumo įvertinimo metodų - nustatomi veiksniai, darantys įtaką pasimatymų patikimumui, įvertinamos jų įvestos klaidos ir randamas bendras veiksnių indėlis į datuotų mėginių kalendorinį amžių. Yra dar viena klasikinių „netiesioginių“metodų grupė,remiantis tyrimų rezultatų „suartėjimo“analize. Mes nustatėme vieną iš šios grupės metodų, susijusių su RD.
Metodo aprašymas
RD kalibravimo kreivė buvo apskaičiuota naudojant žinomo amžiaus medienos pavyzdžius ir atspindi radijo angliavandenilių amžiaus priklausomybę nuo kalendoriaus. Joje yra vietiniai maksimumai ir minimumai, laipteliai ir gana statūs ruožai. Iš to išplaukia, kad tolygiai paskleidus paslėptus mėginius pagal kalendorinę amžiaus skalę, jų pasiskirstymas radijo angliavandenilių amžiaus skalėje bus netolygus. Mėginių kalendorinis amžius, pagal kurį buvo apskaičiuota kalibravimo kreivė, pasiskirsto tolygiai - po 10 metų. Todėl iš kalibravimo kreivės galime apskaičiuoti mėginių radioaktyviosios anglies amžiaus dažnių standartą. RD kalibravimo kreivė ir mėginių radijo angliavandenilių amžiaus dažnių standartas parodyti 1 paveiksle.
Paveikslas: 1. Radijo angliavandenilių kalibravimo kreivė ir mėginių radijo angliavandenilių amžių dažnio standartas.
Mėginių radijo angliavandenilių amžių dažnio standartas apskaičiuojamas kas 100 radijo angliavandenių metų. Gauta kreivė yra labai diferencijuota. Dažniai svyruoja nuo 2 iki 29. Yra skirtingi aukščiai ir žemumai. Mes galime palyginti standartą su tam tikrų regionų, datuotų medžiagų tipų ar laboratorijų, gautų iš RD duomenų bazių, radioaktyviosios anglies amžių dažniais. Šio palyginimo idėja yra paprasta. Jei mėginio radionuklidų amžiaus įvertinimo ir kalibravimo kreivės patikimumas yra artimas, turėtų būti tikimasi, kad tikrasis ir etaloniniai dažniai sutaps. Tokiu atveju sutapimo laipsnis bus nustatomas atsižvelgiant į faktinį mėginių kalendorinio amžiaus pasiskirstymą kalendorinių metų skalėje pagal jų vienodą pasiskirstymą. Jei yra reikšmingų dažnio neatitikimų,tada tai reikš, kad konkretaus mėginio kalibravimo kreivės patikimumas ir radionuklidų amžius yra skirtingi. Be to, kai kuriais neatitikimų atvejais galima pagrįsti hipotezes apie jų priežastis.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Metodo efektyvumas parodytas analizuojant tris duomenų apie RD duomenis, kuriuos mes pavadinome „JAV – Kanada“, „Europa“ir „Šiaurės Kinija“, pavyzdžių. Į mėginius įtrauktos datos, kurių intervalas yra 0-5999 BP metų. Visi mėginių radijo angliavandenilių amžiaus dažniai buvo apskaičiuoti 100 VR metų lange.
„JAV – Kanada“pavyzdys
JAV ir Kanados pavyzdys buvo sudarytas iš duomenų bazės svetainėje. Imtyje yra 22227 datos: 15452 datos JAV, 6561 datos Kanadoje ir 214 datos Rusijoje. Įskaitant: 1438 datos medienos pavyzdžių, 12675 - anglis, 2922 - kaulai, 2655 - kalageno kaulai.
Paveikslas: 2. „JAV – Kanada“pavyzdys. Visų mėginių amžiaus dažnių palyginimas su etalonine.
Paveikslas: 3. „JAV – Kanada“pavyzdys. Visų mėginių amžiaus dažnių aukšto dažnio komponento palyginimas su etaloniniu.
2 ir 3 paveiksluose parodytas visų mėginių amžiaus dažnių ir jų aukšto dažnio komponentų palyginimas su etalonu. Pagal kreivių kokybinio sutapimo laipsnį išskiriami trys intervalai. Intervale A (250–1400 BP metų) susitarimas yra geras, intervale B (4200–55050 BP metų) jis yra patenkinamas. Intervale B (1400–4200 BP metų) sutapimo nematyti.
4 paveiksle parodytas visų JAV ir Kanados mėginių mėginių radijo angliavandenilių pasiskirstymo tikslumo modeliavimo pavyzdys, kurio intervalas yra 250–1350 BP metų. Modelio dažnio kreivė yra normalizuoto žemo dažnio komponento, esančio visų imties mėginių amžiaus dažniuose, ir normalizuotų pamatinių dažnių suma. Buvo gautas patenkinamas modelio ir faktinių duomenų sutapimas su sąlyga, kad 9,2% datų tikslumas apytiksliai lygus kalibravimo kreivės tikslumui. Modelio žemo dažnio komponentas buvo apskaičiuotas imant mėginio amžiaus dažnį, esant 5 balams (500 metų langas). Remiantis tuo, galima grubiai manyti, kad likusių 90,8% mėginio duomenų tikslumas neviršija pliuso / minuso per pirmuosius šimtus metų. Kadangi mes neturime kriterijaus atskirti nuo visų tų datųkurių tikslumas apytiksliai lygus kalibravimo kreivės tikslumui, pastarąją vertę galima laikyti faktiniu konkretaus mėginio RD tikslumu tam tikru laiko intervalu.
Paveikslas: 4. „JAV – Kanada“pavyzdys. Radijo angliavandenilių datos tikslumo modeliavimo pavyzdys, remiantis visų mėginių amžiaus dažniu 250–1350 BP.
Anglies derinimo dažniai kokybiškai sutampa su etaloniniais dažniais praktiškai per visą analizės intervalą (5 paveikslas). Medžio datos 50–3050 BP metų svyruoja 100 BP metų, mažėjančio radijo angliavandenių amžiaus link.
Paveikslas: 5. „JAV – Kanada“pavyzdys. Medienos ir medžio anglies mėginių amžių dažnio palyginimas su etalonu.
Paveikslas: 6. „JAV – Kanada“pavyzdys. Kaulų ir kalagenų mėginių amžiaus dažnių palyginimas su etalonine medžiaga.
Kaulų pasimatymo dažnis visiškai atitinka kalageno pasimatymo dažnį (6 paveikslas), tačiau, atsižvelgiant į pamatinius dažnius, skirtingais laiko tarpais jie keičiasi 0–300 BP metų, atsižvelgiant į didėjančią radijo angliavandenilių amžių.
7 paveiksle pavaizduotas faktinis bendras medžio, medžio anglies, kaulų ir kalageno sulyginimo dažnis ir dažniai, pataisyti pamainoms, palyginti su standartu. Pataisyti dažniai geriau atitinka etaloninius dažnius.
Paveikslas: 7. „JAV – Kanada“pavyzdys. Faktinių suminių medžio, medžio anglies, kaulų, kalagenų mėginių amžiaus dažnių ir dažnių, pataisytų poslinkiams, palyginimas su standartu.
„Europa“pavyzdys
„Europa“pavyzdys buvo sudarytas iš radijo angliavandenilių duomenų, paskelbtų žurnale „Archaeometry“. Į imtį įtrauktos tik tos datos, kurioms parodytas 13C pavyzdžio turinys. Imtis apibūdina visą Europą. Mėginio „svorio centras“yra JK. Imtyje yra tik 1168 datos. Iš jų: 83 datos medienos pavyzdžių, 267 - medžio anglis, 216 - gyvūnų kaulai, 398 - žmogaus kaulai, 26 - nenustatyti kaulai, 133 - sėklos, 45 - augalų liekanos.
Paveikslas: 8. „Europos“pavyzdys. Visų mėginių amžiaus dažnių palyginimas su etalonine.
8 paveiksle parodytas visų imties mėginių pasimatymo dažnio palyginimas su etalonine. Pagal kokybinio kreivių sutapimo laipsnį išskiriami 5 intervalai. Laikotarpiais A (50–700 VR metų), B (1600–2800 VR metų) ir D (5300–550 VR metų) susitarimas yra patenkinamas. Intervaluose B (700–1600 VR metų) ir D (2800–500 VR metų) kreivių formos nesutampa. Reikėtų pažymėti, kad šie intervalai pasižymi dideliu pasimatymų dažniu. Matomi medienos ir medžio anglies mėginių amžių dažnio poslinkiai vienas kito ir etalono atžvilgiu plius / minus 100 BP metų (9 paveikslas). Gyvūnų kaulų mėginių amžiaus dažnis (10 paveikslas) sutampa su standartu tik intervale A (50–1100 BP metų).
Paveikslas: 9. „Europos“pavyzdys. Medienos ir medžio anglies mėginių amžių dažnio palyginimas su etalonu.
Paveikslas: 10. „Europos“pavyzdys. Gyvūnų kaulų mėginių amžiaus dažnių palyginimas su etalonu.
„Šiaurės Kinijos“pavyzdys
Šiaurės Kinijos pavyzdys buvo sudarytas iš svetainėje pateiktos duomenų bazės. Į mėginį įtrauktos visos archeologinių vietų Šiaurės Vakarų (Xinjiango Uiguro autonominiame regione) ir šiaurės rytų Kinijoje (Heilongjiang, Jilinas, Liaoningo provincijos ir Vidinės Mongolijos autonominis regionas) datos, gautos Pekino laboratorijose. Iš viso 601 data. Iš jų: 169 medienos pavyzdžiai, 234 - anglis, 137 - augalų liekanos (sėklos, šiaudai, nendrės, supuvusi mediena, žievė). Likę mėginiai pavaizduoti gyvūnų ir žmonių kaulais, oda, vilna ir kriauklėmis.
Paveikslas: 11. „Šiaurės Kinijos“pavyzdys. Visų mėginių ir augalų mėginių amžiaus dažnių palyginimas išlieka su nuoroda.
11 paveiksle parodytas visų Šiaurės Kinijos mėginių ir augalų liekanų amžiaus mėginių palyginimas su etalonine medžiaga. Kokybiškai kreivių formų sutapimas stebimas tik intervale A (1200–2000 BP metų). Medienos ir medžio anglies mėginių amžių dažnis atitinka tik 2800–4200 metų intervalą ir neatitinka standarto (12 paveikslas). Medienos ir akmens anglies amžių dažnio pokyčiai atėmus 100 BP metų, buvo gautas patenkinamas susitarimas tarp jų sumos ir pamatinės kreivės (13 paveikslas).
Paveikslas: 12. „Šiaurės Kinijos“pavyzdys. Medienos ir medžio anglies mėginių amžių dažnio palyginimas su etalonu.
Paveikslas: 13. „Šiaurės Kinijos“pavyzdys. Medienos ir medžio anglies mėginių amžiaus dažnio (sumažinta 100 metų) palyginimas su etalonu.
Įvertinamas kalibravimo kreivės patikimumas
Iš neatitikimo tarp etaloninių dažnių ir faktinių tam tikro bandinio radijo angliavandenilių amžiaus dažnių tam tikruose radijo angliavandenių metų intervaluose darytina išvada, kad patikimumas nėra didelis mėginio radijo angliavandenilių amžiaus intervale ir (arba) kalibravimo kreivėje. Išanalizavus pakankamai didelį mėginių skaičių, galima statistiškai nustatyti „įtartinus“kalibravimo kreivės intervalus. Kaip trijų pavyzdžių analizę kaip pavyzdį galima įvardinti vieną tokį intervalą - maždaug 1700–1900 VR metų (3 paveikslas, intervalas B1; 8 paveikslas, intervalas B1). Galima manyti, kad per šį intervalą kalibravimo kreivė yra mažai patikima.
išvados
Remiantis trijų pavyzdžių, susijusių su radioaktyviosios anglies amžiumi, analizės rezultatais mūsų siūlomu metodu, galima padaryti metodines ir praktines išvadas.
Metodinės išvados
Radijo angliavandenilių datų rezultatų patikimumo įvertinimo metodas, pagrįstas radijo angliavandenilių amžiaus pamatinio dažnio palyginimu su RD duomenų bazių mėginių mėginių radijo angliavandenilių amžių dažniais, yra paprastas, nepriklausomas ir labai efektyvus. Norint taikyti metodą, nebūtina įtraukti a priori duomenų apie RD. Remiantis ja, galima:
- konkrečių mėginių pavyzdžių radioaktyviosios anglies amžiaus pasiskirstymas dažniuose, laiko intervalai ir jų išdėstymas pagal atitikties etaloniniams dažniams laipsnį;
- radioaktyviosios anglies mėginių amžiaus nustatymo tikslumo įvertinimas remiantis modeliavimu;
- įvairių medžiagų mėginių sisteminių pokyčių identifikavimas;
- kalibravimo kreivės sričių, kurioms būdingas palyginti mažas patikimumas, nustatymas.
Taikant metodą, galima naudoti klasikines duomenų masyvų statistinio apdorojimo procedūras.
Praktinės išvados
Radiokarboninės pažintys paprastai yra gana veiksmingos. Du klausimai lieka atviri - objektyvus pasimatymų patikimumas ir subjektyvių veiksnių įtaka pasimatymų rezultatams. Remiantis modeliavimo rezultatais 250–1350 BP metų intervale, nustatant „JAV – Kanados“mėginių radijo angliavandenilių amžių, plius / minus yra pirmieji šimtai metų. Kitais intervalais pasimatymo paklaida yra didesnė nei 250–1350 BP metų. Įvairių medžiagų datos keičiamos viena su kita iki 300 BP metų, o tai taip pat suteikia pliuso / minuso pirmųjų šimtų metų paklaidą. Klaidos nustatant Europos ir Šiaurės Kinijos ėminių mėginius, susijusius su radioaktyviosiomis angliavandenilėmis, maždaug atitinka Kanados mėginio klaidas. 1700–1900 VR metų diapazone kalibravimo kreivės patikimumas gali būti mažas.