発光デート
考古学的年代測定の宇宙的方法
右の画像は、ホットプレートで加熱した後に光る蛍石を示しています。
Mauswiesel / CCTV /ウィキメディアコモンズ
発光年代測定 (熱ルミネセンスおよび光刺激発光を含む) は、特定の種類の岩石および派生土壌に蓄えられたエネルギーから放出される光の量を測定して、過去に発生した特定のイベントの絶対的な日付を取得するタイプの年代測定方法です。メソッドは直接 デートテクニック つまり、放出されるエネルギーの量は、測定されているイベントの直接的な結果です。とは異なり、さらに良い 放射性炭素年代測定 、ルミネッセンス年代測定の効果は時間とともに増加します。その結果、メソッド自体の感度によって設定される日付の上限はありませんが、他の要因によってメソッドの実現可能性が制限される場合があります。
発光デートのしくみ
考古学者は、過去の出来事を年代測定するために 2 つの形式のルミネッセンス年代測定法を使用しています。光刺激ルミネッセンス (OSL) は、物体が日光にさらされた後に放出されるエネルギーを測定します。
簡単に言えば、特定の鉱物 (石英、長石、方解石) は、既知の速度で太陽からエネルギーを蓄えます。このエネルギーは、鉱物の結晶の不完全な格子に留まっています。これらの結晶を加熱する（ 陶器の器 が発火したり、岩石が加熱されたりすると) 蓄えられたエネルギーが空になり、その後鉱物は再びエネルギーを吸収し始めます。
TL年代測定は、結晶に蓄えられたエネルギーをそこに「あるべき」ものと比較することであり、それによって最後に加熱された日付を導き出します.同じように、多かれ少なかれ、OSL (光刺激発光) 年代測定は、オブジェクトが最後に日光にさらされた時間を測定します。発光年代測定は、数百年から (少なくとも) 数十万年有効であり、炭素年代測定よりもはるかに有用です。
発光の意味
ルミネセンスという用語は、石英や水晶などの鉱物から光として放出されるエネルギーを指します。 長石 にさらされた後 電離放射線 ある種の。鉱物、そして実際、私たちの地球上のすべてのものは、 宇宙放射線 : ルミネッセンス年代測定は、特定の鉱物が特定の条件下で放射線からエネルギーを収集および放出するという事実を利用しています。
考古学者は、過去の出来事を年代測定するために 2 つの形式のルミネッセンス年代測定法を使用しています。光刺激ルミネッセンス (OSL) は、物体が日光にさらされた後に放出されるエネルギーを測定します。
結晶岩の種類と土壌は、宇宙のウラン、トリウム、およびカリウム 40 の放射性崩壊からエネルギーを収集します。これらの物質からの電子は鉱物の結晶構造に閉じ込められ、岩石がこれらの元素に長時間さらされ続けると、マトリックスに捕捉される電子の数が予測どおりに増加します。しかし、岩石が十分に高いレベルの熱または光にさらされると、その露出によって鉱物格子に振動が生じ、閉じ込められた電子が解放されます。放射性元素への曝露が続き、鉱物は再び構造内に自由電子を蓄え始めます。蓄えられたエネルギーの取得率を測定できれば、曝露からの経過時間を知ることができます。
地質起源の物質は、その形成以来かなりの量の放射線を吸収しているため、人間が原因で熱や光にさらされた場合、イベント以降に蓄積されたエネルギーのみが記録されるため、発光時計はそれよりもかなり最近にリセットされます。
蓄えられたエネルギーの測定
過去に熱や光にさらされたと思われる物体に蓄えられたエネルギーを測定する方法は、その物体を再び刺激して、放出されたエネルギーの量を測定することです。結晶を刺激することによって放出されるエネルギーは、光（ルミネッセンス）で表されます。物体が刺激されたときに生成される青、緑、または赤外光の強度は、鉱物の構造に蓄えられている電子の数に比例し、これらの光の単位は線量単位に変換されます。
最後の暴露が発生した日付を決定するために学者が使用する式は、通常、次のとおりです。
- 年齢 = 総ルミネセンス/年間ルミネセンス取得率、または
- 年齢 = 古投与量 (De) / 年間投与量 (DT)
ここで、De は、自然サンプルから放出されるサンプルに同じ発光強度を誘導する実験室のベータ線量であり、DT は、自然の放射性元素の崩壊で発生する放射線のいくつかの成分で構成される年間線量率です。
データ可能なイベントとオブジェクト
これらの方法を使用して日付を記入できるアーティファクトには、陶器、焼いたものが含まれます。石器、燃えたレンガと炉床の土 (TL)、および光にさらされてから埋められた未燃の石の表面 (OSL)。
- 陶器 : 陶器の棚で測定された最新の加熱は、製造イベントを表すと想定されます。信号は、粘土またはその他のテンパリング添加物に含まれる石英または長石から発生します。陶器の容器は調理中に熱にさらされる可能性がありますが、調理が発光時計をリセットするのに十分なレベルになることは決してありません. TLデートは年齢を決定するために使用されました インダス バレー 地方の気候のために、放射性炭素年代測定に耐性があることが証明された文明の職業。発光は、元の焼成温度を決定するためにも使用できます。
- 石材 : フリントやチャートなどの原材料は、TL によって日付が付けられています。炉床からの火でひび割れた岩石も、十分に高い温度で焼成されている限り、TL によって年代を特定できます。リセット機構は主に加熱されており、石器製造時に石材原石が熱処理されたことを前提としています。ただし、熱処理は通常 300 ～ 400°C の温度で行われ、必ずしも十分に高いとは限りません。欠けた石のアーティファクトの TL 日付からの最高の成功は、それらが炉床に置かれ、誤って発射されたときのイベントからのものである可能性があります。
- 建物や壁の表面 : 考古学的遺跡の立っている壁の埋もれた要素は、光刺激発光を使用して年代測定されています。導出された日付は、地表の埋没年代を提供します。言い換えれば、建物の基礎壁の OSL 日付は、建物の初期層として使用される前に基礎が最後に光にさらされたとき、つまり建物が最初に建てられたときです。
- その他 : 骨の道具、レンガ、モルタル、マウンド、農業テラスなどのオブジェクトとのデートに成功した例がいくつかあります。初期の金属生産から残された古代のスラグも TL を使用して年代が特定されており、キルンの破片や炉やるつぼのガラス化したライニングの絶対年代も特定されています。
地質学者は、OSL と TL を使用して、景観の長い対数年表を確立してきました。ルミネセンス年代測定は、第四紀以前の時代の感情を年代測定するのに役立つ強力なツールです。
科学の歴史
熱ルミネッセンスは、1663 年に王立協会 (英国) に提出された論文で最初に明確に説明されました。 ロバート・ボイル 、体温まで温められたダイヤモンドの効果を説明しました。鉱物または陶器のサンプルに保存されているTLを利用する可能性は、化学者によって最初に提案されました ファリントン・ダニエルズ 1950年代に。 1960 年代から 70 年代にかけて、オックスフォード大学 研究所 考古学と美術史の博士号を取得し、考古学的資料の年代測定の方法として TL の開発を主導しました。
ソース
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