Radiocarbon-datering virker kun halvdelen af ​​tiden. Vi har muligvis fundet løsningen

Dating er alt inden for arkæologi. Spændende opdagelser af gamle gravsteder eller smykker kan skabe overskrifter, men for videnskabsmænd er denne form for opdagelse kun meningsfuld, hvis vi kan fortælle, hvor gamle artefakterne er.

Så da kemikeren Willard Libby udviklede radiocarbon-datering i 1946, var det et gennembrud for arkæologien, og han blev tildelt en Nobelpris for sin præstation.

I dag tager folk radiocarbonteknologi for givet, og mange mennesker tror, ​​at man kan bruge radiocarbon på alle menneskelige efterladenskaber. Forskere ville ønske, at det var sandt, men i virkeligheden kan kun 50% af ligene dateres ved hjælp af denne metode, fordi der i nogle skeletter ikke er nok organisk materiale, eller det er forurenet.

Mange spændende fund er blevet unøjagtigt dateret eller slet ikke dateret, hvilket betyder, at skeletternes spor fra fortiden stadig er låst væk. Men mit hold kan have fundet nøglen:DNA-dating.

Sådan fungerer radiocarbondatering

For at forstå, hvorfor vi har brug for DNA-datering, skal du vide, hvad radiocarbondatering er. Det giver os mulighed for at datere organisk materiale (det er yngre end 50.000 år) baseret på de kemiske reaktioner, som kroppen udveksler med miljøet efter døden.

Kulstof findes i alt levende og er rygraden i alle molekyler. Vi optager det, når vi spiser mad, og puster det ud i atmosfæren. Radiocarbon-datering sammenligner de tre forskellige isotoper (en type atom) af kulstof.

Den mest udbredte, kulstof-12, forbliver stabil i atmosfæren. Det er en god målestok at måle alderen på skeletter som en af ​​de andre isotoper, kulstof-14 er radioaktivt og henfalder over tid.

Da dyr og planter holder op med at absorbere kulstof-14, når de henfalder, afslører radioaktiviteten af ​​kulstof-14, der er tilbage, deres alder. Men der er en hage. Lave mængder organisk materiale, den døde persons eller dyrs kost og forurening med moderne prøver kan forvride beregningen.

Variation i datering mellem laboratorier alene kan være op til 1.000 år. Det er som at datere dronning Elizabeth II til Vilhelm Erobrerens tid.

Alternativet til radiocarbondatering er at bruge arkæologiske artefakter fundet sammen med menneskelige rester. Dette virker, hvis vi finder et skelet, der bærer en mønt præget af Julius Cæsar, f.eks. Men det sker sjældent.

De tidligste menneskelige rester i Afghanistan blev fundet i Darra-i-Kur-hulen i Badakhshan. Darra-i-Kur-hulen i Afghanistan, for eksempel, blev oprindeligt antaget at være fra Paleolitihc-æraen (30.000 år før nutiden), baseret på radiocarbondatering af trækul og jordprøver. Men en senere undersøgelse målte kraniefragmenter fundet i hulen mod moderne menneskelige kranier og indså, at det var tættere på moderne menneskelig form end neandertaler. Kraniefragmentet var radiocarbon dateret til yngre stenalder, omkring 25.000 år senere. Fejlen skyldtes utilstrækkelige kulstofprøver. Det var det første oldtidsmenneske fra Afghanistan, der fik deres DNA sekventeret.

Et nyt datingværktøj

Forskere kender allerede til DNA-mutationer, der kan vise, hvor nogen kom fra. Mit team skabte et "GPS"-værktøj til genomer, der hjalp os med at identificere oldtidens Ashkenaz som fødestedet for Ashkenazi-jøder og det jiddische sprog. Der er også DNA-mutationer, der hjælper med at fortælle os, hvor længe siden nogen levede.

Et eksempel er LCT-genmutationen, der gjorde det muligt for vores forfædre at behandle laktose. Det er steget hurtigt, siden det først opstod udviklet i den neolitiske æra (10.000-8.000 f.Kr.). Så vi kan datere gamle genomer uden LCT-genmutationen til før den neolitiske æra.

Mit team udviklede algoritmeværktøjet for tidsmæssig befolkningsstruktur (TPS) og brugte det til at datere 5.000 gamle og moderne genomer. Der er titusindvis af mutationer, der steg eller faldt over tid. TPS identificerer disse mutationer og den periode, de er forbundet med, og klassificerer dem i otte brede perioder.

Hver gammel person er repræsenteret af signaturerne fra disse perioder. TPS bruger en type kunstig intelligens kendt som overvåget maskinlæring til at matche disse signaturer til skeletternes aldre.

En måde at teste en datingmetode på er at sammenligne aldersforskellen for skeletter, der er relateret til hinanden. Dette kan fungere godt, hvis skeletterne er fuldstændige nok til at vurdere deres alder. Du ville forvente, at far og søns skeletter, for eksempel, dateres til en periode på omkring 17 til 35 års mellemrum.

I en blindtest daterede TPS skeletterne af nære familiemedlemmer inden for et fornuftigt tidsrum på 17 års mellemrum, sammenlignet med 68 år i en ikke-blind test for andre datingmetoder. (En blindtest er, når information, der kan påvirke forsøgslederne, tilbageholdes, indtil eksperimentet er afsluttet.)

Et af de mest kontroversielle steder for oldtidsdatering er gravstedet Czechia Brandýsek. Brandýsek-begravelserne dateret til Bell Beaker-perioden blev udforsket mellem 1955 og 1956.

Arkæologer afslørede grave, hvoraf halvdelen blev ødelagt af minedrift. De fandt 23 mennesker fra 22 grave sammen med artefakter som keramik, et knoglevedhæng og flintpilespidser.

Baseret på både radiocarbon og arkæologisk kontekst blev stedet dateret til Bell Beaker-perioden (4.800-3.800 år siden). Imidlertid daterede den samme undersøgelse radiocarbon et af skeletterne til omkring (5.500 år siden).

I betragtning af, at kun to lig kunne radiocarbondateres, var det svært at sige, om dateringen var forkert, eller om dette var et sted, der kan have haft rituel betydning i tusinder af år. Vores DNA-undersøgelse af 12 skeletter fra stedet bekræftede, at det tvivlsomme skelet var omkring 1.000 år ældre end de andre.

Vores resultater bekræfter, at dette sted har været en gravplads siden den yngre stenalder. Dette forklarer også, hvorfor stedet har arkitektoniske træk, der normalt ikke er forbundet med Bell Beaker-begravelser, såsom stengrave.

Selvom TPS klarede sig godt, er det ikke en erstatning for radiocarbondatering. Dens nøjagtighed afhænger af et datasæt af gammelt DNA. TPS kan indstille datoer for mennesker og husdyr, for hvilke der er omfattende gamle data tilgængelige. Men de, der ønsker at rejse til fortiden for at møde en gammel elefant eller en abe, er på egen hånd. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler den første AI-baserede metode til at datere arkæologiske rester

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.