Forskere lykkes for første gang nøjagtigt at datere en 7.000 år gammel forhistorisk bosættelse ved hjælp af kosmiske stråler

Forskere ved universitetet i Bern har for første gang været i stand til at fastlægge en forhistorisk bosættelse af tidlige bønder i det nordlige Grækenland, der går mere end 7.000 år tilbage i år.

Til dette kombinerede de årlige vækstringmålinger på træbygningselementer med den pludselige stigning af kosmogent radiocarbon i 5259 f.Kr. Dette giver et pålideligt kronologisk referencepunkt for mange andre arkæologiske steder i Sydøsteuropa.

Datingfund spiller en nøglerolle i arkæologien. Det er altid vigtigt at finde ud af, hvor gammel en grav, bebyggelse eller en enkelt genstand er. Alderbestemmelse af fund fra forhistorisk tid har kun været mulig i få årtier.

Hertil anvendes to metoder:dendrokronologi, som muliggør datering på baggrund af sekvenser af årringe i træer, og radiocarbondatering, som kan beregne fundenes omtrentlige alder ved henfaldshastigheden af ​​den radioaktive kulstofisotop ¹⁴ C indeholdt i træringene.

Et hold ledet af Institut for Arkæologiske Videnskaber ved Universitetet i Bern er nu lykkedes med præcist at datere tømmer fra det arkæologiske område Dispilio i det nordlige Grækenland, hvor datering til årstal tidligere ikke havde været muligt, til forskellige byggeaktiviteter mellem 5328 og 5140 f.Kr. Forskerne gjorde brug af højenergipartikler fra rummet, som pålideligt kan dateres til 5259 f.Kr. Deres forskning er blevet publiceret i tidsskriftet Nature Communications .

Træ-ring kronologier og ¹⁴ C-metoden har deres grænser

Dendrokronologi anvender karakteristiske mønstre af brede og smalle årlige vækstringe i træ, som er påvirket af klimatiske forhold. Som et resultat kan et træobjekt dateres ved at sammenligne de årlige vækstringbredder med allerede eksisterende standard- eller regionale kronologier.

"I Centraleuropa er der en træring-kronologi, der går næsten 12.500 år tilbage i fortiden - til år 10.375 f.Kr. Denne kronologi gælder dog kun for visse regioner. Der er ingen konsekvent kronologi for Middelhavsområdet," siger hovedforfatter af undersøgelsen, Andrej Maczkowski fra Institut for Arkæologiske Videnskaber ved Universitetet i Bern.

Derfor skal dendrokronologisk datering fra denne region klassificeres som "flydende" ved hjælp af radiocarbondatering. Så længe et træ er i live, absorberer det den radioaktive isotop ¹⁴ C (radiocarbon) indeholdt i jordens atmosfære gennem fotosyntese. Når den dør, absorberer den ikke længere ¹⁴ C; isotopen henfalder med en halveringstid på 5730 år.

En laboratoriemålemetode kan derefter bruges til at bestemme, hvor meget ¹⁴ C er stadig indeholdt i en bestemt træring og beregner således træets omtrentlige dødstid over den kendte halveringstid.

"Men nøjagtigheden af ​​sådanne klassifikationer er i bedste fald inden for rækkevidden af ​​årtier," siger Maczkowski.

"Indtil for nylig mente man derfor, at dendrokronologisk datering til året kun var mulig, hvis en kontinuerlig regional træringkronologi var tilgængelig, hvilket er tilfældet for forhistoriske perioder i kun tre regioner verden over:dette er det sydvestlige USA, det nordlige Alpine foden og England/Irland," forklarer Albert Hafner, professor i forhistorisk arkæologi ved universitetet i Bern og seniorforfatter af undersøgelsen.

Paradigmeskift takket være japansk fysiker

I 2012 dukkede en løsning på problemet op:Den japanske fysiker Fusa Miyake opdagede, at en massiv indstrømning af kosmiske stråler, formodentlig på grund af soludbrud, kan forårsage en stigning i atmosfærens ¹⁴ C-indhold, som afsættes i de respektive års træringe. Disse spidser kan dateres nøjagtigt på basis af lange træringskronologier, og fordi de er globale begivenheder, er de vigtige ankerpunkter, især i regioner uden konsistente årlige vækstringkronologier.

"Miyake genkendte de første ankerpunkter af denne art og skabte dermed et paradigmeskifte i forhistorisk arkæologi," siger Hafner. I dag er et dusin af disse Miyake-begivenheder kendt frem til 12.350 f.Kr., og de to vigtige begivenheder i 5259 og 7176 f.Kr. blev først opdaget i 2022 af forskere ved ETH Zürich.

Ingen sådanne begivenheder af lignende størrelse er blevet registreret i de sidste par århundreder. Hvis en begivenhed af denne størrelsesorden, som i 5259 f.Kr., finder sted i dag, vil det sandsynligvis have en katastrofal effekt på telekommunikation og elektronik.

Miyake-begivenhed muliggør dating i Dispilio

Forskerholdet fra EXPLO-projektet ledet af universitetet i Bern er lykkedes med at etablere en årlig vækstringskronologi, der strækker sig over 303 år, som slutter i 5140 f.Kr., ved at analysere 787 stykker tømmer fra det arkæologiske område Dispilio ved Orestida-søen i det nordlige Grækenland . De identificerede bosættelsesfaser viser forskellige husbygningsaktiviteter over 188 år mellem 5328 og 5140 f.Kr. Denne præcise datering er mulig, fordi der var en kendt Miyake-begivenhed i denne periode i 5259 f.Kr.

Forskere ved ETH Zürich var i stand til at opdage en stigning i indholdet af radioaktivt kulstof i løbet af denne tid ved at datere flere individuelt definerede årlige vækstringe. Det var derfor et spørgsmål om at gengive dette højdepunkt - hvilket afspejles globalt i de årlige vækstringkronologier for sibirisk lærk, amerikansk fyr og europæisk eg - på den årlige vækstringskronologi fra Dispilio i Grækenland og forbinde den med ankerpunktet 5259 f.Kr. .

"Balkan er derfor den første region i verden, der drager fordel af dette paradigmeskifte og er i stand til med succes at bestemme absolut dating uafhængigt af en konsistent kalender," siger Hafner.

Maczkowski tilføjer, "Vi forventer, at andre kronologier for regionen fra denne periode nu kan kædes sammen med "Dispilio Chronology" i hurtig rækkefølge. Dette baner vejen for at udvikle en regional dendrokronologi for det sydlige Balkan."

Balkan har de ældste bosættelser ved søen i Europa, hvis lokaliteter er dateret til lige efter 6000 f.Kr. Regionen spillede en nøglerolle i udvidelsen af ​​landbruget i Europa.

Flere oplysninger: Andrej Maczkowski et al., Absolut datering af den europæiske neolitikum ved hjælp af 5259 f.Kr. hurtig ¹⁴ C udflugt, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48402-1

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Bern