Luminescence Dating in Archaeology

Luminescence dating (termasuk thermoluminescence dan optic stimulated luminescence) adalah jenis metodologi kencan yang mengukur jumlah cahaya yang dipancarkan dari energi yang disimpan dalam jenis batuan tertentu dan tanah yang diturunkan untuk mendapatkan tanggal absolut untuk peristiwa tertentu yang terjadi di lalu. Metode ini langsung teknik kencan, artinya jumlah energi yang dipancarkan adalah akibat langsung dari peristiwa yang diukur. Lebih baik lagi, tidak seperti penanggalan radiokarbon, efek penanggalan luminescence efek meningkat dengan waktu. Akibatnya, tidak ada batas tanggal atas yang ditentukan oleh sensitivitas metode itu sendiri, meskipun faktor lain dapat membatasi kelayakan metode itu.

Dua bentuk penanggalan luminesensi digunakan oleh para arkeolog untuk melihat peristiwa di masa lalu: thermoluminescence (TL) atau secara termal stimulated luminescence (TSL), yang mengukur energi yang dipancarkan setelah suatu benda terkena suhu antara 400 dan 500 ° C; dan optically stimulated luminescence (OSL), yang mengukur energi yang dipancarkan setelah suatu benda terkena sinar matahari.

Sederhananya, mineral tertentu (kuarsa, feldspar, dan kalsit), menyimpan energi dari matahari pada tingkat yang diketahui. Energi ini bersarang di kisi-kisi kristal mineral yang tidak sempurna. Memanaskan kristal ini (seperti ketika a kapal tembikar dipecat atau ketika batu dipanaskan) mengosongkan energi yang tersimpan, setelah itu mineral mulai menyerap energi lagi.

Penanggalan TL adalah masalah membandingkan energi yang disimpan dalam kristal dengan apa yang "seharusnya" ada di sana, sehingga muncul tanggal terakhir dipanaskan. Dengan cara yang sama, lebih atau kurang, penanggalan OSL (optically stimulated luminescence) mengukur kapan terakhir kali sebuah objek terkena sinar matahari. Luminescence dating baik untuk beberapa ratus hingga (setidaknya) beberapa ratus ribu tahun, membuatnya jauh lebih berguna daripada penanggalan karbon.

Istilah luminescence mengacu pada energi yang dipancarkan sebagai cahaya dari mineral seperti kuarsa dan feldspar setelah mereka terkena radiasi pengion semacam itu. Mineral — dan, pada kenyataannya, semua yang ada di planet kita — terpapar radiasi kosmik: penanggalan bercahaya mengambil keuntungan dari fakta bahwa mineral tertentu mengumpulkan dan melepaskan energi dari radiasi itu dalam kondisi tertentu.

Dua bentuk penanggalan luminesensi digunakan oleh para arkeolog untuk melihat peristiwa di masa lalu: thermoluminescence (TL) atau secara termal stimulated luminescence (TSL), yang mengukur energi yang dipancarkan setelah suatu benda terkena suhu antara 400 dan 500 ° C; dan optically stimulated luminescence (OSL), yang mengukur energi yang dipancarkan setelah suatu benda terkena sinar matahari.

Jenis dan tanah batuan kristal mengumpulkan energi dari peluruhan radioaktif uranium kosmik, thorium, dan kalium-40. Elektron dari zat-zat ini terjebak dalam struktur kristal mineral, dan paparan terus menerus dari batu ke elemen-elemen ini dari waktu ke waktu menyebabkan peningkatan jumlah elektron yang dapat ditangkap dalam matriks. Tetapi ketika batu terkena tingkat panas atau cahaya yang cukup tinggi, paparan itu menyebabkan getaran dalam kisi mineral dan elektron yang terperangkap dibebaskan. Paparan terhadap unsur-unsur radioaktif terus berlanjut, dan mineral-mineral mulai lagi menyimpan elektron bebas dalam strukturnya. Jika Anda bisa mengukur tingkat perolehan energi yang tersimpan, Anda bisa mengetahui sudah berapa lama sejak paparan terjadi.

Bahan-bahan yang berasal dari geologi akan telah menyerap sejumlah besar radiasi sejak pembentukannya, sehingga paparan apa pun yang disebabkan manusia panas atau cahaya akan mengatur ulang jam luminescence jauh lebih baru dari itu karena hanya energi yang disimpan sejak acara akan tercatat.

Cara Anda mengukur energi yang tersimpan dalam suatu objek yang Anda harapkan telah terpapar panas atau cahaya di masa lalu adalah dengan merangsang objek itu lagi dan mengukur jumlah energi yang dilepaskan. Energi yang dilepaskan dengan menstimulasi kristal diekspresikan dalam cahaya (pendaran). Intensitas cahaya biru, hijau atau inframerah yang dibuat ketika suatu objek distimulasi sebanding dengan jumlah elektron yang disimpan dalam struktur mineral dan, pada gilirannya, unit-unit cahaya dikonversi menjadi dosis unit.

Persamaan yang digunakan oleh para sarjana untuk menentukan tanggal ketika paparan terakhir terjadi biasanya:

• Umur = total luminescence / tingkat tahunan akuisisi luminescence, atau
• Usia = paleodose (De) / dosis tahunan (DT)

Di mana De adalah dosis beta laboratorium yang menginduksi intensitas pendaran yang sama dalam sampel yang dipancarkan oleh sampel alami, dan DT adalah laju dosis tahunan yang terdiri dari beberapa komponen radiasi yang muncul dalam peluruhan radioaktif alami elemen.

Artefak yang dapat diberi tanggal menggunakan metode ini termasuk keramik, dibakar litik, membakar batu bata dan tanah dari perapian (TL), dan permukaan batu yang tidak terbakar yang terkena cahaya dan kemudian dikubur (OSL).

• Tembikar: Pemanasan terbaru yang diukur dalam sherds tembikar diasumsikan mewakili acara manufaktur; sinyal muncul dari kuarsa atau feldspar di tanah liat atau aditif temper lainnya. Meskipun bejana tembikar dapat terkena panas selama memasak, memasak tidak pernah pada tingkat yang cukup untuk mengatur ulang jam luminescence. Kencan TL digunakan untuk menentukan usia Lembah Indus pekerjaan peradaban, yang telah terbukti tahan terhadap penanggalan radiokarbon, karena iklim lokal. Luminescence juga dapat digunakan untuk menentukan suhu pembakaran asli.
• Lithics: Bahan baku seperti batu api dan chert telah diberi tanggal oleh TL; batu retak api dari perapian juga dapat diberi tanggal oleh TL selama mereka dipecat ke suhu yang cukup tinggi. Mekanisme penyetelan ulang terutama dipanaskan dan bekerja dengan asumsi bahwa bahan baku batu itu dipanaskan selama pembuatan alat batu. Namun, perlakuan panas biasanya melibatkan suhu antara 300 dan 400 ° C, tidak selalu cukup tinggi. Keberhasilan terbaik dari tanggal TL pada artefak batu terkelupas kemungkinan berasal dari peristiwa ketika mereka disimpan di perapian dan secara tidak sengaja dipecat.
• Permukaan bangunan dan dinding: Elemen-elemen yang terkubur dari dinding reruntuhan arkeologis telah dikencani dengan menggunakan pendaran optik yang distimulasi; tanggal turunan memberikan umur penguburan permukaan. Dengan kata lain, tanggal OSL pada dinding fondasi bangunan adalah yang terakhir kali fondasi itu terkena cahaya sebelum digunakan sebagai lapisan awal dalam suatu bangunan, dan karenanya ketika bangunan itu pertama kali dibangun.
• Lainnya: Beberapa benda telah ditemukan berkencan seperti alat tulang, batu bata, mortar, gundukan, dan teras pertanian. Terak kuno yang tersisa dari produksi logam awal juga telah diberi tanggal menggunakan TL, serta penanggalan absolut fragmen kiln atau pelapisan tungku dan cawan lebur.

Ahli geologi telah menggunakan OSL dan TL untuk menetapkan kronologis lanskap yang panjang; luminescence dating adalah alat yang ampuh untuk membantu mengencani sentimen yang tertanggal pada periode Kuarter dan jauh sebelumnya.

Thermoluminescence pertama kali dengan jelas dijelaskan dalam makalah yang dipresentasikan kepada Royal Society (Inggris) pada tahun 1663, oleh Robert Boyle, yang menggambarkan efek pada berlian yang telah dipanaskan hingga suhu tubuh. Kemungkinan memanfaatkan TL yang disimpan dalam sampel mineral atau tembikar pertama kali diusulkan oleh ahli kimia Farrington Daniels pada 1950-an. Selama 1960-an dan 70-an, Universitas Oxford Laboratorium penelitian untuk Arkeologi dan Sejarah Seni memimpin dalam pengembangan TL sebagai metode penanggalan materi arkeologis.

Sumber

Forman SL. 1989. Aplikasi dan keterbatasan thermoluminescence hingga saat ini sedimen kuaterner.Internasional Kuarter 1:47-59.

Forman SL, Jackson ME, McCalpin J, dan Maat P. 1988. Potensi penggunaan thermoluminescence sampai saat ini tanah terkubur dikembangkan pada sedimen kolluvial dan fluvial dari Utah dan Colorado, A.S.: Hasil pendahuluan.Ulasan Ilmu Kuarter 7(3-4):287-293.

Fraser JA, dan Price DM. 2013. Sebuah analisis thermoluminescence (TL) keramik dari Sains Tanah Liat Terapan 82:24-30.cairns di Yordania: Menggunakan TL untuk mengintegrasikan fitur di luar situs ke kronologi regional.

Liritzis I, Singhvi AK, Feathers JK, Wagner GA, Kadereit A, Zacharais N, dan Li S-H. 2013. .Luminescence Dating in Archaeology, Anthropology, and Geoarchaeology: Suatu Tinjauan Cham: Springer.

Seeley M-A. 1975. Thermoluminescent dating dalam aplikasinya ke arkeologi: Sebuah ulasan.Jurnal Ilmu Arkeologi 2(1):17-43.

Singhvi AK, dan Mejdahl V. 1985. Thermoluminescence dating dari sedimen.Track Nuklir dan Pengukuran Radiasi 10(1-2):137-161.

Wintle AG. 1990. Sebuah tinjauan penelitian saat ini tentang kencan TL loess.Ulasan Ilmu Kuarter 9(4):385-397.

Wintle AG, dan Huntley DJ. 1982. Thermoluminescence dating dari sedimen.Ulasan Ilmu Kuarter 1(1):31-53.