考古學(xué)中,陶器有著(zhù)重要的地位。作為人類(lèi)歷史上最早制作使用的工具之一,陶器在新石器時(shí)代就已經(jīng)成為古人類(lèi)的日常生活用品,與人類(lèi)的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。陶器的形制和紋飾往往是研究史前文化與古人類(lèi)生活方式最重要的資料。而陶器不會(huì )腐壞或擠壓變形等特點(diǎn)也讓陶器成為考古發(fā)掘中數量最多的人工遺物類(lèi)別。
對于還未出現文字的文化,陶器是確定年代的必需品。利用陶器進(jìn)行年代測定一般使用的是熱釋光測年法,而我們熟知的放射性碳測年法則因為陶器基本不會(huì )與大氣進(jìn)行碳交換,所以很難對陶器進(jìn)行準確測年。然而陶器一般用于烹飪食物,因此經(jīng)??梢栽谔掌髦邪l(fā)現保留下來(lái)的食物殘渣。通過(guò)這些殘渣同樣可以利用放射性碳測年法對陶器進(jìn)行測年。
基于這一思路,英國布里斯托大學(xué)的研究者在《自然》上發(fā)表了一邊論文,展示了一種通過(guò)陶器中脂肪酸形式的食物殘渣進(jìn)行放射性碳測年的新方法。研究人員首先利用氣相色譜儀分析技術(shù)從陶器中提取出了棕櫚酸和硬脂酸。我們通常接觸到的色譜技術(shù)都是用于樣品成分的分析,然而色譜技術(shù)產(chǎn)生的目的就是為了分離化合物。制備色譜技術(shù)與分析型色譜技術(shù)的區別在于分離得到的化合物會(huì )被收集到各個(gè)容器中進(jìn)一步處理。而制備氣相色譜與制備液相色譜相比,更適合揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的分離制備。
提取出脂質(zhì)之后,研究人員用加速器質(zhì)譜法進(jìn)行放射性碳測年。傳統的放射性碳測年法是測量樣品中碳14在衰變時(shí)釋放的β粒子的個(gè)數確定樣品的年代,而加速器質(zhì)譜(AMS)通過(guò)加速器技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)的結合可以直接測定碳14的原子個(gè)數。利用加速器質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行放射性碳測年不僅速度快,將分析時(shí)間從十幾個(gè)小時(shí)縮短到半小時(shí),需要的樣品量也很少,只需要幾毫克甚至幾十微克,將取樣對測年對象的損傷降到最小。而且加速器質(zhì)譜技術(shù)的精度很高,碳14含量測量誤差在3‰以?xún)?,年代誤差僅為幾十年甚至十幾年。
研究所使用的乳制品和動(dòng)物脂肪樣品來(lái)自英國、法國、歐洲中部、安納托利亞和撒哈拉非洲考古遺址出土的新石器時(shí)代陶器。通過(guò)加速質(zhì)譜法測定樣品的年代之后,研究者將結果與這些容器之前已經(jīng)確定的年代進(jìn)行了對比,確定了這一新方法的可行性。研究者指出,對殘留脂肪進(jìn)行測年的新方法可用于一項倫敦發(fā)掘的新石器時(shí)代陶器的分析中,在沒(méi)有其他可測年資料的情況下提供年代學(xué)的研究方法。
雖然對于低溫陶器的測年,熱釋光測年法的準確度很高,也沒(méi)有明顯的缺陷,目前作為主要的低溫陶器測年方式的地位并不會(huì )改變,但這并不意味著(zhù)研究新的測年方法就沒(méi)有意義。不同的分析方法擁有不同的優(yōu)勢,實(shí)際檢測遇到的情況往往比較復雜,有多種可供選擇的分析手段才能夠獲得較理想的分析檢測結果