Arkeologernas nobelpristagare nr 1

I dessa Nobelpris-tider tövar det oss att minnas den nobelpristagare som bidragit mest till arkeologin: Willard Libby - C14-dateringens fader.
Faktum är att nästa år är 60-årsjubileet för C14-metoden. Som av en händelse har det varit vissa diskussioner om metoden och den tveeggade välsingnelse den utgör för arkeologer. Martin Rundkvist redogör utförligt på sin blogg om den utmaning han ställs inför att välja ut några potentiellt givande kolprov från sin senaste undersökning. Och på Arkeologiforum har en diskussion brutit ut kring Den Stora Frågan: Att kalibrera eller inte kalibrera?

Att datera organiskt material utgår från det faktum att det finns instabila kolisotoper i atmosfären: C14 som har en halveringstid på 5730 år (+/- 40). Detta är fenomenalt ur arkeologisk synvinkel. För det första är halveringstiden långsam nog att pågå under relativt lång tid ur mänsklig synvinkel, men snabbt nog att det blir påtagliga förändringar på bara några hundra år. Bäst av allt - C14 ingår i allt levande: djur och växter upptar atmosfärens C14-halt tills det ögonblick de dör. Då börjar isotoperna sönderfalla utan att nya tillkommer. Så genom att mäta halten av C14 kan man beräkna hur länge sedan det var sedan organismen i fråga dog.

MEN - Libby utgick ifrån att den atmosfäriska halten av C14 varit konstant - det har den inte. Särskilt vår förbränning av fossilt bränsle och sprängandet av atombomber har ställt till med strul för dateringsmetoden (tror jag hört andra negativa aspekter av detta, men jag kan inte dra dom till minnes just nu...). Genom att datera t.ex. årsringar i bevarade träd har man lyckats lista ut ett sätt att kalibrera för denna variation åtminstone 10.000 år tillbaka i tiden. Felkällan blir större ju längre tillbaka man kommer - för järnåldern gör kalibrering ingen större skillnad, men för t ex neolitikum har detta medfört att jordbrukets införande skedde närapå 1000 år tidigare än man förut trodde, och arkeologiska perioder pågick mycket längre än man tidigare insett. Inte alla är helt förtjusta i detta med kalibrering ändå.

Martin redogör bra för vad som gäller i de flesta fall då man har träkol och ben från boplatslager att datera. Jag tänkte ta upp en utmaning som kanske främst drabbar de som håller på med stenålder (fast även andra också):

Reservoar-effekten.
Djur och växter som lever i vatten, främst i de stora haven, får i sig 'gammalt' C14 eftersom den härstammar från koldioxid som lagras i havsvattnet. Deras C14-halt vid döden reflekterar därmed ett äldre atmosfäriskt C14 som redan börjat sönderfalla - inte den tidpunkt då de själva dog. Om man daterar fiskben eller ben på djur som lever av mycket fisk verkar de alltså äldre än de i själva verket är. En reservoar-effekt kan variera mellan 100-600 år beroende på den marina miljön och dieten. Numera vet vi att vi kan uppskatta denna effekt till viss del utifrån halten av den stabila isotopen C13, som är långt högre i marina miljöer än på land. Så länge det är ben som dateras så kan man alltså justera värdet någorlunda utifrån andel C13.

Tyvärr är det inte så enkelt att göra detsamma på s.k. matskorpor på keramik-kärl. C13-halten varierar nämligen beroende på om det är kol från fetter, muskelproteiner eller kollagenet i benet som utgör huvudingrediensen. För att göra saken värre kan vissa sjöar med kalkrika bottensediment, skapa riktigt extrema reservoar-effekter även hos sötvattensfisk. Uppvärmning tenderar också att komplicera mätningarna, och inte bara när det gäller förkolnade matrester på lergods. C13-halten i brända ben är inte en giltig indikation på marin diet, eller frånvaro av densamma tyvärr. Därför inte heller på hur pass mycket reservoar-effekt man kan vänta sig i en datering. Genombrottet att datera kremerade ben som kom på 1990-talet, tack vare arbete av Lanting och Brindley, har inte lyckats lösa den frågan ännu.

Med andra ord, dateringar på matskorpor och brända människoben som kommer från en miljö där man vet att marina produkter varit en viktig del av kosten, bör helst kontrolleras mot dateringar av säkert landlevande djur (inte hund - de kan äta liknande kost som människorna) och t ex hasselnötsskal som har minimal egenålder.

Ta t.ex. den tidiga gropkeramiska boplatsen Högmossen i norra Uppland, som grävdes ut i samband med utbyggnaden av E4:an för några år sedan. Keramiken passar väl in med den stil som brukar anges som tidig gropkeramik (Fagervik II). Gropkeramisk kultur är kustlevande och har i början av mellanneolitikum en blandad ekonomi med lite inslag av jordbruk och tamdjursskötsel, men desto mer spår av inlands- och havsjakt, samt fiske. I andra halvan av perioden blir ekonomin mer renodlat marin sett utifrån boplatsmaterialen. Mycket riktigt innehöll djurbensmaterialet från Högmossen framförallt stora mängder sälben och en hel del fiskben, samt även en mindre del ben från rådjur och svin. Huruvida svinbenen kom från vilda eller tama grisar, eller om några av benen från 'gräsätare' kom från kor, får eller getter går inte att avgöra. Att säljakt och fiske varit viktigt är iallafall tydligt.

Man har daterat 6 prover härifrån, fyra på beläggningar på keramik och två på förkolnade hasselnötsskal. De två nötskalen daterades till 3500-3100 resp. 3300-3100 f.Kr (kal.). Två av matskorpedateringarna föll helt i linje med dessa dateringar, men två gav äldre åldersintervall: 3600-3300 f.Kr. (kal.). Så problemet för arkeologerna är att avgöra ifall man tror att det man daterat representerar flera olika faser, eller om det är en mer begränsad användningsperiod. Hursomhelst är det en stor och påtaglig risk att de två äldsta dateringarna inte helt kan anses tillförlitliga, då de är utförda på matrester. Lipidanalyser utförda på keramikskärvor på platsen visar att man tillagat bland annat fisk i kärlen. Så en reservoareffekt är att förvänta sig, men hur pass stor och i exakt vilka matskorpor är en annan fråga.

I slutändan är det allra viktigaste att komma ihåg en enkel sanning. Ett C14-prov representerar egentligen ett enda specifikt ögonblick - den stund då organismen dog. Det intervall vi ser när vi får det uträknade resultatet i handen är inte en verklighet - det är bara inom det tidsintervall det är statistiskt sett mest sannolikt att det specifika dödstillfället befinner sig. Man har alltså inte lyckats fastställa att Högmossen, eller någon annan plats, varit i användning mellan ca 3400-3100 f.Kr. Den kan ha varit det, eller den kan ha varit i bruk mellan 3214-3209 f.Kr. Eller först 3368-3327 f.Kr och sedan 3197-3152 f.Kr.

C14 är en välsignelse och en förbannelse för arkeologen, det är det enda som är säkert.


Läs även andra bloggares åsikter om arkeologi, C14-datering, Willard Libby, stenålder, nobelpris, kemi