TÁMOP D-15/1/KONV

Átírás

1 KEIRDI Kutatási Szolgáltatás Design: RIQ & Lead modell. Interdiszciplináris kutatói teamek felkészítése a nemzetközi programokban való részvételre az alapkutatás és a célzott alapkutatás területén TÁMOP D-15/1/KONV Tananyagfejlesztés: Tananyag szerző oktatási témakörben Bevezetés a régészetbe

2 TÁMOP D-15/1/KONV Tananyagfejlesztés: Tananyag szerző oktatási témakörben Bevezetés a régészetbe Készítette: Humanitas Socialis Kft.... Boncsér Zoltán István ügyvezető igazgató 2

3 BEVEZETÉS A RÉGÉSZETBE A leletek korának meghatározása. Relativ és abszolut kronológia. Keltezési módszerek. A radiokarbon-eljárás A régészeti forrásokra alapozott bármilyen történeti rekonstrukció hitelességének egyik alapfeltétele a különböző leletek, leletegyüttesek, régészeti jelenségek korának, időbeli viszonyának a megállapítása. Tantárgyunk bemutatása céljából éppen ezért választottuk a régészeti emlékek korának meghatározására vonatkozó fejezetet. Az események, jelenségek keltezésével, egymásutánjának megállapításával foglalkozó szakterület a kronológia (gör. khronosz = idő, logosz = tudomány). A régészetben kétféle kronológiát használunk, a relatív és az abszolút kronológiát. A relatív kronológia a különböző lelettípusok, leletegyüttesek, régészeti jelenségek egymáshoz viszonyított korábbi vagy későbbi voltát, netán egyidejűségét állapítja meg. Ilyen szempontból a relatív kronológia pontos, de arra nézve nem ad felvilágosítást, hogy az illető jelenségek hogyan helyezkednek el a történelmi időskálán (mikor, melyik évezredben, évszázadban, mennyi ideig léteztek). Az abszolút kronológia az, amely egy esemény, jelenség korát naptári években (vagy, a keltezés pontosságától függően, évtizedekben, évszázadokban, évezredekben) kifejezi. Európa őskorának abszolút kronológiája a 20. sz. derekáig szinte kizárólag a hagyományos történeti (vagy kontakt-) kronológiára épült. Az utóbbi évtizedekben egyre nagyobb teret nyertek a természettudományos alapú, ún. modern keltezési módszerek, mint pl. a Kálium-Argon módszer, az archeomágnesség mérése, a termolumineszcencia, a dendrokronológia és mindenek előtt a radiokarbonkormeghatározás. A radiokarbon-eljárás immár több, mint hat évtizedes története során bebizonyosodott, hogy a kezdeti, egyes régészek részéről kinyilvánított kétkedések ellenére a Willard Frank Libby amerikai tudós által kidolgozott zseniális keltezési eljárás új, minden eddiginél élesebb megvilágításba helyezte az írásbeliség előtti, őstörténeti idők kronológiáját, nem egyszer hozzájárulva az ókori civilizációk, de még a középkor és a korai újkor régészeti emlékeinek pontosabb datálásához is. A radiokarbon keltezési eljárás ma már szervesen hozzátartozik az interdiszciplináris szemléletű régészeti kutatáshoz. Jelentősége indokolja, hogy fejezetünk harmadik részét ennek a kormeghatározási módszernek szenteljük. 1. A relativ kronológia felépitése 1.1. Rétegtani módszer. Függőleges, vizszintes és összehasonlitó stratigráfia. A relatív kronológia megállapításának alapvető módszere a stratigráfia, amit a régészet a geológiától vett át a 19. sz. közepén. Jacques Boucher de Perthes, aki 1836-tól rendszeresen figyelemmel kísérte a Somme folyó Abeville-környéki szakaszának teraszain végzett földmunkákat, amelyek megbolygatták a különböző korú, paleontológiai és régészeti maradványokat is tartalmazó geológiai formációkat, már 1847-ben felismerte, hogy az egymást követő nemzedékek által hátrahagyott maradványokból képződött, egymásra települt rétegek az egykori élet egyfajta lépcsőfokait képviselik. A kronológia megállapításakor abból az elvből indulunk ki, hogy az alsó, mélyebben fekvő rétegek korábban jöttek létre ( idősebbek ), az azokat fedő, a felszínhez közelebb található felsőbb rétegek pedig később keletkeztek ( fiatalabbak ). Megjegyzendő, hogy míg a geológia a föld története során keletkezett természetes rétegeket tanulmányozza, a stratigráfia, mint régészeti módszer az emberi jelenlét nyomán, a településmaradványokból, hulladékokból és az egykori élet egyéb nyomaiból (eszközök, fegyverek, kerámia stb.) felhalmozódott, az idők során lerakódott töltelékfölddel elkeveredett ún. művelődési (kultúra-) rétegeket igyekszik meghatározni. Az egymásra települt, egymás alatt/felett fekvő rétegekből kialakult rétegsort (s az azt tanulmányozó módszert függőleges stratigráfiának nevezzük. Az ilyen 3

4 rétegsorok tükrözik egy-egy kisebb-nagyobb történeti-földrajzi tájegység hosszabb-rövidebb, régészetileg rekonstruálható történetét és alapvetően hozzájárulnak a relatív kronológia és a periodizáció kidolgozásához. Hosszabb időszakot átfogó rétegsorok különösen az ún. telltelepeken alakultak ki. (Tell: arabul = halom, domb; a régészetben: a hosszas egy helyben lakás nyomán az egymásra következő településmaradványokból kialakult településhalom.) Trója központi részének 12,5 m vastagságú, kilenc fő rétegből és több tucat települési/építési szintből kb. négy évezred alatt kialakult rétegsora (I IX, alulról fölfelé számozva) a kora bronzkortól a római korig tükrözi ÉNy-Anatólia és a Balkán szomszédos vidékeinek történetét. Közelebbi példával élve, a Szolnok közelében fekvő Tószeg melletti Laposhalom 5 8 m vastag, 22 települési szintből álló, mintegy fél évezred alatt kialakult rétegsora (I XXII, felülről lefelé számozva) lehetővé tette Tompa Ferenc, majd Mozsolics Amália számára Kelet-Kárpát-medence bronzkora relatív kronológiájának kidolgozását (Tószeg A - C/D, Bronzkor I III/IV). A régészetben, különösen a temetők, ritkábban a települések kutatásában használatos az ún. vízszintes stratigráfia is. Ebben az esetben a régészeti jelenségek (sírcsoportok, településrészletek) időbeli sorrendjét vízszintes síkban igyekeznek meghatározni. Temetők esetében például a temetkezési szokások és a mellékletek alapján különböző korszakokhoz, fázisokhoz tartozó sírcsoportokat lehet elkülöníteni. A temetőtérképeken kirajzolódik a temető fejlődése, a különböző időszakokhoz tartozó sírok/sírcsoportok térbeli elhelyezkedése. Gondot jelenthet azonban az így meghatározott fázisok időbeli sorrendjének a megállapítása. Ehhez a vízszintes stratigráfián kívül további kronológiai támpontok is szükségesek. S azt is figyelembe kell venni, hogy a temetkezési rítusok és sírmellékletek eltéréseinek nemcsak kronológiai okai lehetnek, hanem kapcsolatban állhatnak a halottak életkorával, nemével, társadalmi státusával. Különös jelentősége van a régészetben az összehasonlító stratigráfiának. Ha a különböző lelőhelyek rétegsorában azonos időszakokhoz, kultúrákhoz, fázisokhoz tartozó rétegek fordulnak elő, lehetővé válik az egyedi stratigráfiák összekapcsolása. A rétegsorok összehasonlítása, párhuzamba állítása révén szerencsés esetben fel lehet építeni egy ideális stratigráfiát, ami tükrözi egy történelmi-földrajzi tájegység régészeti kultúráinak, időszakainak egymásutániságát, tehát relativ kronológiáját. Ha előfordulnak nagyobb területen elterjedt, ún. horizontokat képező, stratigráfiailag is meghatározható régészeti jelenségek, lehetőség nyílik arra, hogy összekapcsoljuk, párhuzamba állítsuk különböző, olykor távoli vidékek helyi stratigráfiáit, kulturális fejlődését, relatív kronológiáját.a Körös-Starčevo-kultúra, a gödörsíros (Jamnaja)- kultúra vagy a Noua-Sabatinovka-kultúra révén például a kora neolitikumban, a kora- és késő bronzkorban jól összekapcsolható a Kelet-Kárpátmedence és az északnyugat-pontusi térség őstörténete. Kevésbé egyértelmű az olyan, sokat vitatott régészeti jelenségek megítélése, mint amilyen pl. a tapadó korongos fülű edények horizontja (Scheibenhenkel) a rézkorban, a Peschiera-horizont vagy a trák-kimmer horizont a késő bronzkorban kora vaskorban. Kiváló példája az összehasonlító stratigráfia felállítására tett újabb próbálkozásoknak Hermann Parzinger, a jogos kritikák ellenére is hasznos, előremutató munkája (1993). A szerző arra tett kísérletet, hogy kidolgozza a Kárpát-medence és a Kisázsiát Észak-Mezopotámiától elválasztó Taurus (Toros)- hegység közötti terület neolitikus, rézkori és kora bronzkori kronológiáját, 15 relatív kronológiai horizontra osztva az említett időszakot Tipológia. A régészeti leletek tudományos igényű rendszerezése, időrendi sorrendbe állítása, főleg skandináv archeológusoknak köszönhetően a 19. sz. első felében kezdődött, s a század második felében a tipológiai és az összehasonlító módszer kidolgozásával folytatódott. Az első fontos lépés a háromperiódusos rendszer megalkotása volt. A dán Christian Jürgensen Thomsen 1836-ban közölte elképzelését arról, hogy az eszközök és fegyverek készítésére használt 4

5 jellemző nyersanyagok alapján az őskor három nagy periódusra, a kő-, bronz- és vaskorra osztható. Ezt a korszakbeosztást mindenek előtt a tipológiai módszer révén sikerült tovább finomítani. Típus alatt a régészetben az ember keze munkájának (és eszének) valamilyen termékét értjük (eszköz, fegyver, ékszer, edény vagy bármilyen más tárgy), amelynek meghatározott formája (és, esetenként, díszítése), valamint jellegzetes készítési technikája van. A tipológiai módszer kidolgozása a leletek formai szempontú rendszerezése céljából tulajdonképpen az evolucionizmus elveinek alkalmazását jelentette azoknak a változásoknak az elemzése és értelmezése területén, amelyek a különböző tárgyak alakjában az idők során bekövetkeznek. A módszer kifejlesztői (a svéd Hans Hildebrand, Oscar Montelius és Nils Åberg) abból a feltevésből indultak ki, hogy az emberi tevékenységet is az élő világ fejlődését meghatározó törvényekhez hasonló szabályok kormányozzák. A tárgyak (régészeti leletek) úgy fejlődnek mintha élő szervezetek volnának: a különböző tárgyak az egyedek, a típus-csoportok és sorozat-csoportok a fajokhoz és családokhoz hasonlíthatók. Ezt a párhuzamot az élő világ és a tárgytípusok fejlődése között természetesen nem szabad mereven értelmezni. De érvényes az alapgondolat: a különböző tárgyaknak (a funkciójuk tökéletesebb betöltését biztosító formák felé vezető) alaki változásai valóságosan is egy bizonyos, a tipológiai módszer segítségével megállapítható sorrendben mentek végbe. A jól meghatározható leletegyüttesekből (sírok, depók, általában ún. zárt leletegyüttesek) előkerült tárgyak, valamint a tárgytípusok társulásának tanulmányozása alapján, az összehasonlitó módszer alkalmazása révén a modern kutatásnak olyan tipológiai sorozatokat sikerült felállítania amelyek, a rétegtani megfigyelésekkel (és, lehetőség szerint, abszolút kronológiai adatokkal is összevetve) kiváló támpontokat nyújthanak a relatív kronológia felállításához. A szeriáció módszerét már a 19. sz. végén sikerrel alkalmazta W. M. Flinders Petrie angol egyiptológus, akinek a sírmellékletek (mindenek előtt a kerámia) összehasonlítása alapján sikerült időrendbe állítania (hét, egymást követő fázisba sorolnia) a felső-egyiptomi Nagada predinasztikus temetkezéseit. További jó példákat lehetne felhozni a paleolitikus-mezolitikus pattintott kőeszközök, a (neolitikummal kezdődően) minden lelőhelyen bőségesen megtalálható kerámia vagy a bronz- és vaskori fémtárgyak fejlődésére alapozott relativ kronológiai rendszerekről. Ma is használjuk Oscar Montelius észak-európai és Paul Reinecke közép-európai bronz- és vaskori relatív időrendjét (Bronzkor I VI, illetve Bronzkor A D, Hallstatt A D, La Tène A D), valamint Arne Furumarknak a mükénéi kerámia fejlődésére épített, az égei késő bronzkorra, az ún. késő helládikus periódusra kidolgozott kronológiáját (Late Helladic I III A C). Az őskori bronztárgyakat repertórium-szerűen közreadó, Németországban megjelenő Praehistorische Bronzefunde c. sorozat tárgytípusok és országok szerint tagolt kötetei is kiválóan szemléltetik a tipológiai módszer mai állását, lehetőségeit. 2. Abszolut kronológia. Keltezési módszerek 2.1. A történeti (kontakt-) kronológia. Az ókori Közelkelet civilizációi számára az írott források, mindenek előtt a királylisták alapján sikerült megalkotni egy többé-kevésbé pontos, a keresztény időszámításra vetítve az i.e. 3. évezredig visszanyúló kronológiát. A keleti és az égei civilizációk közötti szoros kapcsolatoknak köszönhetően ez utóbbi vidék időrendjét is kidolgozták, főleg az egyiptomi kronológia alapján. Ennek megfelelően az égei késő bronzkor kezdetét (Late Helladic I) pl. az Újbirodalom, illetve a XVIII. dinasztia kezdetének a magas, közép vagy alacsony egyiptomi kronológiához igazodva az i.e. 16. sz. elejére vagy közepére keltezték. Az i.e. 2. évezred közepén kialakuló krétai piktografikus írás és az azt követő, a mükénéi világban használt lineáris A és B írás főképpen gazdasági jellegű dokumentumai datálásra kevésbé alkalmasak. A kibontakozó, fejlett írásbeliséggel rendelkező görög-római világnak az i.e. 1. évezred második negyedétől van önálló kronológiája. A görög kronológiai rendszerek közül a 5

6 legismertebb az, ami az első olümpiai játékoktól (i.e. 776) számítja az idő múlását, a rómaiak pedig a városuk alapításától (ab urbe condita, i.e. 753) eltelt évekre hivatkoztak. Európa őskori, saját datálási lehetőségekkel nem rendelkező kultúráinak keltezése sokáig csupán a keleti és az égei meg a görög-római civilizációval kimutatható kapcsolatokra támaszkodhatott. Így születtek meg azok a gondosan kimunkált kronológiai rendszerek, amelyeknek talán utolsó, monumentálisnak mondható példája a Hermann Müller-Karpe frankfurti professzor által a késő bronzkori urnamezős kultúra időszakára kidolgozott kronológiája (1959). A kontakt-kronológia lényegében az abszolút dátumok átvitelén alapul: az égei kronológiát pl. a Krétán, a görög szigetvilágban és szárazföldön talált, jól datálható egyiptomi árúk, illetve az Egyiptomba, ismert korú környezetbe eljutott égei készítmények alapján állították fel. Az így megalkotott égei kronológia dátumait aztán igyekeztek átvinni az őskori Európa más vidékeire is, azon meggondolás szerint, hogy egy készítési helyén ismert korú árú (pl. mükénéi kerámia) keltezheti azt az ismeretlen korú (pl. makedóniai, kisázsiai, vagy akár sziciliai, dél-itáliai) bronzkori lelőhelyet, leletegyüttest, ahová kereskedelmi vagy egyéb kapcsolatok útján eljutott. De az is megtörténhet, hogy egy őskori kultúra valamilyen terméke jut el ismert korú környezetbe, s ilyen módon válik lehetővé a datálás. A kontakt-kronológia alkalmazásának kiváló példája Hermann Müller-Karpe fentebb említett munkája. A német régészprofesszor célja a középeurópai urnamzős kultúra kronológiájának kidolgozása volt. A relatív kronológiát illetően, Reinecke rendszeréből kiindulva, ezt az időszakot hat fázisra osztotta (Bronzkor D, Hallstatt A 1 2, B 1 3). A tipológiai és az összehasonlító módszer segítségével ezeket a művelődési horizontokat párhuzamba állította az Alpoktól délre fekvő vidékek leletegyütteseivel, amelyeket az Itália és az Égei-medence közötti kapcsolatok révén igyekezett datálni.végső soron tehát az egyiptomi kronológiának az égei bronzkorra átvitt keltezéseit és a korai görög történelem dátumait próbálta egy hosszú kapcsolat-lánc révén a közép-európai késő bronzkorra is átültetni. Eszerint az urnamezős kultúra időszakát az LH III B periódus (i.e. 13. sz.) és a szicíliai meg dél-itáliai görög kolóniák alapítása (i.e. 8.sz.) közé keltezte, minden fázis tartamát egy-egy évszázadra becsülve. Meg kell jegyeznünk, hogy a szerző szándékától eltérően ezt a Közép-Európa egy jól meghatározott művelődési körére kidolgozott, az Itálián át vezető kapcsolatokra épített kronológiai rendszert széles körben kezdték alkalmazni Kelet- és Délkelet- Európa régióira is, noha az Al-Duna vidék és az Égeikum közötti közvetlen kapcsolatok megbízhatóbb kronológiai támpontokat nyújthattak volna. Ilyen kapcsolatok tanúja például a közép-makedóniai, az Axios (Vardar) torkolatához közel fekvő Kastanas (Észak-Görögország) tell-települése, melynek rétegeit a bennük előforduló mükénéi importkerámia segítségével datálták. A 13 b réteg a Késő Helladikus (L H) III C típusú kerámia alapján az i.e. 12. sz. közepe tájára keltezhető. Ebben a rétegben többek között előkerült egy csonttű, ami az Erdélyben is elterjedt késő bronzkori Noua-kultúrára jellemző. Ebből a kapcsolatrendszerből adódóan a Nouakultúra (egy késői szakaszát) a 12. sz. közepére lehet keltezni. A fenti példákkal nemcsak azt igyekeztünk szemléltetni, hogy hogyan működik az ún. keresztkeltezés (cross-dating), hanem érzékeltetni szeretnénk a benne rejlő hibalehetőségeket is, hisz egy egész kronológiai láncról van szó, melynek kiinduló láncszeme végső soron az egyiptomi időszámításhoz kapcsolódik. Későbbi időszakok számára létezhetnek természetesen ennél megbízhatóbb/pontosabb keltezések, pl. görög és római importárúk, éremleletek alapján. De nem szabad megfeledkezni arról, hogy minden importcikk korábbi, mint a leletegyüttes, amelyben előkerült (hisz hamarabb készült, el kellett jutnia rendeltetési helyére és egy ideig használatban volt). Sokszor az is kérdéses, hogy valódi importról vagy helyi utánzatról van-e szó. Egy-egy kedvelt tárgytípust, pl. bronzfegyvert, dísztárgyat, származási helyétől távol is utánozhattak (amint azt az öntőminta leletek igazolják). Az imitációk lényegesen későbbiek lehetnek, mint az eredetiek, 6

7 ezért időjelző szerepük is korlátozott. Megfigyelhető, hogy abszolút keltezési szerepén túlmenően a kontakt-kronológia igen hasznos lehet az interkulturális és interregionális kapcsolatok, a (relatív kronológiai értelemben vett) időbeli viszony kifejezésére is. Megtörténhet, hogy az így nyert kronológiai támpontok azt jelölik, hogy valami egy bizonyos időpont előtt, után, esetleg azzal egyszerre ment végbe. Ilyenkor használjuk az elő-, utó- és egyidejűségre utaló terminus ante quem, terminus post quem, terminus ad quemm kifejezéseket Természettudományos keltezési módszerek. A történeti kronológia írott források hiányában nem terjeszthető ki az i.e. 3. évezredet megelőző idők, események keltezésére. Az őskori Európát illetően, a kontakt-kronológia alapján a 20. sz. közepéig a bronzkor kezdetét i.e 1800, a vaskorét i.e. 800 tájára keltezték, a kőkorszak időrendjére pedig inkább csak következtetni lehetett. Úgy vélték, hogy az európai neolitikum kezdetei a közel-keleti civilizációk kialakulása körüli időkre tehetők, s az erdélyi Alsótatárlakán (Tărtăria) előkerült táblácskák felfedezésekor úgy tűnt, hogy pl. a neolitikus Vinča-Tordos kultúra kapcsolatba hozható az i.e. 3. évezred elejének mezopotámiai civilizációival. A paleolitikum, a mezolitikum és a neolitikum java részének abszolút időrendjét valójában csak az ún. modern, természettudományos (laboratóriumi) módszerek révén sikerült megismerni, amelyek először világítottak rá az európai őskor időbeli mélységeire és a rövid (vagy alacsony ) kronológia fogyatékosságaira. Ezek a módszerek igen változatosak. A fizikai módszerek közül a radiometrikus eljárások, ezek közül is a radiokarbonkeltezés a legismertebb és legelterjedtebb, de sikeresen alkalmazható a kálium-argon kormeghatározás, az urán-sor és a hasadási nyomok alapján történő keltezés, a termolumineszcens datálás és az archeomágnesség is. A régészeti lelőhelyeken előkerülő csontok koráról felvilágosítást kaphatunk az idők során bennük végbemenő kémiai változások tanulmányozása alapján. Attól függően, hogy mennyi ideig voltak a földben eltemetve, a csontokban felhalmozódott bizonyos vegyi elemek mennyisége nő vagy csökken. (A fluor tartalom pl. növekszik, a nitrogén tartalom csökken.) Mivel ezek a változások a talaj összetételétől (is) függenek, az így nyert adatoknak elsősorban relatív kronológiai értéke van, de segítségükkel pl. el lehet különíteni egy temető régebbi és fiatalabb sírjait a mellékletek hiányában is. Az éghajlat változásai kihatnak a növényfajták elterjedésére, a fák növekedésére, az állóvizek fenekén (a gleccserek olvadása nyomán) keletkező lerakódások képződésére. Ezeknek a jelenségeknek a tanulmányozásán alapszik a virágpor-vizsgálat (pollenövezetek kronológiája), a dendrokronológia és a varv-kronológia Fizikai módszerek Radiometrikus keltezési eljárások. A 20. sz. közepétől több, a radioaktivitás jelenségére alapozott keltezési módszert dolgoztak ki. Ezek közül kétségkívül a radiokarbon módszer a legfontosabb, amelyre a fejezet végén külön visszatérünk és amelyet részletesebben bemutatunk. A következőkben röviden ismertetünk két másik eljárást is. A kálium-argon ( 40 K- 40 Ar) módszer a különböző geológiai eseményekkel (pl. vulkánkitörésekkel kapcsolatba került régészeti és paleontológiai, paleoantropológiai leletek, lelőhelyek keltezésére alkalmas. A vulkáni kőzetekben, hamuban jelen lévő enyhén radioaktív kálium-40 ( 40 K) izotóp bomlása során részben argonná, részben kalciummá alakul. A kormeghatározáshoz a kőzetekben felhalmozódó, tömegspektrométerrel nagy pontossággal kimutatható argont ( 40 Ar) használják. A mintában kimutatható argon-40 mennyisége jellemző arra az idő-intervallumra, ami a vulkáni kőzet kihűlése óta eltelt. Röviden : a módszer a mintában található 40 K és 40 Ar koncentrációk összehasonlításán alapul. Mivel a 40 Ar képződési sebessége nagyon kicsi (a 40 K felezési ideje 1,3109 év), a módszert csak legalább éves minták keltezésére lehet eredményesen használni. A módszer talán leglátványosabb eredményeit a kelet- 7

8 afrikai Australopithecus- és korai Homo-leletek keltezésével érték el : a több millió éves dátumok új megvilágításba helyezték távoli elődeink korát és az emberré válás sokat vitatott folyamatát. Az urán-sor számos izotópból tevődik össze, amelyek egymást követő radioaktív bomlással keletkeznek. Keltezéshez leginkább az urán-235 és az urán-238 anyaelemek és leányelemeik, a proaktinium-231 és a tórium-230 (ionium) detektálásához, koncentrációik méréséhez, összehasonlításához folyamodnak. A módszert az 1950-es 1960-as évektől alkalmazzák, N. Isac, E. Picciotto és W. M. Sackett kutatásai nyomán. Óceáni környezetben (üledékek, mészkő-konkréciók) az urán anya-elem oldott állapotban marad, a leány-elemek kicsapódnak. A év felezési idejű tórium-230 koncentrációjának mérésével, a 238 U- 230 Th arányának meghatározásával (urán-tórium-, ionium-módszer) jó eredményeket értek el például a korall minták keltezésében. Ezeket az eredményeket újabban a konvencionális radiokarbon dátumok kalibrálásához is sikeresen felhasználták abban az időtartományban, amelyre vonatkozóan nem rendelkezünk dendrokronológiai kontroll adatokkal A termolumineszcens kormeghatározás (akárcsak az optikai keltezés és az elektrospin rezonancia) közvetve szintén a radioaktív bomláson alapul : a kormeghatározásban itt nem a keltezendő tárgy radioaktivitása, hanem az általa elnyelt sugárzás mennyisége a mérvadó. A módszert főleg a kiégetett agyag, továbbá a zománc, üveg, égett kövek, tűzkő, kagylóhéj, vulkáni láva és hasonlók keltezésére használják. Ha egy mintát apró darabkákra törnek és hirtelen 500 C-ra hevítik, a minta gyenge, de mérhető fényt bocsát ki. Ha a mintát újra felhevítjük, csak hősugárzást (vörösízzást) fogunk megfigyelni. Az első felhevítés nyomán jelentkező fénytöbbletet termolumineszcenciának (TL) nevezik. A TL az eltemetett minták ásványi összetételéből adódik, ami hosszú időn át ki volt téve egyrészt magában a minta anyagában, másrészt a talajban található radioaktív anyagok ( 238 U, 232 Th, 40 K stb.) gyenge sugárzásának. Ezeknek az anyagoknak a felezési ideje igen hosszú, ezért a sugárzás fluxusa állandó. A datálás azon alapul, hogy a termolumineszcencia intenzitása egyenesen arányos azzal az idővel, ami annak a tárgynak a kiégetése és földbe kerülése óta eltelt, amiből aminta származik. A kiégetés során az addig felhalmozott TL kiürül és így az óra 0 időpontra áll be. Ez a magyarázata a fentebb leírt jelenségnek, ti. hogy a másodszor is felhevített minta már csak hősugárzást bocsát ki. A látszólag egyszerű alapelvek ellenére maga a keltezési eljárás igen bonyolult, ezzel is magyarázható, hogy az S.F.Fleming által már 1953-ban kidolgozott módszert csak az 1960-as évek végétől kezdték alkalmazni. A TL detektálásához és méréséhez igen érzékeny műszerek szükségesek és a kormeghatározáshoz ismerni kell mind a minta, mind a talaj radioaktív izotóp-összetételét. A TL módszerének nagy előnye, hogy olyan anyagokat lehet vele keltezni, mint pl. a kerámia, amely önmagában is művelődési és kronológiai jelző szerepet tölthet be. A kerámián kívül sikerrel kelteztek kiégett paleolitikus tűzkő-eszközöket is, a datálást kiterjesztve olyan időszakokra, amelyekre a radiokarbon kormeghatározás nem alkalmazható. Franciaországi, a középső paleolitikum moustieri kultúrájához tartozó kovakő-eszköz sorozatokon és közötti korokat mértek, a palesztinai Kebara és Qafzeh barlangból származó leleteken végzett TL mérésekből pedig arra lehetett következtetni, hogy ezen a vidéken a neandervölgyi jellegű emberek a BP körüli időkig fennmaradtak, annak ellenére, hogy az első Homo sapiens csoportok már BP körül megjelentek. A régészeti keltezésen kívül a TL módszernek van még egy alkalmazási területe, amelynél nincs szükség talajmintára, a földbe kerülés körülményeinek ismeretére. A kerámiatárgyak hitelességének a vizsgálatáról, az eredeti antik tárgyaknak a modern hamisításoktól való megkülönböztetéséről van szó. Alapvető követelmény, hogy a tárgy ne rongálódjon meg. Elegendő egy 20 mg tömegű minta kivétele (pl. óvatos fúrással). A minta felhevítése nyomán a TL csak a valódi (antik) tárgyak esetében figyelhető meg. A módszer 8

9 alkalmazásának határa a minta anyagától függ. A kiégetett agyag esetében ez kb év, de kis radioaktivitású anyagok, mint pl a kiégett kövek, kagylóhéj akár fél millió évig keltezhető. A kormeghatározás pontossága általában ± 10%, ami ± 5%-ra javítható Archeomágnesség. A módszert E. Thellier francia tudós dolgozta ki és a gyakorlatban 1959 óta alkalmazzák. A föld mágneses terét annak iránya (az inklináció, I és a deklináció, D), valamint erőssége (intenzitása, F) határozza meg. Mivel ezek mérhető és az időben változó fizikai jelenségek, kormeghatározásra is alkalmasak lehetnek. Az agyag kis mennyiségben vas-oxidot tartalmaz, ami 700 C alatt ferromágneses, de magasabb hőmérsékleten elveszti mágnesezettségét. Amikor fokozatosan lehűl és hőmérséklete 700 C alá csökken, a föld mágneses terének köszönhetően az agyag ismét mágnesezett lesz és normális hőmérsékleti viszonyok között ez már nem változik. A kiégett agyagban tehát a mágnesezettség iránya azonos a föld mágneses terének a kihűlés idején az adott helyen létezett irányával, erőssége pedig arányos a mágneses térerősség akkori nagyságával. Ez az információ, a termoremanens mágnesség (TRM) megőrződik, mintegy belefagy az agyag memóriájába. Az ember évezredek óta épít tűzhelyeket, kemencéket. Az in situ, azaz eredeti helyzetükben megőrződött, kiégett agyagépítményekből vett mintákban, a TRM-nek köszönhetően, rögződtek a geomágneses térnek arra az időre jellemző adatai, amikor az illető tűzhelyet utoljára használták. A föld mágneses terének iránya állandóan és előre kiszámíthatatlanul változik (5. ábra), így lehetetlen e változások bármilyen elméleti rekonstrukciója. Másrészt, az inklináció és a térerősség függ a földrajzi szélességtől. Mindebből az következik, hogy a kiégett agyagmintákon mért TRM régészeti kormeghatározásra való felhasználásának előfeltétele az, hogy minél régebbi időkig visszamenően megismerjük a geomágneses térnek a föld különböző régióira jellemző szekuláris variációját. A keltezés a mintákon mért értékeknek a szekuláris variáció görbéihez való viszonyítása révén válik lehetővé Csontok keltezése kémiai változások alapján. Fluor-teszt. A csontokban a talajból felvett fluor tartalom (egy bizonyos telítettségi fokig) együtt nő a földbe kerülésük óta eltelt idővel, a fluor koncentráció tehát annál magasabb, minél régebbiek a csontok. A keltezések nem túl pontosak, hibahatáraik (a minta korától függően ± 5000 és ± között vannak, mégis fontos eredményekre vezethetnek. Megemlíthetjük például, hogy Kenneth P. Oakleynek 1949-ben többek között a fluor teszttel sikerült bebizonyítania, hogy az 1909-ben felfedezett ún. piltdowni ember ( az első angol ) hamisítvány : az ismeretlen tettes vagy tettesek egy Homo sapiens koponyából és valamilyen jelenkori főemlős (talán orangután) alsó állkapcsából rakták össze a leletet. Ugyancsak fluor-teszttel bizonyosodott be, hogy az egymástól 15 méternyi távolságra előkerült trinili (Jáva szigete) csontok ugyanannak az előembernek (Pithecanthropus erectus) a maradványai. A nitrogén-tartalom a friss csontokban magasabb (4,1%) és az idő múlásával viszonylag egyenletesen csökken. A nitrogén koncentrációból tehát következtetni lehet az eltemetett csontok korára. A fentebb említett piltdowni állkapocs mért nitrogén tartalma 3,9 % volt, míg a koponyatöredékeké 1,4 és 0,6% között mozgott, ami ismételten bizonyította, hogy az állkapocs és a koponya nem egykorúak, nem tartozhattak össze. A kollagén komplex fehérje, ami 18 mg/100 g arányban található meg az élő emberi szervezetben, a csontokban is. A halál beállta és az eltemetés után ez a koncentráció folyamatosan csökken. A jelenség egy hiperbolikus görbével illusztrálható, amely az idő múlásának mértékével fokozatosan a vízszinteshez közeledik. Ha megállapítjuk az ismeretlen korú csontok kollagén tartalmát és a mért értékeket az előzetesen kidolgozott görbéhez viszonyítjuk, tájékozódhatunk a csontok koráról. A módszert jó eredménnyel lehet használni egy 9

10 temető különböző korú sírjainak időrendbe állítására, hozzávetőleges datálására, különösen akkor, ha a sírok nem tartalmaznak jellegzetes, kronológiai támpontokat nyújtó mellékleteket Varv-kronológia. A gleccserek olvadása-visszahúzódása nyomán a gleccserek szélei mentén fekvő tavak fenekén évente lerakódó vékony, agyagos üledékrétegek (varvok) egy sajátos stratigráfiát képeznek. A jelenséget először Gerhard de Geer svéd tudós tanulmányozta a 19. sz. végén. Amennyiben ezeket az évente, periódikusan lerakódó üledékrétegeket pontosan datálni lehet, a dendrokronológia évgyűrű-számlálásához hasonlítható abszolút kronológiai támpontokat nyerhetünk. A skandináviai gleccserek visszahúzódásának menete a pleisztocén vége óta folyamatosan nyomon követhető. Az éves olvadás eredményeként lerakódott varvok mérete változó: meleg években vastagabb, hideg években vékonyabb üledékrétegek keletkeznek. A vékonyabb-vastagabb rétegek sorozatokat képeznek, s a sorozatok egymással összekapcsolhatók. A vastag, évezredeket képviselő rétegsorok összekapcsolása először tette lehetővé, hogy a sorozaton napjainktól visszafelé számolva felbecsüljük az utosó jégkorszak végső periódusának abszolút kronológiáját. Eszerint a skandináv jégtakaró visszahúzódása ezelőtt kb évvel kezdődött és Észak-Európa i.e táján szabadult meg a jégtakarótól. Ekkor kezdődött a földtörténeti jelenkor, a holocén első periódusa, az ún. preboreális időszak A dendrokronológia (gör. dendron = fa) a fák növekedésének azon a már Leonardo da Vinci által megfigyelt sajátosságán alapul, hogy törzsük kerülete mentén esztendőnként egy-egy új évgyűrű képződik, melynek vastagsága és szerkezete az illető év időjárási sajátosságaitól (hőmérséklet, csapadék stb.) függ. Egy fatörzs keresztmetszetében a fa növekedése szempontjából kedvező vagy kedvezőtlen időjárási viszonyoknak megfelelően szélesebb és keskenyebb évgyűrűk váltják egymást. Az egymást követő évgyűrűk rajzolatamintázata hasonló az azonos éghajlati körülmények között fejlődött egykorú fákban. Minden évben tulajdonképpen egy kettős évgyűrű keletkezik: a tavasszal képződött faanyag világos, a nyár és ősz folyamán képződött sötétebb színű. Mivel a klímaviszonyok változnak, az évgyűrűk szélessége és sűrűsége egyrészt tükrözi ezeket az adott régióban végbemenő változásokat, másrészt támpontokat szolgáltat a növekedési periódusok datálásához. A dendrológiai kutatások az előbbi irányban indultak: a fák növekedésének sajátosságait a 19. sz. végén az erdők, valamint a klímaváltozások tanulmányozása céljából kezdték vizsgálni (dendroklimatológia). Andrew Eliott Douglass amerikai csillagász, a dendrokronológia úttörője, a 20. sz. elején jött rá, hogy az említett jelenségek a famintákat alkalmassá teszik a keltezésre is. A dendrokronológia arra az egyetemes érvényű alapelvre támaszkodik, mely szerint az ugyanahhoz a fajhoz tartozó, ugyanabban az időben, ugyanazon környezeti (éghajlati) feltételek között élő fák, növekedési tendenciájuknak megfelelően, hasonló, váltakozóan szélesebb és keskenyebb, egymást követő évgyűrűkből összetevődő mintázatokat hoznak létre. Ezek jól megfigyelhetők a fák törzsének keresztmetszetén. Az évgyűrűk mintázatát kivágott fák törzsének szeletein vagy élő fák törzséből fúrás révén vett ún. fúrómagokon vizsgálják. Az évgyűrűket megszámozzák, minden évgyűrű egy naptári évnek felel meg. A legszélső (külső) évgyűrű képviseli a fa életének utolsó, kivágása előtti évét. Az évgyűrűk mérése, számlálása mikroszkóp alatt, számítógéphez kapcsolt elektronikus berendezéssel történik. Grafikonra vetítve az egymást követő évgyűrűk szélességét, a fa növekedési folyamatát ábrázoló diagrammát kapunk. Az éveket a diagramma vízszintes tengelyén, az évgyűrűk vastagságát a függőleges tengelyen tüntetik fel. A grafikon így kirajzolódó, az egymást követő szélesebb-keskenyebb évgyűrűknek megfelelő cikcakkjai adják meg azt a jellegzetes évgyűrű-mintázatot, ami azonos lesz minden, azonos fajtájú, egykorú, ugyanazon klíma-övezetben fejlődött fa törzsében. Több, eltérő korú fa növekedési diagrammáit összehasonlítva azonos részeket figyelhetünk meg, ezek a fák életének közös szakaszait 10

11 képviselik. Az egyedi évgyűrűsorozatok, diagrammák összehasonlítása, összepasszításaösszekapcsolása révén dendrokronológiai görbék alkothatók, amelyek mindkét irányba (a múltba, illetve a jelen felé) meghosszabbíthatók, a rendelkezésre álló faanyag által képviselt időszakok hosszától függően. A görbék szinkronizmusainak megállapítását elősegítik azok, a diagrammákban könnyen felismerhető, tájékozódási pontokként szolgáló évgyűrűk, amelyek szélsőségesen aszályos vagy csapadékos esztendőkben képződtek. Az évgyűrűs kormeghatározás alkalmazásának előfeltétele az ún. dendrokronológiai alap- vagy standard görbék (master chronology, reference chronology, courbe de référence) megszerkesztése. Ez csak nagyszámú, ugyanazon fajtához tartozó, ugyanabból a klíma-övezetből származó fatörzs dendrokronológiai diagrammáinak a pontos összeillesztése révén lehetséges. A standard görbe felépítéséhez fel lehet használni mind az élő fák, mind az épületekből vagy éppen régészeti emlékekből (cölöpépitmények, hidak, sírkamrák, elsülyedt hajók stb.) vagy hordalékrétegekből származó régi fák évgyűrűit. A dendrokronológiai diagrammák összeillesztése (cross-matching) addig folytatható, amíg tart a rendelkezésre álló faanyag. Az abszolút keltezéshez a standard görbét ismert korú fák diagramjai alapján (pl. ma élő fák évgyűrűin visszafelé számolva) rögzíteni kell az időskálán, tehát tudnunk kell, hogy egy-egy évgyűrűnek melyik naptári év felel meg. Amíg ez nem sikerül, ún. lebegő évgyűrűsorozatokról beszélünk. Az európai standardgörbéket is ilyen, eredetileg javarészt lebegő évgyűrűsorozatokból állították össze. Kiemelkedő jelentőségű az az 1503 évre kiterjedő lebegő görbe is, amit P. I. Kuniholm állított össze az Égei-tenger vidékeire. A sorozatot egyelőre csak nagy pontosságú radiokarbon mérésekkel datálták, eszerint a görbe a ± 37 BC (Kr.e.) időszakra alkalmazható. Olyan jelentős régészeti emlékeket sikerült ehhez a görbéhez kapcsolni, mint a mükénéi aknasírok, az uluburuni hajóroncs vagy Midasz frígiai király gordioni (Kis-Ázsia) monumentális, fakamrás halomsírja. Az Egyesült Államok délnyugati vidékei számára, főleg a 4000 éves kort is megélő mamutfenyő (Sequoia gigantea) és tüskésfenyő (Pinus aristata) élő és fosszilis példányainak tanulmányozása alapján egy 8681 éves hosszúságú, folyamatos, tovább bővíthető dendrokronológiai standard görbét sikerült megalkotni. Északnyugat- és Közép-Európa különböző vidékeire, elsősorban tölgyfa (Quercus ) leletek alapján, német, svájci és ír szakemberek 8400 BC-ig, a Holocén elejéig visszanyúló görbét állítottak össze. Kelet-Magyarország (az Alföld és az Északi Középhegység) területére a későközépkorig (1590-ig) visszanyúló tölgyfa-kronológiát, a Dunántúl területére pedig egy 300 éves, a római kort átfogó dendrokronológiai görbét sikerült kidolgozni. Erdély, közelebbről a Csíkimedence területére mindeddig csak a késő középkorra (az közötti időszakra) rendelkezünk keltezett évgyűrűsorozattal. Ha egy régészeti leletből származó faminta metszetéből nyert diagramot sikerül a standard görbéhez illeszteni, meg lehet állapítani a minta korát. A pontos (évhű) keltezéshez szükséges, hogy a mintában meg legyen a fa életében keletkezett utolsó évgyűrű, tehát következtetni lehessen a fa kivágásának és felhasználásának évére. Ebben az esetben a datálás pontossága ± 1 év lesz. Ha az utolsó évgyűrű hiányzik, a keltezés hozzávetőleges lesz. A dendrokronológia kérdéseire a radiokarbon dátumok kalibrálásának tárgyalásakor még visszatérünk. 3. A radiokarbon kormeghatározás 3.1. Előzmények. A radiokarbon (C-14, 14 C) a szén 14-es tömegszámú természetes izotópja. Először laboratóriumi körülmények között figyelték meg az 1930-as években, amikor részecskegyorsítóban nitrogén atomokat ütköztettek mesterségesen létrehozott neutronokkal és a magreakció eredményeként C-14 keletkezett. Serge Alexander Korff, orosz származású, Helsinkiben született fizikus ( ), a New York University professzora 1940-ben rájött, hogy a szén-14 a természetben is előfordul: a kozmikus sugárzás keltette másodlagos neutronok 11

12 az atmoszféra felső rétegeiben reakcióba lépnek a nitrogén ( 14 N) atomokkal és 14 C keletkezik. Akkoriban aligha sejthette valaki, hogy e gyengén radioaktív anyag vizsgálata révén milyen távlatok nyílnak majd az utolsó félszázezer év folyamán földbe került régészeti leletek korának meghatározása előtt. A radiokarbon módszer néven ismeretes keltezési eljárás kidolgozása Willard Frank Libby amerikai tudós ( ) nevéhez fűződik, aki felfedezéséért 1960-ban kémiai Nobel-díjat kapott. A díj átvételekor Libby nem feledkezett meg arról, hogy köszönetet mondjon Korff felfedezéséért. W. F. Libby fizikai kémiát hallgatott a Kaliforniai Egyetemen (Berkeley), itt doktorált 1933-ban, s itt is kezdte tudományos pályáját től a Manhattan-terv keretében dolgozik Harold C. Urey professzor munkatársaként. A háború után visszatér eredeti hivatásához, a Chicagoi Egyetemen lesz a kémia professzora. Itteni évei alatt dolgozta a ki a 14 C módszert, amihez jelentős mértékben hozzájárult korábbi találmánya, az alacsony radioaktivitási-szint mérésére szolgáló különleges Geiger-számláló től az Egyesült Államok Atomenergia Bizottságának tudományos tagjaként a kutatás, szakemberképzés előmozdításán fáradozott, minden igyekezetével azon volt, hogy az atomenergia az emberiség javát szolgálja. Részvett a Nemzetközi Atomenergia Hivatal megszervezésében, s az ő kezdeményezésére ült össze az első Atomok a Békéért Konferencia. Amikor 1959-ben ismét visszatér az egyetemi életbe, a Kaliforniai Egyetem (Los Angeles) kémiai karának lesz a professzora. Bekapcsolódik az űrkutatási programba, annak egyik fő szorgalmazója lesz. Az 1970-es években környezetvédelmi kérdések is foglalkoztatják. Libby kiváló tanár, sikeres, elismert kutató volt, aki a tudomány számos területén maradandót alkotott. Eredményei közül kétségkívül a radiokarbon keltezési eljárás a legfigyelemreméltóbb, világraszóló hírnevet is ezzel szerzett magának Libby megfigyelései. A módszer alapelvei. A radiokarbon keltezés kidolgozásához azok a kutatások vezettek, amelyek kapcsán Libby és chicagoi munkatársai az 1940-es évek második felében a kozmikus sugárzásnak Földünk légkörére gyakorolt hatását tanulmányozták. Libby arra a következtetésre jutott, hogy a kozmikus sugárzás keltette neutronok az útjukba kerülő légköri nitrogén atomokat ( 14 N) szén-14 izotóppá alakítják, mely szén-dioxid molekulákat is alkothat. Ennél fogva, a fotoszintézis során, a 14 C-nek be kell kerülnie a növényi sejtekbe, onnan pedig az állati és az emberi szervezetbe, és ha ez így van, az egész bioszférának enyhén radioaktívnak kell lennie. Elgondolását igazolták a világ különböző tájairól származó fa- és egyéb mintákon végzett mérések, s úgy látszott, hogy az élő anyag aktivitásszintje mindenütt egyforma. Libbyék kiterjesztették vizsgálataikat ismert korú, mindenek előtt az ókori Egyiptomból származó, a történelmi kronológia révén datált famintákra is. Várakozásaiknak megfelelően tekintetbe véve a szén-14 fokozatos elbomlását a régi mintákon mért fajlagos radioaktivitás a kor függvényében egyre csökkent: az i.e. 27. században, az egyiptomi Óbirodalom III. és IV. dinasztiája korában élt Dzsószer és Sznofru fáraók sírjaiból származó faminták fajlagos aktivitása például mintegy feleakkora volt, mint az i.sz. 20. század közepén élő fáké. Ezek a megfigyelések már 1949-ben ahhoz a felismeréshez vezettek, hogy az eljárásmegfordítható: a minták szén-14 tartalmának (fajlagos radioaktivitásának) mérése alapján lehetővé válik az ismeretlen korú minták keltezése. A fenti elgondolások szellemében fogalmazódtak meg azok az alapelvek, melyekre a Libby-féle kormeghatározási módszer épül. Az időjelző szerepét betöltő szén-14 az atmoszféra felső rétegeiben képződik, a kozmikus sugárzás által keltett szabad neutronoknak a nitrogén atomokra gyakorolt átalakító hatása eredményeképpen. Az így létrejött 14 C az atmoszférában található oxigénnel szén-dioxid molekulákat alkothat. Ezeknek azonosak a kémiai tulajdonságaik, függetlenül attól, hogy stabilis vagy radioaktív szenet tartalmaznak. (A szén stabilis izotópjai a 12 C és a 13 C, ezek a természetes szénben 98,9 %, illetve 1,1 % arányban fordulnak elő.) A légköri széndioxid fotoszintézise folyamán a 14 C beépül a növények szöveteibe, és a tápláléklánc 12

13 közvetítésével a többi élőlény szervezetébe is. A légköri szén-dioxid oldott karbonátok formájában bejut az óceánok vizébe is, így a 14 C pl. a tengeri kagylókban is kimutatható. A Föld különböző pontjain végzett mérésekből arra következtettek, hogy a légkörből, a bioszférából és az óceánokból álló ún. széncserekészletben a 14 C természetes megoszlása, koncentrációja mindenütt egyenletes (mert viszonylag gyors keveredés jön létre a cserekészlet összetevőiben tartózkodó szénatomok között) és állandó (mert egyensúlyi szint alakul ki a kozmikus sugárzás okozta képződés és a radioaktív bomlás miatti veszteség között). Ez a koncentráció elenyészően kicsi: a teljes széntartalom kb. egybilliomod része. Mivel az élőlények szöveteibe beépülő szén egyetlen forrása a légkör szén-dioxidja, a 12 C és a 14 C részarányának elvileg azonosnak kell lennie mind az élő szervezetekben, mind a környező atmoszférában. A szervezetek halála után, a táplálkozási folyamatok megszakadtával (amikor a szövetekben felhalmozódott szénnek megszűnik a kölcsönhatása a cserekészletekkel) a 12 C 14 C egyensúlyának újratermelése véget ér és a két izotóp részaránya változni kezd a (béta-részecskék kibocsátása kíséretében) fokozatosan elbomló radioaktív szén rovására. Ekkor indul be a Libby-féle radiocarbon óra. Minden radioaktív izotópnak megvan a rá jellemző bomlási sebessége, amelyet az ún. felezési idő fejez ki. Kezdetben a 14 C keltezési módszertől függetlenül arra a következtetésre jutottak, hogy egy minta 14 C atomjainak a fele 5568 ± 30 év alatt bomlik el: ez a radioaktív szén felezési ideje. Ennek függvényében, a növények, állatok vagy az ember szervezetébe beépült szén-14 kereken számítva a maradványokban 5600 év után a felére, év után a negyedére év után pedig az 1%-ára csökken. Ha tehát összehasonlítjuk egy régészeti leletből vett minta jelenlegi (béta aktivitásban) mért szén-14 tartalmát az élő anyag (évezredek óta változatlannak tekintett, következésképpen a minta eredeti szén-14 tartalmának megfelelő) 14 C koncentrációjával, a radioaktív szén bomlási sebességének ismeretében kiszámítható, mennyi idő telt el annak a szervezetnek a pusztulása óta, melyből a minta származik. E zseniális elgondolás először csillantotta fel a reményt, hogy objektív, általánosan alkalmazható módszer dolgozható ki a néhányszor tízezer évesnél nem korábbi régészeti leletek keltezésére. Az egyszerűnek tűnő elképzelés gyakorlatba való átültetése azonban csak bonyolult mérések és számítások, komplex, rendkívül költséges berendezések segítségével lehetséges. S az sem elhanyagolható, hogy a radiokarbon keltezés ahogyan azt Libby és munkatársai kidolgozták végső soron néhány hipotézisre épül; ha ezek közül egy is tévesnek bizonyul, az egész módszer érvényessége kétségessé válhat. A hipotézisek szerint abban az időszakban, melyre a radiokarbon módszer alkalmazható, a kozmikus sugárzás intenzitása mindvégig állandó volt s így nem következhettek be változások a szén-14 termelődésében. Az ún. széncserekészlet a légkör, az óceánok és a bioszféra széntartalma stabilis volt és nem módosult a készlet szerkezete sem. A légkör és az élő szervezetek szén-14 koncentrációja tehát mindvégig állandó és a földkerekségen mindenütt azonos volt. Az élő anyag pusztulása (a 14 C felvétel megszűnése) után a szövetekben található radioaktív szén bomlása az évezredek folyamán egyenletesen ment végbe, a felezési időnek megfelelő sebességgel, amit kellő pontossággal sikerült megállapítani A kezdetek. A módszer fogadtatása. A radiokarbon-tartalom alapján végzett kormeghatározás terén elért eredményeikről Libby és munkatársai, E. C. Anderson és J. R. Arnold 1949-ben számoltak be először a Science hasábjain. Ezt követte aztán 1952-ben W. F. Libby Radiokarbon keltezés című összefoglaló könyvének első kiadása az University of Chicago Press gondozásában, amit további két angol nyelvű kiadás követett (1955, 1965), s a munkát más nyelvekre is lefordították. 13

14 Albert Egges van Giffen professzor, a Groningeni Egyetem Biológiai-Régészeti Intézetének igazgatója már telén, tehát közvetlenül a módszer Libby általi megalapozását követően felkérte az atomfizikusként induló, de később biofizikára szakosodó Hessel de Vriest, hogy 14 C keltezési berendezést építsen az intézet számára. A groningeni laboratóriumban 1952 májusában került sor az első egy középkori építkezésből származó famintán végzett radiokarbon kormeghatározásra, s 1953 januárjában a berendezés készen állt a rutinszerű mérések számára. A dán tudósok serényebbek voltak: annak ellenére, hogy berendezésüket valamivel később kezdték építeni, a Koppenhágai Nemzeti Múzeum mellett létrehozott 14 C keltezési laboratóriumot, elsőként Európában, már az év folyamán sikerült munkába állítaniuk. Amerikai és európai tudósok fáradozásai nyomán így indult utjára az ötvenes évek elején egy új keltezési módszer, mellyel kapcsolatban sokáig megoszlott a régészek véleménye: egyesek fenntartásokkal, kétkedéssel fogadták, vagy éppen elvetették eredményeit, mások pedig kezdettől fogva bizalommal és nagy várakozással tekintettek az új datálási lehetőségre. A fenntartások nemcsak a módszernek szóltak, hanem az általa nyert, az addig használatos történeti kronológia adatainál jóval magasabb (korábbi) dátumoknak is. A kétkedők között volt a tekintélyes Vladimir Milojčić heidelbergi professzor, aki élete végéig kitartott a Germania c. folyóirat évi kötetében megfogalmazott fenntartásai (és az alacsony kronológia) mellett. Vele ellentétben Richard Pittioni bécsi professzor kezdettől fogva felismerte a módszer jelentőségét az őskori kronológia kidolgozásában, Colin Renfrew brit archeológus pedig egyenesen a régészeti keltezés radiokarbon forradalmáról beszélt Before Civilisation c népszerű munkájában (1973). A véleménykülönbségek ellenére vagy talán éppen ezért a radiokarbon módszerben rejlő lehetőségek példátlan kihívást jelentettek az érdekelt tudományok számára. Az elmúlt hat évtized folyamán több mint 150 C-14 keltezési laboratórium épült a világ öt kontinensének országaiban. Ezek nagy része egyetemek, kutatóintézetek, múzeumok mellett, tudományos programokon dolgozva működik, de olyanok is vannak, amelyek rendelésre, üzletszerűen végeznek kormeghatározásokat. Ez ma sem olcsó mulatság : egy standard minta előkezelésének, mérésének, végső soron keltezésének a költségei USA dollár körül mozognak. A laboratóriumok számának, kapacitásának növekedésével tetemesen megszaporodott a 14 C dátumok mennyisége is: J. A. J. Gowlett oxfordi szakértő becslése szerint a múlt század nyolcvanas éveinek elején, három évtized kutatásainak gyümölcseként már több mint radiokarbon kormeghatározás állt a tudomány rendelkezésére. A 14C adatok folyamatos közlésében immár majd fél évszázada fontos szerep jut az egészében a módszer sajátos kérdéseinek szentelt Radiocarbon című folyóiratnak, amely a Yale Egyetem (New Haven, Cunnecticut, USA) kiadásában jelenik meg. Az egyébként csak a legjobb szakkönyvtárakban megtalálható folyóirat az utóbbi időben az Interneten is hozzáférhetővé vált. A C-14 adatok gyarapodásával lehetővé vált egyes területek és korszakok radiokarbon időrendjének felvázolása és más kronológiai rendszerekkel való összevetése, ami olykor drámai fordulatokhoz vezetett az európai őstörténet értelmezésében. A különböző keltezési eljárások különösen a dendrokronológia fejlődésével sor kerülhetett a radiokarbon kormeghatározások pontosságának az ellenőrzésére, s általában a módszer érvényességének a felmérésére. Ezek után ma jobban megítélhetjük mind a radiokarbon módszer lehetőségeit, mindpedig korlátait Elmélet és gyakorlat. Alapelvek és valóság. A radiokarbon keltezés végső soron a szén-14 koncentrációk összehasonlításán alapul. Ahhoz, hogy egy minta korát meghatározhassuk, ismernünk kell(ene) a 14 C/ 12 C jelenlegi arányát a mintában; a 14 C/ 12 C eredeti arányát a minta anyagában, abban az időpontban, amikor elpusztult az az élőszervezet, amelyből a minta származik 14

15 (s amikor a mintában lévő szén-14 elbomlása megkezdődött); a 14 C bomlási sebességét. A minta jelenlegi (béta-aktivitásban kifejezett) szén-14 koncentrációja bizonyos hibahatárok között méréssel megállapítható. Ez az egyetlen, közvetlen méréssel nyert alapvető információ, mely lehetővé teszi a minta korának meghatározását. Ugyancsak méréssel igyekeztek minél pontosabban meghatározni a 14 C bomlási sebességét is. Mint említettük, a szén-14 felezési idejét Libby 5568 évben állapította meg; ezt később 5730 évre módosították. Amit nem lehet megmérni: az a minta eredeti aktivitása. Libby számára ez nem okozott gondot, mert feltételezte, hogy a 14 C termelődése és bomlása között egyensúlyi állapot alakult ki, a szén-14 koncentrációja tehát évezredek óta változatlan. Ezért, s a széncserekészletben létrejövő viszonylag gyors és egyenletes keveredés következtében a 14 C/ 12 C izotópok részaránya elhanyagolható eltérésektől eltekintve minden élő szervezetben állandó (és ugyanakkora, mint az atmoszférában). Kezdetben tehát úgy vélték, hogy a minták eredeti aktivitása helyett amit ma már közvetlen méréssel nem lehet megállapítani etalonként felhasználható a manapság fejlődő anyag, ennek a fajlagos radioaktivitásával hasonlítható össze a minták remanens aktivitása. Hamarosan kiderült azonban, hogy a légkör (s ez által az egész széncserekészlet) 14 C koncentrációja a múltban korántsem volt állandó, hanem kisebb-nagyobb ingadozásokat mutatott. Ezek, mint látni fogjuk, földi vagy kozmikus méretű természetes jelenségekkel függnek össze, s csak kis mértékben (az újabb kori) emberi tevékenység következményei. A koncentrációváltozásokkal, mint a keltezést alapvetően befolyásoló tényezővel kapcsolatban tudnunk kell, hogy a radiokarbon elbomlási rátájának függvényében a szén-14 atomok száma 83 évenként kb. 1 %-kal csökken. A 14 C koncentráció 1 %-os emelkedése vagy süllyedése következtében tehát a számított kor 83 évvel korábbi vagy későbbi lesz a minta valóságos koránál. Emiatt az is előfordulhat, hogy két olyan mintának, melynek a valóságos kora különböző, azonos legyen a jelenlegi (mért) radioaktivitása, s következésképpen (konvencionális) radiokarbon keltezése is. A radioaktív szén koncentrációjának múltbeli természetes ingadozásaira utaló első bizonyítékokat Hessel de Vries tárta fel, a jelenséget róla is nevezték el ( de Vries-féle effektus ). Az 1958-ban, Hamburgban megtartott V. Nemzetközi Őstörténeti Kongresszuson a groningeni tudós olyan ismert korú fa- és gabona mintákon végzett 14C méréseket mutatott be, amelyekből arra lehetett következtetni, hogy a legutóbbi két évezredben a radiokarbon koncentrációja ± 2 %- ig terjedő ingadozásokat mutat (ami a számított korban ± 160 éves deviációt eredményez). De Vries következtetéseit alig két év múlva fényesen igazolták a cambridge-i, heidelbergi és koppenhágai laboratóriumok közösen végzett kísérletei, amelyek során az USA délnyugati vidékein honos, több ezer évet is megélő mamutfenyőből (Sequoia gigantea) vett, a dendrokronológia módszerével pontosan keltezett mintákon végeztek méréseket. A hatvanas évektől számos amerikai és európai radiokarbon meg dendrokronológiai laboratórium tanulmányozta igen behatóan a szén-14 koncentráció múltbeli ingadozásait. E vizsgálatokban felbecsülhetelen szerepe volt a kaliforniai Fehér Hegységben (White Mountains) honos borostásfenyő (Pinus aristata) több ezer évet átfogó évgyűrűsorozatain végzett precíziós méréseknek. Ezekből többek között arra lehetett következetni, hogy az i. e. 1. évezredet megelőzően a szén-14 koncentrációja jelentős mértékben és tartósan megemelkedett. A többletkoncentráció az i. e évezredben, tehát az európai neolitikum és rézkor időszakában megközelítette a 10 %-ot, ami azt eredményezi, hogy az ebből a periódusból származó minták radiokarbon mérésekkel megállapított kora mintegy 800 évvel fiatalabb, azaz későbbi, mint a tényleges koruk. Világossá vált, hogy a 14 C koncentráció ingadozásai miatt a mért radiokarbon kor eltér a minták valóságos ( történelmi ) korától vagy, másképp fogalmazva: a radiokarbon 15

16 években kifejezett kor nem azonos a naptári (csillagászati) években kifejezett korral. (Az i. e. első három évezredben például a becslések szerint 75 radiokarbon év 100 naptári évvel volt egyenértékű.) Ebből az is következik, hogy a közvetlen (konvencionális) 14 C dátumokat nem lehet minden további nélkül összevetni a történelmi kronológia adataival! A kétféle időrend egyeztetése céljából a szakemberek mindenek előtt a dendrokronológia segítésével különböző korrekciós eljárásokat dolgoztak ki. Ez a kalibrálás (lásd továbbá: 3.8.), amelyet második radiokarbon forradalomként is emlegetnek, s amelyre a régészek hasonlóképpen egyetértéssel vagy elutasítással reagáltak, mint a konvencionális radiokarbon keltezés bevezetésére. A fő gondot az okozta, hogy a kalibrálás révén kapott magas dátumok még jobban eltávolodtak a hagyományos (történeti) kronológián alapuló keltezésektől. A kalibrálást elvégezve a radiokarbonévszámok átválthatók naptári évszámokra és csak ezek a kiigazított dátumok hasonlíthatók össze a történelmi kronológia évszámaival. A szakemberek több évtizedes erőfeszítéseinek eredményeképpen ma már nemzetközileg elfogadott, standard korrekciós eljárások, számítógépes kalibrálási programok segítik a pontosabb, a valóságot jobban megközelítő időrend megállapítását. De ne feledkezzünk meg arról, hogy a kalibrált évszámok is a közvetlen C-14 dátumokon alapulnak, s hogy ugyanaz a konvencionális radiokarbon dátum több naptári évnek, pontosabban a naptári évek több, hosszabb-rövidebb időszakának is megfelelhet. Ilyen szempontból a kalibrált adatok sem pontosak, nem évhűek, s megtörténhet, hogy maga a kalibrálás művelete is újabb hibák forrása lehet, de hangsúlyozandó, hogy csak a kalibrált évszámok hasonlíthatók össze a történelmi kronológia adataival! Fontos körülmény az is, hogy az eddigi kutatások arra engednek következetni, hogy a koncentráció-változások lényegében egyidejűek voltak az egész földkerekségen, tehát, adott időpontban, a légkör 14 C szintje ugyanakkora volt az egész világon (ez az ún. egyidejűség elve). S ha ez így van, akkor a radiokarbon kormeghatározások függetlenek a minták lelőhelyének földrajzi helyzetétől, s akár az egymástól igen távol fekvő területek régészeti jelenségeire vonatkozó 14 C adatok is összehasonlíthatóak egymással. Mindezeket figyelembe véve továbbra is érvényes az az 1962-ben lefektetett nemzetközi egyezmény, melynek értelmében a radiokarbon keltezés alapvető adataként a minták konvencionális 14 C korát kell meghatározni. E sajátos, de a maga módján következetes időskálán belül biztosítva van a kormeghatározások egymással és a régebbi mérések eredményeivel való összehasonlításának, a relativ kronológiai viszonyok rekonstruálásának a lehetősége. A koraőskorra vonatkozó régészeti kutatásnak egyelőre az abszolút kronológia céljaira is be kell érnie ezekkel a közvetlen radiokarbon adatokkal, hiszen a évesnél régebbi, a felső paleolitikumot megelőző időszakok C-14 dátumait ma még nem lehet megbízhatóan kalibrálni. A minták valóságos korának megállapításához azonban elkerülhetetlen a 14 C dátumok átváltása naptári évszámokra. Ez különösen akkor válik szükségessé, ha történelmileg keltezett eseményekkel próbáljuk kapcsolatba hozni a radiokarbon módszerrel datált régészeti jelenségeket, ha a 14 C adatokat más fizikai kormeghatározási módszerek eredményeivel kívánjuk összevetni, vagy ha egy ún. lebegő évgyűrűsorozatot szeretnénk rögzíteni. Végül figyelmeztetnünk kell arra, hogy a fentiekből következően manapság kétféle radiokarbon dátum van forgalomban, s mivel nagy hiba volna összekeverni őket, jelölésükkel is gondosan meg kell különböztetni azokat. A közvetlen (konvencionális) C-14 dátumokat BP (before present = jelen előtti) radiokarbon-években fejezik ki. Közmegegyezés szerint a jelen i.sz re értendő. Ha az így kapott BP évszámból kivonunk 1950-et, ugyancsak konvencionális (radiokarbon-években kifejezett) dátumot kapunk, amit b.c. sziglával jelölünk (tehát kisbetűvel), megkülönböztetésül a BC (Before Christ = Krisztus előtt) sziglától, amit csak a naptári években kifejezett kor, esetünkben csak a kalibrált radiokarbon dátumok jelölésére használhatunk, akárcsak az AD (Anno Domini = Krisztus után) jelet. A még 16

17 jobb megkülönböztetés érdekében született az az ajánlás, miszerint a konvencionális radiokarbon dátumokat BP években kell megadni (kerülve a félreértésre alkalmat adó b.c. formát), a kiigazított dátumok jelölésére pedig a még egyértelműbb, a kalibrálásra utaló Cal vagy CAL BC/AD sziglát kell használni Keltezhető anyagok. A minták reprezentativitása. Elvileg bármilyen 14 C tartalmú szerves vagy szervetlen anyag alkalmas a radiokarbon meghatározás céljaira: fa, faszén, tőzeg, csont, nád, magvak, textiliák, bőr, haj, papír, agancs, fog, tojáshéj, kagyló, korall, karbonátos lerakódások, vagy vízben oldott karbonátok stb. Újabban a mészhabarcs s az igen csekély mennyiségű szenet tartalmazó kerámia és vas keltezésével is kísérleteznek. A hagyományos a béta-sugárzás mérésén alapuló keltezési eljárás alkalmazása esetén a mintának 5 6 g tiszta szenet kell tartalmaznia. Ehhez, pl. faszénből, gabonaszemekből mintegy 10 g, fából, tőzegből 20 g, csontból g, kagylóból 50 g tömegű mintára van szükség, de ezek az adatok csak tájákoztató jellegűek. Az optimális mennyiség egyaránt függ a minta minőségétől és az alkalmazott laboratóriumi technikáktól. Az utóbbi évtizedekben kifejlesztett atomszámlálás módszerét alkalmazva szénből mindössze 5 10 mg, csontból 1 5 g szükséges, de adott esetben 1 milligrammnyi, vagy annál akár kisebb minta is elégséges lehet. A szén-14 puszta jelenléte a mintában még nem biztosítéka a valósághű kormeghatározásnak. Alapvető követelmény a minta integritása: legyen jól konzervált állapotban, és ne tartalmazzon idegen, földbekerülése során vagy után felvett széntartalmú anyagot. Ha a minta idősebb vagy fiatalabb szénnel szennyeződött vagy keveredett, ez lényegesen adott esetben évszázadokkal vagy éppen évezredekkel torzíthatja a számított kort. Arról sem szabad megfeledkezhetünk, hogy a mért radiokarbon kor nem valamilyen történelmi eseményt jelez, hanem azt az időpontot, amikor a minta anyagának megszűnt a kölcsönhatása a széncserekészlettel, és megkezdődött a benne felhalmozódott 14 C elbomlása. Ahhoz tehát, hogy történelmi következtetések levonására alkalmas kormeghatározásokat kapjunk, biztosnak kell lennünk abban, hogy a kiválasztott minták ténylegesen a keltezendő régészeti jelenséget képviselik, hogy a radiokarbon óra elindulása valamilyen jellemző múltbeli emberi tevékenységgel kapcsolatos (egy fa kivágása és építkezéshez vagy tüzeléshez való felhasználása, egy állat elejtése vagy levágása és elfogyasztása stb.). A radiokarbon keltezés biztonsága tehát nemcsak a módszer érvényességén és a laboratóriumi mérések pontosságon múlik, hanem legalább ugyanolyan mértékben függ a minták minőségétől is, ezek kiválasztása pedig a régész feladata. Azt is mondhatnók tehát, hogy a régészeti objektumok 14 C keltezése az ásatáson kezdődik, s a jó vagy rossz eredményért a régész is felelős A radiokativitás mérése és a kormeghatározás. A minták 14 C tartalma megállapításának hagyományos módszere a radioaktív bomlások számlálásán alapul. Újabban a mintában jelen levő 14 C/ 12 C arányának meghatározására magukat a szén-atomokat detektálják részecskegyorsító segítségével. A Libby által eredetileg használt módszer az ún. szilárdszenes eljárás. H. de Vries ban új eljárást dolgozott ki: gáztöltésű proporcionális számlálót szerkesztett a szén-dioxiddá alakított minták mérésére (gas counting, GC). Az 1960-as években kialakított eljárás az ún. folyadékszcintillációs módszer (liquid scintillation counting, LSC; szcintilláció = felvillanás). Az eljárás azon alapul, hogy a sugárzás által gerjesztett szcintillátor-anyagok fotonokat bocsátanak ki, ezeket felerősítve és elektromos impulzusokká alakítva számlálják. A mérés során azokat a fényvillanásokat detektálják, amelyeket az ampullákba töltött oldószerben elbomló 14 C béta részecskéi keltenek. 17

18 A kormeghatározás matematikai módszerekkel történik, a radioaktivitás mért értékei és a felezési idő alapján. Miután ismételten megmérték mind a minta jelenlegi radioaktivitását (A), mind az etalon aktivitását, amit közmegegyezéssel azonosnak tekintenek a minta kezdeti fajlagos radioaktivitásával (A0), a két érték százalékarányából, a felezési idő figyelembe vételével kiszámítható az az idő (t), ami alatt az aktivitás szintje A0 ról A-ra csökken. Ez a minta 14 C években kifejezett és a jelentől (i. sz től) visszafelé számított közvetlen (konvencionális) radiokarbon kora. Ha például A/A0 = 50 %, akkor (a felezési időnek megfelelően) t = 5568, ha A/A0 = 25 %, akkor t = 11136, tehát a minta kora (egy bizonyos hibahatáron belül) BP 5568, illetve BP év. Minden 14 C dátum tulajdonképpen egy statisztikai középérték. A radioaktivitás mért értékeinek bizonytalanságát fejezi ki a standard deviáció (jele: σ, a görög szigma betű). A mért bomlási sebesség bizonytalansága annak megfelelő bizonytalanságot eredményez a számított korban is. A radiokarbon kormeghatározások közreadásának gyakorlata szerint éppen ezért az átlagolással számított kor mellett ± éveltérés formájában megadják azokat a szélső értékeket is, amelyek azt jelzik, hogy a minta ismételt mérési eredményein alapuló keltezés egy jól meghatározott valószínűség szerint e két időhatár közé esik. Ez a kor standard deviációja. A fentiek értelmében 68 % a valószínűsége annak, hogy egyazon minta újabb mérési eredményei a jelzett határok közé illeszkedjenek, azaz hogy a valóságos dátum a számított kor körüli ± 1σ időhatáron belül helyezkedjen el. Ha a határokat ± 2σ-ra terjesztjük ki, a valószínűség 95,5 %-ra emelkedik, ± 3 σ esetében pedig 99,7 %-ra. Nemzetközi megegyezés szerint laboratóriumok többnyire ± 1σ kiterjedésű hibahatárokat számítanak (és közölnek), de lehetséges ennek az értéknek a megkettőzése, megháromszorozása is, a 95,5, illetve a 99,7 %-os valószínűség elérése érdekében. A 14 C dátumokban a testet öltő statisztikai törvényszerűségek függetlenül a módszerben rejlő egyéb hibaforrásokból önmagukban is arra figyelmeztetnek, hogy a radiokarbon kormeghatározások nem egy adott időpontot jelölnek, hanem egy hosszabb-rövidebb időszakaszt, s csak ritkán biztosíthatnak az ősrégészet számára a szó igazi értelmében vett abszolút keltezéseket. A nagyon régi minták aktivitása oly csekély, hogy már-már alig kimutatható, és nem különböztethető meg a háttérsugárzástól, ami természetes határt szab a radiokarbon módszerrel meghatározható kornak. Egy ma tipikusnak tekinthető berendezéssel, optimális feltételek között, ez a határ (T max) kb év, de vannak laboratóriumok, amelyek nem is vállalkoznak túlságosan régi minták mérésére. A precíziós mérésekre berendezkedett laboratóriumok mint pl. a groningeni képesek arra, hogy kb. négy napig tartó méréssel éves minták korát is meghatározzák. Az atomszámlálásos módszer segítségével lehetőség nyílt az ennél régebbi minták keltezésére is Az atomszámlálás módszere (Accelerator Mass Spectrometry AMS). A hagyományos módszertől eltérően (amikor is csak a mérés idején éppen elbomló szén-14 atomokat detektálják), a tömegspektrométerként alkalmazott részecskegyorsítók segítségével magukat a mintában jelen levő 14 C atomokat lehet megszámlálni. A módszer lényege az, hogy a minta anyagából kivont szenet magas hőmérsékleten és nagy nyomás alatt általában grafittá alakítják, s a gyorsítóban pozitív ionokkal bombázzák. Miközben a felszabaduló negatív töltésű szénatomok végigszáguldanak a berendezésen, a könnyebb 12 C atomokat mágnesekkel szétválasztják a nehezebb 14 C atomoktól, és külön-külön számlálókba terelik őket. Egy újkeletű minta esetében percenként kb C atom detektálható. A minta korát a 12 C/ 14 C atomok számaránya alapján állapítják meg. Az atomszámlálás módszerének előnye mindenek előtt abban áll, hogy a keltezéshez csupán parányi, néhány milligrammos mintára van szükség, s a mérés igen rövid idő 18

19 (kb. egy óra) alatt elvégezhető. Ha a minták gondos megválogatásával, előkezelésével és kikészítéséval sikerül kiküszöbölni a tőlük idegen (a lelőhelyen vagy a laboratóriumban felvett) anyagokat, keltezhetővé válhatnak a évesnél régebbi leletek is. Megjegyzendő, hogy az új technikával nyert kormeghatározások sem vezetnek mindig kielégítő, a vitás kérdéseket egyértelműen eldöntő eredményekre, különösen ha kétségek merülhetnek fel a minta minőségét és reprezentativitását illetően. Jó példa erre az egyesek által Krisztus halotti kendőjének tartott, ereklyeként tisztelt, mások által középkori készítménynek vélt ún. torinói lepel vizsgálata. A számbajöhető adatok szerint a lepel évszázadokon keresztül a Közel- Keleten hányódhatott majd a bizánci udvarba kerülhetett, onnan pedig a keresztes háborúk során juthatott Európába. A maga valóságában 1357-ben Franciaországban bukkant fel, Geoffrey de Charny templomos lovag családjának birtokában. Innen a savoyai hercegek tulajdonába, Chambérybe került, ahol egy ezüstkazettába zárva, csupán kis sérülésekkel túlélte az évi tűzvészt óta Torinóban, a Keresztelő Szent János székesegyházban őrzik. A 436 cm hosszú és 110 cm széles lenvászon kendő egy (minden jel szerint keresztre feszített) emberi test első és hátsó oldali lenyomatszerű, elmosódott képmását őrzi. Már a középkorban felmerült a gyanú, nemcsak világiak, hanem az egyház egyes képviselői részéről is, hogy a lepel nem köthető Jézus személyéhez, hanem jóval későbbi, esetleg szándékos hamisítás. A leplet 1898-ban tették ki először nyilvánosan és le is fényképezték. A lemez előhívása után kiderült, hogy a leplen negatív képmás látható. Egy speciális program keretében (Shroud of Turin Research Project, STURP) 1978-ban nemzetközi, főleg amerikai szakemberekből álló kutatócsoport vizsgálta meg a leplet non-destruktív módszerekkel. A virágpor-analízis, a vérnyomok, s egyéb jelek alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a vászondarab valóban az ókori Közel-Keletről származik s egy keresztre feszített férfi halotti leple lehetett. A csoport egyik tagja ezzel nem értett egyet, szerinte a mikroszkópos vizsgálat olyan festék szemcséit is kimutatta, amelyet csak a 14. században kezdtek használni. Röviden ezek az előzményei a torinói érsek és a Pápai Tudományos Akadémia döntésének, hogy a megbízható keltezés érdekében a már korábban is javasolt radiokarbonkormeghatározáshoz folyamodjanak. A mérések elvégzésére három laboratóriumot kértek fel (Tucson/Arizona, USA; Oxford/Nagy-Britannia és Zürich/Svájc), a műveletek koordinálásával és az eredmények véglegesítésével pedig Michael Tite angol szakembert, a British Museum munkatársát bízták meg. A mintavételre 1988 áprilisában került sor, az egyház és a tudományos élet (köztük a STURP) képviselői jelenlétében. A lepel egyik sarkából 70 x 10 milliméteres csíkot vágtak ki, amit három, egyenként mg súlyú darabra osztottak. A laboratóriumok a lepelből vett próbák mellett három-három ismert korú (az i.e. 1. i.sz. 1. századból, az i.sz századból és az i.sz. 13. századból származó textíliákból vett) kontroll-mintát is kaptak. A mintákat lepecsételt, számozott acél tartókban adták át a laboratóriumoknak, tartalmuk megjelölése nélkül. A laboratóriumok a textilmintákat tisztító eljárásoknak vetették alá, elégették, széntartalmukat szén-dioxiddá alakították, ezt grafittá redukálták. A 40 milligrammnyi szövetdarabokból 8-8 grafitmintát készítettek és ezeken végezték el az ismételt méréseket. A három laboratórium megküldte mérési eredményeit a British Museumnak, ahol feldolgozták azokat és a statisztikai bizonytalanság figyelembe vételével átszámolták naptári évekre. A következtetéseket közölték a laboratóriumokkal, s miután azok visszaigazolták az eredményeket, a jelentést külön futár vitte Torinóba, ahonnan Rómába továbbították. A mérések és számítások végső eredménye szerint a lepel anyagát képező lenvászon 95 %-os (2 szigma standard deviációnak megfelelő) valószínűséggel az 1260 és 1390 Cal AD közötti időszakban, tehát az i.sz. 13. sz. második felében vagy a 14. sz. folyamán készült. Tite jelentését október 13-án Anastasio Ballestrero bíboros, 19

20 torinói érsek nemzetközi sajtókonferencián ismertette. Sajtóközleményében a bíboros kifejtette, hogy az Egyház, az ereklye iránti tiszteletét megőrízve, a tudományos világra bízza a kormeghatározás eredményének az értékelését, és továbbra is nyitott marad a kutatás előtt, amelynek még nem sikerült megoldania a képmás keletkezésének és megmaradásának kérdését. A kormeghatározás teljes menetét és eredményeit részletesen bemutató tanulmány a Nature évi 337. számában jelent meg, 21 szerzői névaláírással. A tanulmány végkövetkeztetése szerint a mérési eredmények bebizonyították, hogy a lepel anyaga a középkorban készült. Ez a megállapítás elfogadhatatlan volt nemcsak a lepel hitelességében feltétel nélkül hívők, hanem az annak vizsgálatában korábban résztvevő szakemberek többsége számára is. A torinói lepel keltezése körüli viták mind a mai napig tartanak, ám, véleményünk szerint egyaránt túlzás akár a tudomány diadaláról, akár a radiokarbon-vizsgálatok csődjéről beszélni. A kormeghatározás eredményét a minta reprezentativitása, anyagának alkalmassága és a módszer lehetőségeinek függvényében kell értékelnünk. Az eredmény, ilyen értelemben, korrektnek tekinthető. Mint az Egyház képviselője is mondta, további kutatásokra van szükség, s remélhető, hogy a képmás keletkezésének tisztázását célzó vizsgálatok közelebb vihetnek a lepel megnyugtató keltezéséhez is A radiokarbon dátumok átváltása naptári évszámokra. A kalibrációs görbe kiterjesztése. Számitógépes eljárások. A radiokarbon módszer alkalmazása első évtizedének végére nyilvánvalóvá vált, hogy a légkör (és a széncserekészlet többi összetevőinek) 14 C koncentrációja korántsem volt állandó az idők folyamán, következésképpen a közvetlen méréseken alapuló, 14 C években kifejezett radiokarbon évszámok jelentősen eltérhetnek a valóságos (naptári) dátumoktól. A radiokarbon dátumok e fogyatékossága kiigazításának alapvető feltétele a 14 C kor és a naptári kor közötti funkcionális kapcsolat megteremtése, a két időskála egyeztetése. E feltételt mindeddig a (gyakorlatilag naptári években) keltezett évgyűrűsorozatok radiokarbon kormeghatározása révén sikerült a legjobban megvalósítani. Az első, a 6000 BC és 2000 AD közötti időszakra érvényes kalibrációs görbéket a Kalifornia, az Arizona és a Pennsylvania Egyetem radiokarbon laboratóriumaiban dolgozták ki (1967, 1970, 1973) a C. W. Ferguson által rendelkezésükre bocsátott borostásfenyő évgyűrűsorozaton végzett szén-14 mérések alapján. Az európai fák keltezett évgyűrű-sorozatainak 14 C mérése alapján elsőként G. W. Pearson, J. R. Pilcher és M. G. L. Baillie dolgozott ki kalibrációs görbét 1983-ban a belfasti (Észak-Írország) laboratóriumban. Az 1985 júniusában Trondheimban (Norvégia) megrendezett 12. Nemzetközi Radiokarbon Konferenciát és ezt követően a Radiocarbon c. folyóirat évi különszámát teljes egészében a C-14 dátumok kalibrálásával kapcsolatos kutatások állása felmérésének szentelték. A radiokarbon dátumok átalakítása naptári évszámokká, a két időskála közötti legvalószínűbb megfelelések megállapítása bonyolult művelet, akár a görbe alkalmazásával való közvetlen kalibrálást választjuk, akár a korrekciós táblázatokhoz folyamodunk. E nehézségek kiküszöbölésére dolgozták ki a kalibrációs eljárások computeres változatait. Az első ilyen kalibrációs programot Minze Stuiver és Paula J. Reimer dolgozta ki és a Radiocarbon c. folyóiratnak fentebb emlitett évi különszámában közölték. A programot a seattlei egyetem izotóp-laboratóriuma floppy-lemezen hozta forgalomba. Az eredeti, CALIB 1.0 elnevezésű programnak 1987-ben elkészült a javított változata (CALIB 2.0), amit IBM kompatibilis számítógépekhez dolgoztak ki, s amelyhez részletes utasításokat csatoltak a felhasználók számára. A CALIB-program a konvencionális radiokarbon dátumokat átalakítja naptári dátumokra, 1 és 2 σ standard deviációnak megfelelő 68,3 és 95,4 %-os valószínűséggel. Az 1980-as évek végén, az 20