Poznámky k různým datovacím metodám.
Metody datování lze rozdělit na dvě hlavní kategorie
Absolutní datování a relativní datování.
Každá má specifické techniky a využití.
1. Absolutní datování
Určuje stáří objektu nebo vrstvy v časových jednotkách (roky).
Používá se pro fosilie, horniny, artefakty
Dendrochronologie
Datování letokruhů stromů, přesné na roční bázi pro dřevo do cca 12.000 let.
Dendrochronologie je metoda datování založená na analýze letokruhů stromů, což z ní činí nejpřesnější techniku v archeologii. Každý rok přibyde na kmeni stromu jeden letokruh, tvořený vrstvou světlého jarního a tmavšího letního dřeva.
Používá se k datování dřevěných nálezů, jako jsou například: zuhelnatělé zbytky, historické krovy, zbytky staveb, nábytek, dřevěné sochy, deskové obrazy ...
- Princip: Každý rok strom vytvoří jeden letokruh, jehož šířka odráží klimatické podmínky (srážky, sluneční svit, teplota).
- Technika: Pomocí nástroje, jako je Presslerův vrták, se odebírají vzorky dřeva pro analýzu.
- Rozsah: Použitelná v některých oblastech pro stáří do cca 12 000 let.
- Výhoda: Extrémní přesnost na úrovni jednotlivých let.
- Slabina: Omezeno na vzorky dřeva, které musí být zachovalé a pocházet z oblasti s referenční chronologií.
Archeomagnetické datování
Rozsah: Posledních 10 000 let (od neolitu po současnost)
Magnetické póly Země se neustále mění
Atomy železa v jílu se vždy orientují podle aktuální polohy magnetického pólu. Přesněji feromagnetické minerální zrna (magnetit, hematit) při překročení Curieovy teploty
Přesněji magnetické minerály v zahřátém/spáleném materiálu, které po ochlazení fixují směr tehdejšího pole.
Aminokyselinové datování (geotermoměr)
Rozsah: až 100 000 let
Vhodné pro fosilie, lastury nebo jiné biologické materiály, kde se sleduje změna izomerů aminokyselin z levotočivých na pravotočivé po smrti organismu.
Aminokyselinová racemizace je silně závislá na teplotě, materiálu a lokální kalibraci.
Hydratace obsidiánů
Dosah této metody je až 500 000 let
Používá se pro datování obsidiánových (sopečných skleněných) artefaktů na základě měření tloušťky hydratované vrstvy, která vzniká reakcí s vlhkostí.
Metoda je citlivá na teplotní historii, chemii obsidiánu a lokální kalibraci.
Radiokarbonové datování (C14)
Měří rozpad uhlíku-14 v organických materiálech, vhodné pro stáří do 50 000 let.
Termoluminiscenční datování
Měří nahromaděnou energii ve vypálených objektech (keramika, kameny)
Rozsah: až 100 000 let (u některých vzorků více, ale běžně nižší přesnost než OSL).
Opticky stimulovaná luminiscence (OSL)
Datuje sedimenty podle doby, kdy byly naposledy vystaveny slunečnímu záření, do 500 000 let.
Uran-thoriové datování
Datuje karbonátové materiály (stalagmity, korály) podle rozpadu uranu na thorium, do 500 000 let.
Draslík-argon (K-Ar)
Sleduje rozpad draslíku na argon v sopečných horninách, užitečné pro miliony až miliardy let.
Uran-olovo (U-Pb)
Využívá rozpad uranu na olovo v minerálech, přesné pro horniny až 4,5 miliardy let staré.
Rozsah: až 4,5 miliardy let.
Izotopová stratigrafie (Rb-Sr, Sm-Nd)
Analyzuje rozpad dlouhodobých izotopů v horninách, vhodné pro miliardové časové škály.
Použitelné na nejstarší horniny na Zemi.
2. Relativní datování
Určuje pořadí událostí (např. která vrstva je starší/méně stará), nikoliv přesné stáří.
Hlavní metody:
Stratigrafie:
Analýza vrstev hornin (starší vrstvy jsou dole, mladší nahoře).
Biostratigrafie:
Použití fosilií (např. trilobitů) k relativnímu stáří vrstev.
Paleomagnetismus:
Datování na základě změn magnetického pole Země zachyceného v horninách.
Typologie:
Porovnání artefaktů (nástroje, keramika) podle stylu a vývoje.
Dřevěná studna nalezená u Pardubic je (asi nejstarší známá tohoto typu) na světě.
Pochází z doby víc než 5200 let před Kristem
Studna je datována do let 5256 až 5255
5255 + 2024 = 7.279
World's oldest dendrochronologically dated archaeological wood construction :-)
Neolitická dřevěná konstrukce (Střední Evropa, Německo)
Datace: cca 5300–5000 př. n. l.
Pozn.: Jeden z nejranějších známých dokladů systematické využití dřeva.
Neolitický most (Rakousko, Dunajská oblast)
Datace: cca 5200 př. n. l.
Pozn.: Ukazuje ranou infrastrukturu a překonávání přírodních překážek.
Neolitická stavba (Francie, oblast řeky Loire)
Datace: cca 5100–5000 př. n. l.
Pozn.: Souvisí s expanzí zemědělství a osídlením.
Dřevěný nález (Anglie, Thames Valley)
Datace: cca 5000 př. n. l.
Pozn.: Zachoval se díky specifickým podmínkám mokřadů či říčního prostředí.
Neolitická konstrukce (Skandinávie, Švédsko)
Datace: cca 5000–4800 př. n. l.
Pozn.: Svědčí o rané adaptaci dřevařských technik v severském klimatu.
Neolitický dřevěný artefakt (Itálie, severní oblast Alp)
Datace: cca 4900–4700 př. n. l.
Pozn.: Kontext souvisí s osídlením a hospodářskou expanzí v horských oblastech.
Göbekli Tepe
10 - 9 tisíciletí před n. l.
Geometry and Architectural Planning at Göbekli Tepe, Turkey
Establishing a Radiocarbon Sequence for Göbekli Tepe. State of Research and New Data.
Radiocarbon dating the first temples of mankind. Comments on 14C-Dates from Göbekli Tepe
“The earliest radiocarbon date from Göbekli Tepe so far comes from Enclosure D, from an organic sample embedded in a mortar deposit between Pillars 41 and 42:
KIA-45025: 9745–9314 calBC (2σ).”
„Nejstarší radiokarbonové datování z Göbekli Tepe pochází z Enclosure D, z organického vzorku uloženého v maltě mezi pilíři 41 a 42:
KIA-45025: 9745–9314 př. n. l. (2σ).
“A charcoal sample from Enclosure C (KIA-44627) yielded a calibrated age of 9261–9139 calBC (2σ).”
„Vzorek dřevěného uhlí z Enclosure C (KIA-44627) poskytl kalibrované stáří 9261–9139 př. n. l. (2σ).“
“A charcoal sample from deep layers within Enclosure A (KIA-44701) gave a calibrated date of 8617–8325 calBC, which might reflect the end of the structure’s use.”
„Vzorek uhlí z hlubokých vrstev uvnitř Enclosure A (KIA-44701) poskytl kalibrované datum 8617–8325 př. n. l., což může odrážet konec využívání stavby.“
V Dolních Věstonicích byla nalezena tzv. Věstonická Venuše
Podle studie „Dolní Věstonice I. Excavations 1990–1993“ publikované v časopise
Přehled výzkumů v roce 2018,
byly vrstvy obsahující artefakty, včetně Věstonické Venuše, datovány do období gravettienu, přibližně mezi 29.000 až 25.000 let př. n. l.
Odkaz na studii:
Svoboda, J. A., Novák, M., Sázavová, S., & Škrdla, P. (2018). Dolní Věstonice I. Excavations 1990–1993. Přehled výzkumů, 59
ResearchGate
Fired Clay Venus from Dolni Vestonice Fossil
Age: About 27,000 - 25,000 years old
Nejstarší? žijící organismus na světě Pando les
Pando je nejstarší žijící organismus na světě.
Jeden z nejstarších/největších známých organismů.
Jedná se o rozsáhlou kolonii výmladků topolu osikovitého.
Věk je modelový a přesnější věk bez podrobnější analýzy nejistý.
Pomocí analýzy hlavních komponent (PCA) na více než 22 000 genetických variantách se vědcům podařilo jasně odlišit vzorky Pando od okolních klonů. Mapa genetických rozdílů potvrzuje hranice mezi Pando a jinými klony.
Vědci navrhují nový způsob, jak na Pando nahlížet: ne jako na jediného „jedince“, ale spíše jako na dlouhodobě se vyvíjející klonální populaci. Tento proces je podobný dlouhodobému evolučnímu experimentu s bakteriemi (LTEE).
Projekt trval 6 let a vyžadoval 3 různé běhy sekvenování, protože první experimenty neukázaly očekávanou prostorovou strukturu mutací.
16.000 - 35.000 - 81.000 let starý "strom"
Studie
Mosaic of Somatic Mutations in Earth’s Oldest Living Organism, Pando
www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.19.619233v2
Will Ratcliff
https://x.com/wc_ratcliff
Will Ratcliff - Pando
https://x.com/wc_ratcliff/status/1850231646903259434
Další objevený starý organismus je mořská tráva Posidonia oceanica ve Středozemním moři
Vymření dinosaurů (~66 milionů let)
Důkazy a datování
K-Pg hranice (dříve K-T) je tenká vrstva sedimentu s vysokým obsahem iridia, globálně rozšířená, datovaná na 66,043 ± 0,043 milionu let pomocí radiometrického datování.
Kráter Chicxulub v Mexiku, o průměru 180 km, je datován na stejnou dobu
a je považován za (velmi pravděpodobné) místo dopadu asteroidu, který způsobil masové vymírání.
Dinosauří fosilie se nikdy nenacházejí výše než K-Pg vrstva – poté mizí. (ale také 40Ar/39Ar)
Datovací metody zahrnují radiometrické datování (např. uran-olovo, argon-argon) a stratigrafickou korelaci.
Přesnost:
± 11 000 let (pro dopad asteroidu)
± 25 000 let (pro vymírání podle fosilií)
→ Relativní chyba < 0,05 %
Použité metody:
Argon-argon datování (40Ar/39Ar)
Korelace s geochemickými signály (iridium)
Magnetostratigrafie
Nejstarší fosilie rodu Homo? Zatím jde o nejisté fragmenty
Homo habilis (~2,4–1,5 milionu let)
~ 2,8 Ma z Ledi-Geraru
Fosilie OH 7, označovaná jako "Johnny's Child", byla objevena v roce 1960 v Olduvai Gorge, Tanzanie, a je datována na přibližně 1,75 milionu let.
Další nálezy, jako OH 24 ("Twiggy"), jsou datovány na 1,8 milionu let.
humanorigins.si.edu
Datování bylo provedeno pomocí radiometrických metod na okolních sopečných vrstvách, zejména draslíko-argonového datování.
Homo erectus (~1,9 milionu let)
Nejstarší známý exemplář Homo erectus je lebka KNM-ER 3733 z oblasti Koobi Fora, Keňa, datovaná na cca 1,63 Ma - 1,75 milionu let.
Další významný nález je "Turkana Boy" (KNM-WT 15000), téměř kompletní kostra mladého jedince, datovaná na 1,6 milionu let.
What Does It Mean To Be Human?
https://HumanOrigins.si.edu
Human Evolution Interactive Timeline
Datování těchto fosilií bylo provedeno pomocí radiometrických metod na přilehlých sopečných vrstvách.
Základní vysvětlení hlavních metod datování (40Ar/39Ar, K/Ar)
používaných pro vymření dinosaurů a nejstarší fosilie rodu Homo
1.
40Ar/39Ar metoda
(zdokonalená verze metody draslík-argon)
Princip:
Měří se poměr mezi izotopy argon-40 (produkt rozpadu) a argon-39 (uměle vytvořený neutronovým záchytem z draslíku-39).
Vzorek se ozařuje v jaderném reaktoru → vznikne ^39Ar → měří se poměr ^40Ar/^39Ar pomocí hmotnostní spektrometrie.
Jde o nepřímé datování okolních vulkanitů.
Výhody:
Vyšší přesnost než K/Ar
Možnost kalibrace a opakovaného měření na jednom vzorku
Měřit lze i jednotlivé krystaly (např. biotit, sanidin)
Přesnost:
V případě Chicxulubu: ± 11 000 až ± 25 000 let (0,05 %)
Ověření:
Křížová kontrola s jinými metodami:
Uran-olovo (U-Pb) na zirkonech
Magnetostratigrafie
Geochemické korelace (např. vrstva s iridiem)
Používá se u vulkanických hornin, které uzavírají plynné argonové produkty → dobrá izolace systému
2.
K/Ar metoda (draslík–argon)
(starší, ale stále relevantní metoda)
Princip:
Radioaktivní ^40K se přirozeně rozpadá na ^40Ar.
Argon jako plyn uniká při tavení → jeho hromadění lze zpětně měřit.
Poměr ^40K/^40Ar udává dobu od „uzamčení“ systému (krystalizace).
Přesnost:
Nižší než u 40Ar/39Ar (chyby kolem ± 50 000 let pro staré vzorky)
Vyžaduje větší vzorky a netoleruje přemíchané systémy
Ověření:
Kalibrace pomocí hornin s nezávislým U-Pb datováním
Křížení s vrstvením v sedimentech (stratigrafie)
Použití v oblastech s dobře známou geologií (např. Olduvai)
 |
| Grand Canyon |
Absolutní jistota v empirické vědě neexistuje (asi skoro nikdy na 100 %)
Vhodné metody. jejich kombinace a konzistence dat
činí výsledky extrémně robustními (vědecká jistota se často pohybuje >96-99 %
Robustnost roste při shodě více nezávislých metod.
Kosmogenní nuklidy (10Be, 26Al, 36Cl, 3He) pro datování expozice povrchů a erozních rychlostí. Zásadní metoda od 90. let.
USGS
40Ar/39Ar (moderní varianta K–Ar) – dnes standard pro vulkanity a popelové horizonty.
Relative and Absolute Dating Methods in Archaeology hraf.yale.edu
Fission-track (štěpné stopy) a (U-Th)/He termochronologie – kritické pro teplotní/erozní historie a široké časové rozsahy.
Geoscience World Interpreting and reporting fission-track chronological data
ESR (electron spin resonance) – zuby, karbonáty, některé keramické a křemenné materiály (~10^4–10^6 let).
Tefrochronologie (vázání záznamů na chemicky „otisknuté“ vrstvy popela) – velmi přesné „izo-časové“ značky.
Tephrochronology and its application: A review
Varvová chronologie (roční laminace v jezerních sedimentech) a přesné vrstvení ledových jader – roční rozlišení, nízké nejistoty.
VARDA (VARved sediments DAtabase) – providing and connecting proxy data from annually laminated lake sediments
210Pb/137Cs pro mladé sedimenty (cca posledních 100–150 let).
Pb-210 sediment chronology: Focused on supported lead
Walker, M. 2005. Quaternary Dating Methods.: xvii + 286 pp. Chichester: J. Wiley & Son. Price £24.95 (paperback). ISBN 0 470 86927 5
Pale
magnetici studovali pevninské horniny
~1900–1920s, poté 1950s
Studovali orientaci magnetických minerálů v lávových příkrovech na pevnině
Francouzi Brunhes (1906) a Japonec Matuyama (1929) nezávisle zjistili, že starší horniny mají opačnou polaritu než dnešní pole
Nevěděli přesně proč ale fyzikální měření byla jasná
Oceánografové studovali mořské dno
1950s–1960s
Mapovali magnetické anomálie na oceánském dně pomocí tažených magnetometrů
Objevili symetrické pruhy střídající se polaritu podél středooceánských hřbetů
Nezávisle potvrdili globální inverze a zároveň tím dokázali rozpínání mořského dna
Klíčová práce: Vine & Matthews (1963)
Geochronologové použili radiometrické datování
1960s
Datovali vulkanické horniny metodou K-Ar
Zcela nezávisle na magnetismu zjistili, že horniny určitého stáří mají konzistentně opačnou polaritu
Cox, Doell & Dalrymple (1963–1964) sestavili první časovou škálu magnetických inverzí
Fossil
Carbon 14
Archaeology
Stratigraphy
Fission track
Dendrochronology
Radioactive
Relative
Rock
Uranium
Diagram
Absolute
Superposition
Process carbon
Rubidium strontium
Chronometric
Geology
Chart
Pollen
Anthropology
Archaeomagnetic
Cross
Corbon
Seriation
Time layers
Geologic time scale
data
datum
history
historie
