ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑ. «Η Ανάπτυξη και Εφαρμογή Εξειδικευμένων Φυσικοχημικών Τεχνικών για τη Μελέτη της Πολιτιστικής Κληρονομιάς και του Παλαιοπεριβάλλοντος»

Transcript

1 ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑ ΟΡΙΣΜΟΣ: «Η Ανάπτυξη και Εφαρμογή Εξειδικευμένων Φυσικοχημικών Τεχνικών για τη Μελέτη της Πολιτιστικής Κληρονομιάς και του Παλαιοπεριβάλλοντος»

2 Στόχοι της Αρχαιομετρίας (Εξαγωγή ιστορικών, πολιτισμικών, τεχνολογικών και περιβαλλοντικών πληροφοριών) Πότε? (Απόλυτη Χρονολόγηση) Πού? (Προσδιορισμός Προέλευσης) Πώς? (Μελέτη τεχνολογίας, Χαρακτηρισμός Υλικών) Σε ποιες συνθήκες? (Βιολογικές, Διατροφικές, και Περιβαλλοντικές μελέτες) Γιατί? (Συνδυασμός τεχνολογικών, βιολογικών και περιβαλλοντικών μελετών)

3 Η ΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗ ΜΕ ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ Παρέχει: Παγκόσμιο Χρονικό Πλαίσιο Σύγκρισης Πολιτισμών Αλληλουχία των Πολιτισμικών Φάσεων Ταύτιση Ιστορικών Γεγονότων Χρονολόγηση Άγνωστων Αντικειμένων Έλεγχος Αυθεντικότητας

4 Χρονολόγηση Υλικών Φυτά, καρποί, οστά και λοιπά οργανικά. Χρονικό πλαίσιο διακίνησης και εγκατάστασης του ανθρώπου στα διάφορα περιβάλλοντα βιολογική εξέλιξη. Μαλάκια, χερσαία και θαλάσσια. Πληροφορίες για την ανάμειξη των υδάτων στον ωκεανό, κλίμα. Κεραμικά, κονιάματα. Πληροφορίες για την εξέλιξη της πυροτεχνολογίας. Πετρώματα, ιζήματα, σπηλαιοαποθέματα. Πληροφορίες για την χρονική εξέλιξη του περιβάλλοντος μέσα στο οποίο αναπτύχθηκε η ζωή και ο άνθρωπος. Π.χ. μεγάλες φυσικές μεταβολές και καταστροφές, προσχώσεις, επίπεδο θάλασσας, δημιουργία σπηλαίων.

5 Οι Μέθοδοι Χρονολόγησης βασίζονται σε: 1. Διάσπαση ραδιενεργών ισοτόπων 2. Ατέλειες στα στερεά από φυσικό ιονισμό λόγω της περιβαλλοντικής ραδιενέργειας 3. Αλλαγή του μαγνητικού πεδίου της γης 4. Φυσική αλλοίωση υλικών 5. Βιολογικές διεργασίες

6 Μέθοδοι με βάση τη διάσπαση ραδιενεργών ισοτόπων Ραδιοάνθρακας 14 6 C N +β 14 7 Τ 1/2 = 5730 Εφαρμογή: yr Ουράνιο - Θόριο U 90Th 91Pa 92U 90Th Pb T1/2: U-238 = x10 6 yr Th-234 = yr Th-230 = yr Εφαρμογή : yr

7 Κάλιο - Αργό K Ar K Ca β β Τ 1/2 = 1250 x 10 6 yr Εφαρμογή: yr Μόλυβδος Pb Bi Po Pb T1/2 = 22.2 yr Εφαρμογή: yr

8 Μέθοδοι με βάση την καταστροφή των υλικών από τη ραδιενεργή ακτινοβολία Τροχιές Σχάσεως Φωταύγεια Ηλεκτρονικός Παραμαγνητικός Συντονισμός (EPR)

9 Μέθοδοι με βάση βιολογικές και γεωλογικές διεργασίες Δενδροχρονολόγηση Ρακεμοποίηση αμινοξέων Αρχαιομαγνητισμός Παλαιομαγνητισμός Στρώματα ενυδάτωσης

10 Η Επανάσταση του Ραδιοάνθρακα Πήγε προς τα πίσω την αρχή του πολιτισμού μερικές χιλιάδες χρόνια (από περίπου 7,000 π.χ. στο 9,000 π.χ.) Παρείχε ένα απόλυτο σύστημα χρονολόγησης για τον προσδιορισμό της χρονικής αλληλουχίας των ανθρώπινων δραστηριοτήτων Διαπίστωσε ότι ο άνθρωπος πάτησε πόδι στην Αμερική 12,000 χρόνια πριν Χρονολόγησε την απαρχή της Γεωργίας: 10,000 χρόνια Χρονολόγησε την μετάβαση από την Μέση στην Ανώτερη Παλαιολιθική εποχή (50-40,000 yr) Παρείχε σημαντικές πληροφορίες για το παλαιοκλίμα, την παλαιοβοτανική, την παλαιοοικολογία και παλαιογεωγραφία Χρονολόγησε και χρονολογεί χιλιάδες αντικείμενα άγνωστης ή αμφισβητούμενης ηλικίας

11 Ο Άνθρακας έχει 3 ισότοπα: 12 C-σταθερός και σε αφθονία 13 C-σταθερός σε μικρή συγκέντρωση 14 C-ραδιενεργός σε συγκέντρωση 10-12

12 Η Αρχή της Μεθόδου C-14 Η κοσμική ακτινοβολία Στα βάθη του σύμπαντος τα ιονισμένα σωμάτια αποκτούν τεράστιες ταχύτητες από τις εκρήξεις supernova

13 Η ΚΟΣΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΠΑΡΑΓΕΙ ΤΟΝ 14 C Κοσμικά σωμάτια που προέρχονται από τα βάθη του σύμπαντος, ταξιδεύοντας με τεράστιες ταχύτητες συγκρούονται με τα άτομα της ατμόσφαιρας της γης και παράγουν τον ραδιενεργό 14 C.

14 Από τις δευτερογενείς αυτές συγκρούσεις δημιουργείται ο ραδιενεργός 14 C * N+ n= C p Με τον τρόπο αυτό το άζωτο της ατμόσφαιρας μετατρέπεται σε ραδιενεργό 14 C. Περίπου 7.5 Kg Άνθρακα-14 παράγονται κάθε χρόνο στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε ολόκληρη τη γη

15 Ο C-14 είναι ραδιενεργός και διασπάται αργά και μεταστοιχειώνεται πάλι σε άζωτο εκπέμποντας ακτίνες β (ηλεκτρόνια) 14 6 C * 14 7 N + e Χρόνος υποδιπλασιασμού (ημιζωή) = 5730 χρόνια (παλαιός: 5568 χρόνια) Ρυθμός διάσπασης = 1% κάθε 83 χρόνια

16 Ο 14 C ενώνεται με τα οξυγόνο και κάνει 14 CO 2 όπως και ο κοινός 12 C

17 Η ΕΙΣΟΔΟΣ ΤΟΥ 14 C ΣΤΗΝ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ 14 CO 2 Φωτοσύνθεση Ο 2 Ο άνθρακας-14 σε μορφή CO 2 εισέρχεται στην Βιόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης και της τροφικής αλυσίδας. 14 CO 2 Ο Ραδιοάνθρακας αποθηκεύεται στα οστά και στους ιστούς των φυτών και των ζώων.

18 Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ _ 14 C 14 N + β 6 7 A 14 C = 0 A e λt Έτη Στους ζώντες οργανισμούς, κάθε άτομο 14 C που διασπάται αντικαθίσταται συνεχώς από νέα άτομα που προέρχονται από τις τροφές και το μεταβολισμό. Ο θάνατος σταματά αυτή τη διαδικασία!. Από τη στιγμή του θανάτου και μετά ο 14 C μειώνεται σταθερά με τον χρόνο. Ρυθμός μείωσης 1% κάθε 83 χρόνια

19 Η τεχνική ανακαλύφθηκε το 1949 από τον W.F. Libby Βραβείο Nobel Χημείας το ΧΡΟΝΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ!

20 Υλικά που χρονολογούνται με Ραδιοάνθρακα Άνθρακας (κάρβουνο) οποιασδήποτε προέλευσης Οστά (ανθρώπινα και ζώων) Κέρατα, ελεφαντοστό Σπόροι, καρποί, φύλλα Τύρφη, παλαιοεδάφη Δέρμα, τρίχες Χαρτί, πάπυρος, καμβάς Κελύφη μαλακίων και οστρέων γενικά Κοράλλια και άλλα ανθρακικά βιολογικής προέλευσης

21 Δειγματοληψία Μόνο με πλαστικά γάντια και μεταλλικά εργαλεία Καμία επαφή του δείγματος με οργανικά υλικά (Χαρτί, βαμβάκι, ξύλο, πανιά, κλπ) Συλλογή με μεταλλικά εργαλεία και τοποθέτηση κατευθείαν σε αλουμινόχαρτο Κατόπιν σε πλαστική σακούλα (το ταμπελάκι εκτός αλουμινόχαρτου!) Συμπλήρωση εντύπου με λεπτομέρειες Έντυπα και πληροφορίες στην ιστοσελίδα του Εργαστήριου Αρχαιομετρίας

22 Η ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑΣ ΕΝΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ (Συγκέντρωση 14 C) 1. Το δείγμα μετατρέπεται σε αέριο CO 2 μπαίνει σε ειδικούς κυλινδρικούς μετρητές και μετράται η ακτινοβολία β που προέρχεται από τις διασπάσεις του 14 C. 2. Παραλλαγή της μεθόδου είναι η μετατροπή σε βενζόλιο και μέτρηση της ακτινοβολίας β σε υγρό σπινθηριστή. 3. Αν η ποσότητα του διατιθέμενου δείγματος είναι πολύ μικρή, απαιτείται μέτρηση των ίδιων των ατόμων του άνθρακα σε επιταχυντή (AMS).

23 Χημική προεπεξεργασία δειγμάτων Ξύλο a) Απομάκρυνση ρητινών, κόλλας, κεριών, βερνικιών κλπ με διαλύτες σε συσκευή Shoxlet b) ΟΞΥ-ΒΑΣΗ-ΟΞΥ

24 Χημική προεπεξεργασία οστών Οξύ Βάση - Οξύ 0.6Ν HCl - 0.5% ΚΟΗ

25 Καταβύθιση σε CaCO 3 για καθαρισμό Το δείγμα CO 2 έρχεται σε επαφή με διάλυμα CaCl 2 + NH 3

26 ΑΠΟΨΗ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

27 ΕΝΑ ΑΠΟ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

28 ΕΝΑ ΑΠΟ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΤΩΝ ΠΛΗΡΕΣ

29 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΗΛΙΚΙΑΣ ΑΝΘΡΑΚΑ-14 A = 0 A e t τ T 1/2 = 5,568 έτη, τ= μέσος χρόνος ζωής = 8033 Ηλικία 14 A b C (BP) = ln Ao A = Ραδιενέργεια του δείγματος ανά μονάδα μάζας (Ενεργότητα) b = «Θόρυβος» του μετρητή, διορθωμένος με την κύμανση της κοσμικής ακτινοβολίας Ao = Ραδιενέργεια του διεθνούς προτύπου ανά μονάδα μάζας (οξαλικό οξύ του 1950) Ao = 3 διασπάσεις/g min Μετά από χρόνο 10 T 1/2 (55,680 yr) A = Ao/1024 = 0,003 διασ/g min

30 Η ακρίβεια της μέτρησης στο Εργαστήριο Αρχαιομετρίας Error (1 sigma) years Radiocarbon Age

31 ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΗΛΙΚΙΩΝ ΑΝΘΡΑΚΑ-14 Επειδή η συγκέντρωση του 14 C στη ατμόσφαιρα δεν είναι σταθερή όλες τις εποχές αλλά εξαρτάται από το μαγνητικό πεδίο της γης και τη δραστηριότητα του ήλιου, απαιτείται βαθμονόμηση των ηλικιών του Άνθρακα-14. Για την βαθμονόμηση χρησιμοποιούνται οι δακτύλιοι των δέντρων.

32 Το πολύτιμο αρχείο των δενδροδακτυλίων

33 Ο Άνθρακας-14 και το κλίμα ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

34 Οι δακτύλιοι των δέντρων παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τον 14 C στην ατμόσφαιρα σε κάθε εποχή Η παραγωγή του Ραδιοάνθρακα εξαρτάται από την θωράκιση που δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο της γης και του ηλιακού ανέμου

35 Μεταβολή της συγκέντρωσης του 14 C στην ατμόσφαιρα με τα χρόνια Delta C14 (per mil) Calibrated Age BC/AD Μεταβολές μεγάλης κλίμακας (δεκάδων χιλιάδων ετών) οφείλονται στη μεταβολή του μαγνητικού πεδίου της γης. Μεταβολές μικρής κλίμακας ( χρόνια) οφείλονται στην δραστηριότητα ή ηρεμία του ήλιου.

36 Επέκταση της καμπύλης βαθμονόμησης έως χρόνια C14 Age (yr) Calibrated Age BC/AD

37 Η καμπύλη Bαθμονόμησης των ηλικιών Άνθρακα BP Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] 3500BP Radiocarbon determination 3000BP 2500BP 2000BP 1500BP 1000BP 1500BC 1000BC 500BC BC/AD 500AD Calendar date

38 Bαθμονόμηση των ηλικιών Άνθρακα-14 Atmospheric data from Stuiver et al. (1998); OxCal v3.9 Bronk Ramsey (2003); cub r:4 sd:12 prob usp[chron] Radiocarbon determination 6600BP 6500BP 6400BP 6300BP 6200BP DEM-1093 : 6352±20BP 68.2% probability 5360BC (68.2%) 5300BC 95.4% probability 5420BC ( 2.0%) 5400BC 5370BC (93.4%) 5290BC 5600CalBC 5500CalBC 5400CalBC 5300CalBC 5200CalBC 5100CalBC Calibrated date Η τελική ακρίβεια εξαρτάται από τη μορφή της καμπύλης στη συγκεκριμένη περίοδο

39 Bαθμονόμηση των ηλικιών Άνθρακα-14 Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] Radiocarbon determination 6100BP 6000BP 5900BP 5800BP 5900±20BP 68.2% probability 4790BC (68.2%) 4725BC 95.4% probability 4830BC (95.4%) 4710BC 5700BP 5100CalBC5000CalBC4900CalBC4800CalBC4700CalBC4600CalBC4500CalBC Calibrated date Η τελική ακρίβεια εξαρτάται από τη μορφή της καμπύλης στη συγκεκριμένη περίοδο

40 ΟΥΡΑΝΙΟ - ΘΟΡΙΟ U 90Th 91Pa 92U 90Th Pb Χρόνος ημιζωής THORIUM U-238 = x106 yr Th-234 = yr Th-230 = yr Εφαρμογή : Σπηλαιοθέματα, yr

41 ΚΑΛΙΟ - ΑΡΓΟ K Ar K Ca β β Τ 1/2 = 1250 x 10 6 yr Εφαρμογή: Ηφαιστειακά υλικά, γυαλιά, yr ΜΟΛΥΒΔΟΣ Pb Bi Po Pb T1/2 = 22.2 yr Εφαρμογή: Χρωστικές πίνακες, Αυθεντικότητα μετάλλων yr

42 Μέθοδοι με βάση την καταστροφή των υλικών από τη ραδιενεργή ακτινοβολία Τροχιές Σχάσεως Φωταύγεια Ηλεκτρονικός Παραμαγνητικός Συντονισμός (EPR)

43 Φωταύγεια ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

44 Φωταύγεια ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

45 Φωταύγεια ΗΛΙΚΙΑ = Σωρευμένη δόση/ δόση ανά έτος

46 Φωταύγεια Κορινθιακή οινοχόη Καταπληκτική κατασκευή, Αλλά κίβδηλη!!!

47 Χρονολόγηση? μαρμάρων με Θερμοφωταύγεια ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» 10 5 TL peak intensity (r.u.) Before exposure Temperature ( o C) After Normalised peak intensity peak at 290 o C Exposure time (min) Normalised TL intensity days 15 days 70 days 8 years Depth (mm) A A simplified model fitting this behavior is suggested: t 2 ln = kd ( d ) t t 1, t 2 and d 1, d 2 are two pairs of corresponding exposure periods and half NTL depths. k is a constant depending on type of marble, wavelength and trap activation energy. Depth half TL (mm) Exposure Time (years)

48 ΤΡΟΧΙΕΣ ΣΧΑΣΕΩΣ (Fission Tracks) 238 U = αυθόρμητη σχάση σε 96 Χ Υ Αυθόρμητη σχάση Προκληθείσα σχάση Age=N x Ds/Di x 6x 10-8 N=Total Neutron dose expressed in neutrons per square cm Ds=Observed track density for spontaneous fission Di=Observed track density for induced fission Εφαρμογή: Ορυκτά με υαλώδη μορφή Από χρόνια

49 Μέθοδοι με βάση βιολογικές και γεωλογικές διεργασίες Δενδροχρονολόγηση Ρακεμοποίηση αμινοξέων Αρχαιομαγνητισμός Παλαιομαγνητισμός Στρώματα ενυδάτωσης

50 ΡΑΚΕΜΟΠΟΙΗΣΗ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ (Amino acid Racemization) Τα αμινοξέα παίζουν σημαντικό ρόλο στη ζωή και έχουν πολλές λειτουργίες στον μεταβολισμό. Αποτελούν τι βασικές μονάδες με τις οποίες είναι κτισμένες οι πρωτεΐνες. Στη Φύση βρίσκονται σε δύο εναντιο-ισομερή L και D. Οι ζώντες όμως οργανισμοί προτιμούν το L.

51 Η μεταβολή του λόγου D/L σε ασπαρτικό αμινοξύ με τον χρόνο Από την στιγμή του θανάτου και μετά το L ισομερές μετατρέπεται σταδιακά σε D. Επομένως ο λόγος D/L αυξάνει σταδιακά με τον χρόνο μέχρι να γίνει = 1.0

52 Ρακεμοποίηση: Χρόνοι ημίσειας ζωής και σταθεράς μετατροπής για τα διάφορα αμινοξέα Half-life (thousands of years) Rate constant (per year) 0 o C 25 o C 0 o C 25 o C Ασπαρτικό (Aspartic) Αλανίνη (Alanine) Ισολευκίνη (Isoleucine) x x x x x x 10-6 Η θερμοκρασία και η υγρασία στο περιβάλλον ταφής παίζουν σημαντικό ρόλο στον ρυθμό ρακεμοποίησης, τόσο ώστε η χρονολόγηση οστών να είναι πρακτικά ανεφάρμοστη.

53 Ρακεμοποίηση σε κελύφη μαλακίων ή φοραμινίφερα Benthic foraminifera Πιο επιτυχή εφαρμογή έχει η τεχνική σε κελύφη μαλακίων ή φοραμινίφερα που ζούν σε βαθιά ύδατα θαλάσσης όπου η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή και σχετικά σταθερή με τον χρόνο.

54 Μέθοδοι Υλικά Όριο Εφαρμογής Σφάλμα (± χρόνια) Άνθρακας-14 Άνθρακας, οστά, οργανικά 50, Φωταύγεια Ιζήματα, κεραμικά 800,000 10% Ουράνιο Θόριο Σταλαγμιτικά % ESR Σταλαγμιτικά 1,000,000 20% Κάλιο Αργό Ηφαιστειογενή, γυαλιά 4 x %? Τροχιές σχάσεως Οψιανός, γυαλιά 4 x %? Παλαιομαγνητισμός Ηφαιστειογενή, Ιζήματα, καμένοι άργιλοι Απεριόριστο? Ρακεμοποίηση Αμινοξέων Κελύφη μαλακίων, Οστά 400,000? Δενδροχρονολόγηση Κορμοί δένδρων 10,000 2 Ενυδάτωση Γυαλιά Απεριόριστο -

55 Επιλογή τεχνικής χρονολόγησης με βάση το υλικό ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

56 Επιλογή τεχνικής χρονολόγησης με βάση την αναμενόμενη ηλικία

57 ΡΑΔΙΟΑΝΘΡΑΚΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΡΟΣΦΑΤΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ

58 Εργ. Αρχαιομετρίας: Όλες οι χρονολογήσεις στη Β. Ελλάδα MAV-F LEF ORF AXP MAV-F ORF AXP YNB VAR MAV-F YNB MAV-F ORF MAV-F MAV-F MAV-F MAV-F AXP LEFMAV-F VAR VAR VAR ORF PAL VAR MAV-FAPS SID SOS LIM SOS DKT LPT-V VAR VARVAR APS APS DKT LIM DKT MNGMVS MAN MNG MAK KRN LIM LIM LIM PGA-B LIM LIMLIM TBK DKT LIM MAN LIM DKT LIM DKT LIM LIM LIM DIS TBK KRN LIM TBK LIM LIM LIM TBK DIS MVS DKT MNG TBK TBK DIS MVS MNG TBK TBKPRM PRM PRM MVS MNG TBKAMB LTR TBK DKT PRM MAK TBK AMB TBK TBK TBK LEFMVS DKT TBK TBKTBK TBK PRM TBK LEF MVS MVS DKT PRM ASO ORF DKT PRM LTR DKT DKTMVS MVS LTRPRM DKT MVS PLPKTL DKT DKT DKT DKT PLP MAN DKT DKT DKT KRN PLP KRN MAN DKT PLP PRM KRN DKT MVS MVS MAN MVS DKT MVS MAN DKT MVS MVS MVS MAN MAN MAN DKT MAN DKT MAN MAN MAN DKT LIM MAN MVSDKT MAN LTR MVS LIM DKT LEF FEA AIO PAL PGA AIO AIO SID AIO AIO SID KRN SID SID SID SID DKT SID SID SIDASO MAN MVSMVS MVS MVSMST MVSMVS SID SKN SKN MVS MAN MAN SMR-D AIO MVS PEL KRP KRP KRP SKS SKS KRP KRP KRP KRP PEL KRP SKS XERMAN SKS XER SKS PEL MAN SKS SKSSKS SKS SKS XER SKS SKS PEL PEL SKS SKS SKS MVS XER SKS PEL ARM-FXER MVS MST XER SKS SKS ARC SKS MST MSTXERLIM ARC ARC XER SKS ARM-F ARC ARC MST ARC ARC XER ARC ARC MST ARC ARCMVS ARC ARC ARC ARC ARC ARC MST ARM-F KRPMST ARC ARCXER SKS MVSARC SKS XER XER XERXER ARCTBT MVS ARC ARC MVS XER MVS LPT-V MVS MVS MVS MVS MVS TBT LPT-V XER LPT-A MVS MVS MVS TLP MVS SKS MVS MVS MVS MVS LPT-V ORF MVS TBT SKN ARC LEF DKT MVS MVS LPT-V MVS TBT TBK MVS TBT XER ASO LPT-V ASO LEF LPT-A LPT-V AGGFEA FEA PGA TBTAGG TBKFEA DKT FEA FEA KRP ARC AGG LEF AGG KRP FEA TBK TBT AGG MST AGG LEF TBT LPT-VTBT AGG TBKAGG AGG DKT AGG FEASKN TBT TBKTBT TBT POT LIM TBK TBT MST TBT TBTTBT TBT LPT-AKRP TBT AGG SMR-D TBT KRP TBT TBT ORF GAZ KRP AGG AFK LIM LIM LEF IVAN GEF-A GEF-A SIN GEF-A GEF-A IVAN GEF-A GEF-A LEF GEF-A GEF-A DKT GEF-A ASO LEF LEF LMT LIM ASO GEF-A LEF ASO LEFAIO LEF ASOPRT ASOASO ASO AIO EPV GEF-A PEL FILP FILP FILP KOU GEF-A GEF-A FILP KOU FILP GEF-A FILP FILP FILPFILP FILPGEF-A GEF-A AGG AGG STRGSA GSA IMVPRTIMP LEF FEA IMV PGA KRP IMVIMP ASO IMP IMP IMP IMP IMP GEF-A ASO ASO IMV SMR-D IMP IMV IMV IMV Calibrated Age 2σ NORTH GREECE AN MN YN Ι ΥΝ ΙΙ TN ΠΕΧ ΜΕΧ ΥΕΧ? Αρχή πολιτισμού στη Β. Ελλάδα 6700 π.χ π.χ. Εγκατάλειψη οικισμών - Κενό κατοίκησης

59 Η Μετάβαση από την Νεολιθική Περίοδο στην Πρώιμη Εποχή του Χαλκού Κενό κατοίκησης: BC From: Y. Maniatis and B. Kromer, Radiocarbon 1990

60 Ποιες είναι οι αιτίες της εγκατάλειψης των οικισμών στην 4 η χιλιετία? 1. Εχθροπραξίες? Δεν υπάρχουν αρχαιολογικές ενδείξεις 2. Βιβλικές καταστροφές? Δεν υπάρχουν αρχαιολογικές ενδείξεις 3. Ασθένειες? Δεν υπάρχουν μαζικοί τάφοι και επιπλέον 1000 χρόνια είναι πάρα πολύ 4. Κλιματολογικές αλλαγές? Υπό διερεύνηση 5. Κοινωνικο-οικονομικές αλλαγές? Υπό διερεύνηση

61 Ψυχρό επεισόδιο που προηγήθηκε στην 4 η χιλιετία π.χ.? Αύξηση της συγκέντρωσης του 14 C = κρύο επεισόδιο. E.J. Rohling et al, 2002

62 Το σπήλαιο Θεόπετρα στη Θεσσαλία: Μακρά μαρτυρία ανθρώπινης παρουσίας και περιβαλλοντικών αλλαγών Calibrated approximately according to Bard et al. (1998) Calibrated approximately according to Laj et al. (1996) cal yr BP Facorellis, Maniatis, Kyparisi, Radiocarbon 2001 DEM-244 DEM-75 DEM-76 DEM-224 DEM-60 DEM-243 DEM-124 DEM-359 DEM-225 DEM-250 DEM-141 DEM-920 DEM-913 DEM-122 DEM-591 DEM-361 DEM-916 DEM-454 DEM-585 DEM-914 DEM-455 DEM-584 DEM-915 DEM-575 DEM-919 DEM-917 DEM-918 DEM-360 DEM-583 DEM-576 CAMS DEM-120 DEM-578 DEM-587 DEM-125 DEM-589 DEM-207 DEM-590 DEM-586 DEM-315 DEM-316 DEM-577 DEM-588 DEM-142 DEM-249 DEM-248 DEM-245 DEM-246 DEM-208 DEM-241 DEM-372 DEM-254 DEM-61 DEM-223 DEM-374 DEM-247 DEM-134 DEM-74 DEM-140 DEM-133 DEM-613

63 Σπήλαιο Θεόπετρα: Ίχνη πελμάτων παιδιού Το στρώμα των ιχνών ποδιού χρονολογείται: ~> 44,000 BP Facorellis, Maniatis, Kyparisi, Radiocarbon 2001

64 Η Αρχαία Γέφυρα της Αμφίπολης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» Radiocarbon Dating of the Amphipolis Bridge in East Macedonia, Maintained and Functioned for 2500 Years, Y. Maniatis, D. Malamidou, H. Koukouli-Chrysanthaki and Y. Facorellis, Radiocarbon, 52, nr. 1, 41-63, (2010).

65 Αρχαία Γέφυρα της Αμφίπολης: Χρονολόγηση Ξύλινων Πασάλων Amphipolis Bridge Samples (1σ) (P 384) (P 17a) (P 35) (P 61) (P 17) (P 30) (P 076) (P11) (P 374) (P 73) (P 203Ã) (P Á) (P Ä) (P 20) (P 136) (P 114) (P 1) BC AD Calibrated Age (1σ) Radiocarbon Dating of the Amphipolis Bridge in East Macedonia, Maintained and Functioned for 2500 Years, Y. Maniatis, D. Malamidou, H. Koukouli-Chrysanthaki and Y. Facorellis, Radiocarbon, 52, nr. 1, 41-63, (2010).

66 Συμπεράσματα για την Ιστορία της Γέφυρας Ηλικίες C-14 Περίοδος Οι Ηλικίες C-14 δείχνουν Ιστορικές πληροφορίες BC Early Iron Age Initial construction activity? BC Late Archaic Early Classical Several samples BC Classical Many samples, extensive construction BC Late Classical Hellenistic Herodotus: Xerxes past his army through the bridge at 480 BC Thucydides: Vrasidas passed the bridge in 424 BC to occupy Amphipolis Random repairs AD Roman times Random repairs AD Early Christian Intense reconstruction AD Early Christian Continuous repair Still important city - Byzantine Period Several records AD Early Ottoman Minor repair -

67 Το Σπηλαιοβάραθρο Καιάδας 8 Κm από την Σπάρτη Είναι γεμάτο σκελετικά ευρήματα χωρίς άλλα διαγμωστικά ευρήματα. Η ηλικία των ευρημάτων ήταν άγνωστη.

68 Χρονολογήσεις με C-14 σε οστά από το σπηλαιβάραθρο στο Εργαστήριο Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δ» Κωδ. Εργαστηρίου Δείγμα Ηλικία 14 C (BP) Βαθμονομημένη Ηλικία Πιθανότητες DEM 1483 Keadas-1 (Εσοχή Β) 2447 ± BC BC (68.2%) (95.4%) DEM 1484 Keadas-2 (Κατώτερο επίπεδο) 2409 ± BC BC (68.2%) (95.4%) Οι χρονολογήσεις αποδεικνύουν ότι η θέση αυτή είναι ο περιβόητος Καιάδας της Αρχαίας Σπάρτης! Μόνο που δεν έχει βρέφη αλλά ενήλικες. Γ. Μανιάτης, Χρονολόγηση των σκελετικών ευρημάτων στο σπηλαιοβάραθρο Καιάδας με Ραδιοάνθρακα, στο Καιάδας από τον Μύθο στην Ιστορία, Πρακτικά Επιστημονικού Συμποσίου, Σπάρτη-Τρύπη Λακωνίας, Μαΐου 2005, , (2008).

69 Κατανομή πιθανοτήτων και ιστορικά γεγονότα Δείγμα Συνολικό εύρος βαθμ. ηλικίας (95.4%) Κατανομή πιθανοτήτων μέσα στο 95.4% Ιστορικά γεγονότα Keadas BC BC (25.3%) 1 ος Μεσσηνιακός ( ) BC (9.7%) 2ος Μεσσηνιακός ( ) (Ο Αριστομένης και 50) BC (60.4%) 3 ος Μεσσηνιακός ( ) Πελοποννησιακός ( ) Keadas BC BC (11.2%) 1 ος Μεσσηνιακός ( ) BC (2.4%) 2ος Μεσσηνιακός ( ) (Ο Αριστομένης και 50) BC (81.8%) 3 ος Μεσσηνιακός ( ) Πελοποννησιακός ( ) Οι μεγαλύτερες πιθανότητες για τα χρονολογηθέντα οστά είναι να προέρχονται από μεσσήνιους στρατιώτες κατά τον 3 ο Μεσσηνιακό πόλεμο.

70 Wiggle Matching (Προσομοίωση Κυμάνσεων) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

71 Radiocarbon determination 6800BP 6700BP 6600BP 6500BP 6400BP 6300BP 6200BP Atmospheric data from Stuiver et al. (1998); OxCal v3.5 Bronk Ramsey (2000); cub r:4 sd:12 prob usp[chron] DEM-1300 : 6472±25BP 68.2% probability 5480BC (12.1%) 5465BC 5445BC (31.1%) 5420BC 5405BC (25.0%) 5380BC 95.4% probability 5480BC (95.4%) 5360BC Wiggle Matching (Προσομοίωση Κυμάνσεων) 5700CalBC 5600CalBC 5500CalBC 5400CalBC 5300CalBC 5200CalBC Calibrated date TROY decadal tree ring samples Measured by Dr. B. Kromer, Heidelberg Radiocarbon Age BP

72 Calibration Curve decadal (Intcal98.14c) 2 Radiocarbon Age BP Calibrated BC

73 Calibration Curve decadal (Intcal98.14c) Radiocarbon Age BP Calibrated BC

74 Calibration Curve decadal (Intcal98.14c) 2 Radiocarbon Age BP Calibrated BC

75 Calibration Curve decadal (Intcal98.14c) 2 Radiocarbon Age BP Calibrated BC

76 Λιμενάρια: Χρονική σύνδεση στρωματογραφίας οικοπέδου Κωνσταντινίδη-Λιούδα με οικόπεδο Σιδηρόπουλου Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] DEM ±25BP DEM ±26BP DEM ±26BP DEM ±25BP DEM ±25BP DEM ±70BP DEM ±65BP DEM ±76BP DEM ±70BP Κωνστ/Λιούδας Σιδηρόπουλος 6000BC 5500BC 5000BC Calendar date

77 Στρωματογραφική Προσομοίωση Κυμάνσεων (Λιμενάρια Θάσου) 6700 SIDIROPOULOS (25yr) Radiocarbon Age ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΙΔΗ/ΛΙΟΥΔΑ (25yr) Calender Age

78 Bayesian Statistics DEM ± 50 DEM ± 50

79 Radiocarbon determination 1000BP 800BP 600BP 400BP Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] DEM-1 : 800±50BP 68.2% probability 1185AD ( 3.7%) 1200AD 1205AD (64.5%) 1275AD 95.4% probability 1050AD ( 2.2%) 1080AD 1150AD (93.2%) 1290AD ΧΩΡΙΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ DEM-1: AD Radiocarbon determination 1000BP 800BP 600BP 400BP 800AD 1000AD 1200AD 1400AD Calendar date Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] DEM-2 : 750±50BP 68.2% probability 1220AD (68.2%) 1285AD 95.4% probability 1170AD (91.3%) 1310AD 1360AD ( 4.1%) 1390AD DEM-2: AD ΜΗ-ΕΡΜΗΝΕΥΣΙΜΟ 1000AD 1200AD 1400AD 1600AD Calendar date

80 Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] Bayesian Statistics ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΑΙΟΜΕΤΡΙΑΣ, ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» Radiocarbon determination 1000BP 800BP 600BP 400BP DEM-1 : 800±50BP 68.2% probability 1185AD ( 3.7%) 1200AD 1205AD (64.5%) 1275AD 95.4% probability 1050AD ( 2.2%) 1080AD 1150AD (93.2%) 1290AD ΜΕ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ DEM-2 > DEM-1 Bayesian Statistics 800AD 1000AD 1200AD 1400AD Calendar date Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron] Radiocarbon determination 1000BP 800BP 600BP 400BP DEM-2 : 750±50BP 68.2% probability 1220AD (68.2%) 1285AD 95.4% probability 1170AD (91.3%) 1310AD 1360AD ( 4.1%) 1390AD DEM-1: AD DEM-2: AD ΕΡΜΗΝΕΥΣΙΜΟ 1000AD 1200AD 1400AD 1600AD Calendar date

81 ΑΓΓΕΛΟΧΩΡΙ - ΗΜΑΘΙΑΣ ΦΑΣΗ Ι ΑΓΓΕΛΟΧΩΡΙ DEM-449 (Γ', #03013) DEM-448 (Γ', #03005) DEM-447 (Β', #02007) ΙΙΑ DEM-1417 (ΑΚ', #34006) DEM-450 (Γ',#03013) DEM-1420 (Ζ', #07031) DEM-1425 (Ζ', #07045) DEM-1426 (Ζ', #07055) 6 4 ΙΙΒ DEM-1424 (Ζ', #07041) DEM-1418 (Γ', #03033) DEM-1419 (Γ', #03034) 2 0 ΙΙΙ DEM-791 (Σ', #18010) DEM-795 (Ζ', #07008) Βαθμονομημένη Ηλικία 2σ (π.χ.)

82 ΑΓΓΕΛΟΧΩΡΙ - ΗΜΑΘΙΑΣ Bayesian Statistics Φάσεις ΦΑΣΗ Ι ΦΑΣΗ ΙΙΑ ΦΑΣΗ ΙΙΒ ΦΑΣΗ ΙΙΙ Μοντελοποιημένες ηλικίες Μέγ. Διάρκ.: 634 χρ. Λήξη: π.χ. Έναρξη: π.χ. Μέγ. Διάρκ.: 146 (90) χρ. Λήξη: π.χ. Έναρξη: π.χ. Μέγ. Διάρκ.: 74 χρ. Λήξη: π.χ. Έναρξη: π.χ. Μέγ. Διάρκ.: 90 (20) χρ. Λήξη: π.χ. Έναρξη: π.χ.

83 Παραδείγματα Εφαρμογών σε Εικόνες Χρονολογήθηκε Δείγμα λινάτσας μ.χ μ.χ. (45%) μ.χ. (55%)

84 ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΥΘΕΝΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Ξύλινος ταύρος (2000 BP) Εικόνα από κατάσχεση (Ξύλο παλιό: 14 ος ζωγραφική νέα)

85 Η Σινδόνη του Τορίνο (το σάβανο του Χριστού?) Ηλικία με C μ.χ.