碳14能用来鉴定青铜器年代吗?

刚才在微博看到的图。

但似乎记得有些新闻里面,瓷器啥的也用过C14鉴定?

那么,

C14到底怎么用? 能用在哪些文物上面?有哪些文物没办法使用C14?

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3个答案
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linyi812考古小组管理员

2016-10-31 14:29

C14不能用来直接测量青铜器的年代。因为C14的测年对象要求该物质曾与大气进行过充分的碳交换、然后又处于封闭状态,因此一般来说动植物遗骸是比较合适的样品,由于生物体本身有寿命,所以其中又以一年生植物最理想。就考古领域来说,大多数C14测年样品是不是文物,而属于“考古遗存”中的“自然遗存”,如木炭、动物骨骼等,没有经过人类直接加工但与人类活动有关并埋藏于遗址中,测年目的不是为了获得木头或骨头的年代,而是为了知道与之相关的人类活动的年代,通过共存关系和地层顺序可以解决一大批考古遗物的年代问题,而不是把遗址中的所有出土文物全测一遍,没有必要。原微博提到的三星堆铜器的年代也是这样解决的。至于文物,以动植物为原材料制作的文物,如骨器、竹木制品等,一般也都可用于测年。

青铜器中可能保存有微量杂质碳,但是这些碳与循环交换库之间的碳交换可能不够充分,或者样品(冶金过程中进入的碳)封闭性不够完善,容易受到非样品碳的污染。即使其含量足以满足实验需要,其C14年龄与青铜器年代之间的关系也是很可疑的,由于出土青铜器的遗址(年代较为晚近)中C14样品非常易得,一般并没有人专门去给青铜器做C14测年。青铜器另一个较为特殊的地方是生产年代和埋藏于遗址中的年代可能差别很大,相比于地层学和类型学,绝对年代测定在这方面没什么帮助。

不过,如果青铜器只是器物的某个组成部分,如武器的刃部、车马器的部分零件,而该器物的有机质部分还保存下来,后者仍然可以做C14。

一些青铜容器内部可能有动物骨骼、植物遗存或其残留物,如果根据其他信息可以确定其共存关系(如装着肉和粮食的鼎、簋等),那么这些物质的C14年代应与青铜器埋藏年代接近。

个别青铜器可能保存有铸造时留下的范,陶质的范中有可能保存可测年物质(如植物遗存),陶范本身的热释光年代也应与铜器铸造年代非常接近。

陶器中的碳可能也有复杂的来源,如果是制造陶土时掺和的有机质材料(如稻壳、稻草等),烧后成为“夹碳陶”,这种碳样可以代表陶器的生产年代。不过陶土本身也含基质碳,陶片废弃后可能从地层堆积中吸附额外的碳,这些碳需要分离出去,否则得到的C14年代意义也是含混的,没有什么用处。就考古来说,一般早期陶器(可能早到距今2万年前)直接测年的意义较大,这些遗址或者遗址形成过程复杂(意味着间接测年的话共存关系可能有不确定因素),或者理想的测年样品较少。反之则意义不大了,可代替的手段很多并可能更精确,能用C14不代表实际会普遍使用。

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C14广泛分布在整个生态圈内,并通常被生物体吸收而更新。

C14本质是高层大气中的氮元素被高能射线撞击而产生的,其浓度稳定、几乎不变。地球大气中的C14浓度大致稳定在10^-12级别。


所以生物体内的C14比例一般与外界相近,直至其死亡,C14不再摄入,只会逐渐衰变,此时测量衰变的程度,就可知道该生物体何时死亡。(对于地质年代,生物体的寿命微不足道,所以也就是其实际年代)。

对于生物制品,如木、牙、标本等,可以用此方法测定年代。


特别地,二十世纪中期禁止核实验之前,大气层内C14比例有一个异常高峰(核弹干的),可以用于测定近期人类的死亡时间(据说被法医用来测死亡时间和寿命)。


对于青铜、金属等材料,如果表面有对应的有机物沉积,可以用有机物测试。

对青铜本身,可以测定其内部渗碳的年代。(青铜是什么合金我忘了)冶金过程中会有少量碳渗入,这些碳不会和外界环境交流,从而可以用其测定比例。

合金中的碳元素含量不稳定,测量可能较为困难,但是依然是可以测定的。

然而,由于不能确定冶金过程中渗入的碳的具体来源(木炭?煤炭?还原的空气CO2?),其测量可能需要更加特殊的手段。

如果能确认某部分的渗碳来源是高温金属还原的二氧化碳成份,再根据大气中C14比例是可以还原年代的(当然我并不知道真实测定的方式),从理论上说,是有C14测定的可能的。

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应该是可以的吧,毕竟C14分布广泛。

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