Een inconsistente chronologie (2)

15 november 2020

In mijn stukje van vorige week maandag wees ik erop dat de uitbarsting van de Thera een geducht chronologisch probleem vormt. Er spelen ruwweg drie dingen. Eén: er is rond 1630 v.Chr. iets gebeurd waardoor veel stof in de atmosfeer kwam. Het lijkt te zijn gedocumenteerd in jaarringen en hoewel daarover discussie is, wordt het bevestigd door Babylonische Venus-observaties. Twee: die vulkaan is op een bepaald moment uitgebarsten, heeft een stad op het eiland verwoest en heeft as en puimsteen uitgebraakt die is gevonden tot in Egypte. Drie: als je afgaat op het aardewerk, is die rommel daar neergekomen na 1540.

Je kunt nu aannemen dat er twee uitbarstingen (eventueel van twee vulkanen) zijn geweest: de eerste rond 1630, gedocumenteerd in de jaarringen en de Venusobservaties, de tweede alleen bekend uit puimsteen in Egypte maar niet in de jaarringen. Dit is niet helemaal uit te sluiten. Je kunt je weersomstandigheden voorstellen – draaiende wind bijvoorbeeld – die ervoor zouden kunnen hebben gezorgd dat het puimsteen in één korte heftige uitbraak naar Egypte werd gelanceerd, terwijl de as daarna neersloeg in de Middellandse Zee en in noordelijk Afrika, een gebied waarvoor we (althans bij mijn weten) geen dendro-curve hebben. Dit mag dan denkbaar zijn, je bent wel bezig hypothese op hypothese te stapelen: eerst postuleer je een tweede uitbarsting, vervolgens postuleer je specifieke weeromstandigheden. Kortom, je verdubbelt het aantal feiten en vergroot het aantal hypothesen. Dat voelt niet lekker. In jargon: je snijdt je aan het Scheermes van Ockham.

Het is verstandiger het aantal vulkaanuitbarstingen pas te vermeerderen als er werkelijk niets anders opzit. Een goede onderzoeksstrategie gaat ervan uit dat er slechts één uitbarsting is geweest. Dan moeten we óf de aardewerkchronologie aanpassen, zodat keramiek die we tot nu toe dateerden na 1540 in feite rond 1630 is, óf accepteren dat er iets mis is met de jaarringen en de Venusobservaties. Misschien is dat laatste inderdaad het geval.

De koolstofmethode veronderstelt dat levende wezens kooldioxide inademen en dus koolstofatomen binnenkrijgen. Die bestaan in een stabiele en een instabiele variant, 12C en 14C, en de radioactiviteit van een monster is een aanwijzing voor de ouderdom. Simpel samengevat: je meet de radioactiviteit van levend organisch materiaal, vergelijkt die met de radioactiviteit van je antieke monster, en als die bijvoorbeeld 50% is van levend materiaal, dan is het voorwerp 5736 jaar uit omdat de halfwaardetijd van koolstof 5736 jaar is. Is het 75%, dan is het voorwerp 2865 jaar oud. Er is een stevige foutenmarge en er zijn nog wat andere voetangels en klemmen, maar dit is het principe.

De aanname is hierbij dat levende wezens altijd evenveel 14C inademen en dat is nu net niet het geval. Af en toe ontploft er een ster en als dat zo is, komen er radioactieve deeltjes in de bovenste lagen van onze atmosfeer, waar dan wat reacties plaatsvinden die zorgen voor een verstoring. Dit betekent dat een koolstofdatering moet worden geijkt (“gekalibreerd”) aan de hand van andere metingen, zoals jaarringen. Helaas is er geen jaarringencurve voor alle soorten hout en alle gebieden.

Hierboven hebt u twee voorbeelden. Langs de verticale as ziet u in rood een koolstofdatering tussen pakweg 3025 en 3050 en in groen een datering tussen pakweg 3150 en 3175. Via de grillige lijn (de kalibratiecurve) kun je het omzetten in een datering in kalenderjaren, gegeven langs de horizontale as. De moeilijkheid is nu dat de groene datering correspondeert met een lekker steil deel van de curve, waardoor de marge van 25 jaar versmalt tot pakweg 10 jaar; de rode datering valt op een vlak deel van de curve en verbreedt tot 40 jaar of daaromtrent. In dit laatste geval spreken we van een plateau en elke oudheidkundige die daarmee wordt geconfronteerd heeft acuut een knoop in zijn maag.

Voor ons relevant is bovendien dat de jaarringen voor het oostelijke Middellandse-Zee-gebied niet helemaal compleet is. We hebben een deel dat begint in onze eigen tijd en doorloopt tot de Late Oudheid en een “zwevend” deel dat enkele eeuwen ouder is en (bij mijn weten) de IJzertijd en de Bronstijd bestrijkt. We weten niet hoe breed het gat is, maar we kunnen dit zwevende blok ruwweg dateren dankzij de koolstofmethode. Dat gebeurt weliswaar met een foutenmarge maar dat is beter dan niets.

De laatste maanden wordt er aan de gangbare kalibratiecurve gemorreld. Afgelopen juni werd duidelijk dat we serieus rekening moeten houden met plaatselijke afwijkingen in de curve. Zo kwam in elk geval een zwak punt aan het licht en hoewel we nu op het eerste gezicht minder zekerheden lijken te hebben, betekent het ook dat we minder valse zekerheden hebben. Mij lijkt dat winst.

Het andere punt is een verfijning van de techniek om het zwevende blok te dateren. Tot nu toe gebeurde dat door de radioactiviteit van groepjes van steeds tien jaarringen te meten. Inmiddels kan dat nauwkeuriger. De aanpassingen blijken niet heel groot te zijn, maar het blijkt nu dat de periode waarin de Thera uitbarstte, een plateau was. Anders geformuleerd: de foutenmarge blijkt veel breder te zijn dan altijd is aangenomen. Opnieuw raken we een valse zekerheid kwijt. Of beter: we zien dat de onnauwkeurigheid veel groter is dan we dachten.

De kwestie is nu dus helemaal complex. Enerzijds lijken nu de aardewerkdateringen en de koolstofdateringen met elkaar in overeenstemming te komen: de foutenmarge van de koolstofdatering is nu zo ver verbreed dat de aardewerkdatering er binnen lijkt te komen. Anderzijds is die overlap nog even ver als altijd verwijderd van de astronomische datering, een onderwerp waar de wetenschappers in het geciteerde artikel opmerkelijk genoeg niets over zeggen.

Terwijl ik dit stukje (en het vorige) schreef, werd ik echter achtervolgd door een verontrustende gedachte: het zou toch niet zo zijn dat we werkelijk te maken hebben met twee vulkaanuitbarstingen? Een oplossing is bepaald niet in zicht maar we zijn wel een paar oogkleppen kwijt. Dat is vooruitgang. Wat we nodig hebben is, zoals zo vaak, een uitbreiding van het databestand: meer jaarringen. Die zullen we ook wel gaan krijgen, daarover maak ik me weinig zorgen.

[Deze blog verscheen oorspronkelijk in de reeks “Methode op Maandag“.]

Deel dit blog:
Een inconsistente chronologie (1)

Santorini ofwel Sint-Irene is een klein eiland in de Egeïsche Zee. In de Oudheid heette het Thera. De bovenstaande muurschildering Read more

Hoe dateer ik een papyrus?

Stel, archeologen graven in Egypte een kleine verzameling papyri op waarop Griekse teksten blijken te staan. Een classicus die de Read more

Koolstofdatering: Pseudoscepsis

Nu we de wetenschappelijke zelfkritiek hebben gehad, komen we als vanzelf bij de pseudosceptici, waaronder er zijn die de koolstofmethode niet zien Read more

Koolstofdatering: Kritiek

De koolstofmethode wordt vaak gepresenteerd als keiharde, betrouwbare en succesvolle methode. En terecht. Zo raakt echter wat uit het zicht Read more