Het valse "Evangelie van de Vrouw van Jezus" (Harvard)

Koolstofdatering: Pseudoscepsis

12 november 2020

Nu we de wetenschappelijke zelfkritiek hebben gehad, komen we als vanzelf bij de pseudosceptici, waaronder er zijn die de koolstofmethode niet zien zitten. Ik heb al enkele valkuilen vermeld: nog levende schelpen die duizend jaar oud dateren en andere afwijkingen van de oorspronkelijke aannames die aan de koolstofdatering ten grondslag lagen. Wie twijfel wil zaaien aan oudheidkundige dateringen, kan zulke voorbeelden op indrukwekkende wijze presenteren.

Dat kan met cijfers, want de afwijkingen als gevolg van bijvoorbeeld het mariene reservoireffect bedragen honderden jaren. Ook taalkundige massage is dienstig. Er zijn reële problemen, stuk voor stuk oplosbaar, maar je kunt natuurlijk zeggen dat het “wemelt van de problemen”, dat er “schokkende verschillen” zijn, dat “ongerijmdheden de methode plagen”, dat de verschillen “niet onbetekenend” zijn en dat er sprake is van “onkwantificeerbare variabelen”.

Deel:

Jaarringdatering

12 november 2020

Archeologische persberichten zijn nogal eens overdreven. De opstellers van goede berichten niet te na gesproken benutten archeologen de media vaak niet om u voor te lichten maar om naar fondsen te vissen. Daarom overdrijven ze. Ik heb het weleens geturfd en concludeerde toen dat 40% van de berichten onjuistheden bevatten die de betrokkenen moeten hebben herkend. Geen wonder dat de pers, éénmaal te vaak oneigenlijk gebruikt, steeds sceptischer wordt. Maar soms duikt er iets op dat de moeite waard is. Zoals dit keer, al is het bericht wat technisch, al is de feitelijke ontdekking alweer wat ouder en al houdt het persbericht op als het spannend wordt. Niettemin: dit kan interessant gaan worden.

Dendrochronologie is een duur woord voor het tellen van jaarringen om vast te stellen hoe oud een stuk hout is. Omdat de dikte van de ringen afhankelijk is van de weersomstandigheden, is geen reeks jaarringen – althans als die een jaar of tachtig lang is – identiek. Elke regio en elke houtsoort heeft een vrij specifiek patroon van dunne en dikke ringen. Als archeologen een houten voorwerp opgraven, kunnen ze dat vergelijken met een ijkcurve (zoals deze) en bepalen hoe oud het opgegraven voorwerp is. Is er een stuk spinthout aanwezig, dan kan de datering zelfs precies zijn. Zo kon van het Romeinse kamp in Oberaden worden gezegd dat het hout was gekapt in het najaar van 11 v.Chr.

Deel:
De mummie van een krokodil (Egyptisch Museum, Barcelona)

Koolstofdatering: Kritiek

12 november 2020

De koolstofmethode wordt vaak gepresenteerd als keiharde, betrouwbare en succesvolle methode. En terecht. Zo raakt echter wat uit het zicht dat ook zo’n keiharde en betrouwbare methode onoordeelkundig en dus onsuccesvol valt toe te passen. Hoe keihard en hoe betrouwbaar ook: dateren blijft een kunst.

Je moet heel goed weten wat je dateert en welke vraag je eigenlijk wilt beantwoorden. De meest voor de hand liggende vraag is natuurlijk: hoe oud is het? Maar daar is de koolstofmethode niet in alle gevallen geschikt voor. De vraag “stamt dit voorwerp uit het begin van de zevende eeuw?” vergt een nauwkeurigheid van een jaar of vijftig. Maar rond het begin van de zevende eeuw loopt de kalibratiecurve behoorlijk vlak. Een koolstofdatering kan dan heel goed uitvallen als 585 – 710 cal AD en daar heb je niks aan. Maar aan diezelfde datering heb je wél wat als je wilt weten of je voorwerp een moderne vervalsing is.

Deel:

Koolstofdatering: Reiniging

12 november 2020

Vervuiling wordt ook opgespoord met de microscoop, een standaardprocedure. Bij de lijkwade van Turijn is bijvoorbeeld gekeken naar de hoeveelheid roet in het doek. In 1532 is het doek namelijk het slachtoffer geweest van een brand. Niet alleen brandden gesmolten druppels zilver gaten in het textiel, mogelijk was er ook roet in het doek neergeslagen. Wellicht zou de koolstof uit dat roet de datering kunnen beïnvloeden. Misschien wel met een eeuw, misschien zelfs twee. Alle te onderzoeken vezels zijn dus onder de microscoop doorgegaan, waarbij bleek dat er nauwelijks roet aanwezig was.

Deel:
De Tollundman: voorbeeld van een veenlijk

Koolstofdatering: Contaminatie

12 november 2020

Het moge inmiddels duidelijk zijn dat een koolstofdatering niet eenvoudigweg een meting is, gevolgd door een handvol rekenkundige correcties, maar ook inzicht vergt in allerlei omstandigheden. Dit geldt ook voor het bepalen van aanrijking of verarming nadat het organisme is overleden. In theorie kan er dan alleen nog koolstof-14 verdwijnen door radioactief verval, maar in de praktijk kan een voorwerp nog vervuild raken met koolstof-14 van buitenaf en dat heeft natuurlijk effect op het resultaat.

Berucht zijn koolstofbronnen die zo oud zijn dat ze geen koolstof-14 meer bevatten. Ik noemde hierboven al de effecten van fossiel kalksteen, maar ook geteerd scheepshout en met parafine geconserveerde museumvoorwerpen zijn niet zomaar te dateren. Teer en parafine zijn immers gemaakt van aardolie: miljoenen jaren oud organisch materiaal dat geen koolstof-14 meer bevat, waardoor de ouderdom van een monster te hoog wordt ingeschat.

Deel:

Koolstofdatering: Reservoireffecten

12 november 2020

Zoals gezegd zorgt het iets grotere gewicht van het koolstof-14-atoom voor licht afwijkend gedrag van dat atoom, waardoor een datering te oud of te jong kan uitvallen. We hebben gezien dat hiervoor valt te corrigeren. Daarmee zijn echter nog niet alle processen ondervangen die ervoor zorgen dat een organisch voorwerp aangerijkt of verarmd raakt met koolstof-14. Eén van die processen is het reservoireffect: de omgeving kan functioneren als een plaatselijk reservoir van extra koolstof-14, of juist een tekort daaraan, wat leidt tot verkeerde dateringen.

Neem hard water met veel kalk. Kalksteen is eigenlijk een organisch materiaal(skeletresten van micro-organismen) en kan miljoenen jaren oud zijn, waardoor het vrij is van koolstof-14. Dat is allemaal allang radioactief vervallen. Wanneer de kalk oplost in water of wordt meegenomen door een rivier, kan een gebied ontstaan waarin alle levende wezens minder koolstof-14 bevatten dan normaal. Er is dus sprake van verarming. Dateringen vallen te oud uit.

Deel:

Koolstofdatering: Isotoopfractionering

12 november 2020

We hebben in de eerste stukjes gemakshalve aangenomen dat de hoeveelheid koolstof-14 in de atmosfeer correspondeert met die in levende wezens, de biosfeer. In de wat ingewikkelder werkelijkheid blijkt dit niet helemaal te kloppen.

Een atoom koolstof-14 heeft twee kerndeeltjes meer dan een normaal koolstof-12-atoom en dat wil zeggen dat het 16% zwaarder is. Dat heeft om te beginnen gevolgen voor het fysische gedrag van het koolstof-14-atoom: koolzuurgas met de zwaardere isotoop verdampt iets minder makkelijk uit water dan koolzuurgas met koolstof-12. Omgekeerd slaat een verbinding met koolstof-14 net even iets sneller neer dan één met de lichtere vorm. Zo ontstaan verschillen tussen het gehalte koolstof-14 in zee en in de atmosfeer.

Deel:

Koolstofdatering: Kalibratie

12 november 2020

Het principe van de koolstofdatering mag dan simpel zijn en correctie voor de halfwaardetijd eveneens, er is een fundamenteler probleem: het gehalte koolstof-14 in de atmosfeer is niet constant. Het heeft door de eeuwen heen gevarieerd. En die variatie, veroorzaakt door de stormen van deeltjes die supernova’s op ons zonnestelsel afvuren, is niet regelmatig geweest. Dit valt niet simpel om te rekenen. Het jaarringenonderzoek maakte het echter mogelijk dit op te lossen.

Door simpel terug te tellen kun je van een jaarring bepalen uit welk jaar hij stamt. Iedereen heeft het als kind weleens gedaan. Je kunt nu van het hout van die jaarring meten hoeveel koolstof-14 erin zit. Dit onderzoek is aangevuld met andere studies naar fenomenen met een jaarcyclus, zoals de jaarringen in koraal (kalk), ijskernen uit de poolgebieden en zogeheten “varven” uit meersedimenten. Dankzij dit onderzoek, dat nog volop plaatsvindt en leidt tot steeds verfijndere resultaten, hebben we nu een grafiek die voor de afgelopen 46.000 jaar laat zien hoe de werkelijke (kalender)datering afwijkt van de (gemeten) koolstofdatering. Dit is de roemruchte kalibratiecurve.

Deel:
De ouderdom van de Artemidorospapyrus

Koolstofdatering: Halfwaardetijd

12 november 2020

Wie een monster wil dateren, kan de hoeveelheid overgebleven koolstof-14 op verschillende manieren meten. Na een voorbewerking zijn er ruwweg twee methoden: je hangt er een geigerteller bij of je gooit het hele monster door wat bekendstaat als een accellerator mass spectrometer (AMS).

De geigerteller telt gedurende een bepaalde periode het aantal vervallende radioactieve atomen. Aan de hand daarvan kan statistisch worden bepaald hoeveel er nog aan koolstof-14 in zit. Hoe ouder het monster, hoe langer de meetperiode om tot een betrouwbare uitkomst te komen. Je moet dus van te voren al een idee hebben hoe oud je monster ongeveer is, anders kun je de meetduur niet bepalen. Die kan bij heel oude monsters weken duren.

Deel:
Koolstofdatering uitgelegd (Universiteitsmuseum, Groningen)

Koolstofdatering: Het principe

12 november 2020

De ontwikkeling van de koolstofdateringstechniek is een van de belangrijkste doorbraken geweest in de oudheidkunde. Tot de jaren veertig waren vrijwel alle archeologische dateringen namelijk gebaseerd op aardewerk, waarvan de ouderdom op zijn beurt weer was gebaseerd op teksten, zoals de koningslijsten van Egypte en Mesopotamië of de lijst van Siciliaanse stadsstichtingen van Thoukydides. Dit was de methode van Montelius.

Koolstofdateringen veranderden dat. Voortaan konden archeologen zonder teksten vaststellen hoe oud iets was. En dat, lieve kijkbuiskinderen, veranderde de discipline zélf: van een vak dat afhankelijk was van de filologische vakgebieden emancipeerde het tot een zelfstandig vak. De discipline veranderde – net als de historische taalkunde – van een kunsthistorische geesteswetenschap in een harde science, wat overigens niet wil zeggen dat er geen enkele onzekerheid is. Integendeel. In elk geval: er was sprake van een échte wetenschappelijke innovatie en niet van zo’n flauwe aanpassing van de positieve heuristiek die sinds de jaren tachtig aan de universiteit moet doorgaan voor innovatie.

Deel: