B) RADYOAKTİVİTEDEN DOLAYI ÇIKAN ENERJİNİN BİRİKİMİNE DAYANAN YÖNTEMLER

Transkript

1 TARİHLENDİRME TEKNİKLERİ * Radyoaktif Yöntemler * Radyoaktif Olmayan Yöntemler RADYOAKTİF YÖNTEMLER A) RADYOAKTİF PARÇALANMAYA DAYANAN YÖNTEMLER 1- C14 Yöntemi 2- Potasyum Argon Yöntemi 3- Fizyon İzleri Yöntemi B) RADYOAKTİVİTEDEN DOLAYI ÇIKAN ENERJİNİN BİRİKİMİNE DAYANAN YÖNTEMLER 1- Termolüminesans Yöntemi 2- Elektron Spin Rezonans Yöntemi RADYOAKTİF OLMAYAN YÖNTEMLER A) SÜREKLİ DOĞAL VE KİMYASAL DEĞİŞİMLERE DAYANAN YÖNTEMLER 1- Manyetik Alan Değişimi Yöntemi 2- Resamizasyon Yöntemi 3- Uranyum- Florin Yöntemi 4- Obsidiyen Hidrasyonu B) DOĞAL RİTMİK OLAYLARA DAYANAN YÖNTEMLER 1- Dendrokronoloji Yöntemi 2- Varv Yöntemi 1

2 RADYOAKTİF YÖNTEMLER A) RADYOAKTİF PARÇALANMAYA DAYANAN YÖNTEMLER C14 YÖNTEMİ Bir elementin kimyasal tepki gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomda iki kısım bulunur (+) elektrik yüklü çekirdek proton ve ( ) elektrik yüklü nötron. Genel olarak çekirdekte proton ve nötron sayıları birbirine eşittir. Ancak çekirdek içinde bu sayıların birbirine eşit olmadığı durumlarda vardır. Bu çeşit çekirdekli atomlara izotop denilir. İzotoplar o elementin radyoaktif olmasını sağlarlar. Radyoaktif elementler belli bir süre geçince parçalanmaya başlayıp değişikliğe uğrarlar. Atmosferin üst kısımlarında yoğun bir şekilde kozmik ışınlar bulunmaktadır. Bunlar sadece atom çekirdeklerinden oluşan parçacık karakterli ışınlardır. Yani kozmik ışınlar yüksek enerji yüklü atom parçacıklarıdır. Bu parçacıklar yeryüzüne ışık hızında ve ışık demetleri halinde inerler. Atmosfere girmeye çalışan kozmik ışınlar yarattıkları nötronlar aracılığı ile radyo karbonun yerkürede var olmasına neden olmaktadır. Böylece oluşan radyo karbon kısa sürede oksijen ile birleşip karbondioksit, CO2, gazına dönüşür ve tüm atmosfere dağılır. Buradan da bitki ve hayvanlardan oluşan canlılar evrenine, okyanuslara geçerek öteki karbon izotopları C12 ve C13 ile birlikte tüm organik maddelerin yapısında varolmaya ve emilime başlarlar. Bir bitkinin ölümü ile birlikte bitkinin bünyesinde özümleme ve varolan radyoaktif C14 izotopları belli bir süre sonra dağılmaya ve radyoaktivitelerini belli oranda yitirmeye başlarlar. Radyoaktivitenin tamamen kaybolması için geçen süreye yarı ömür denilmektedir. Bu yöntem ile C14 te bulunan radyoaktivitenin yarısını ortalama olarak (+-) 30 yılda kaybedeceği hesaplanmıştır. Bu sayım C14 miktarı tükeninceye kadar devam eder. Ölü organik maddelerdeki C14 atomunun çözülmesi temeline dayandırılan bu yöntemle bin yıllık bir zaman dilimini yaşlandırmak mümkündür. C14 analizi odun, kömür, tahta v.b. selülozik maddeler, turba artıkları, deniz hayvanlarının iskelet ve kavkıları, kemik parçaları, kumaş artıkları, yapraklar, polenler, ceviz, fındık gibi kabuklu yiyecekler, bunların içleri, tahıllar, karbonhidratlar, bütün organik sıvılar, hayvan derisi ve kalkerli toprak gibi maddelerden alınan örneklerle ölçebilmektedir. Bir maddenin içinde ne kadar çok karbon bulunursa analizi içinde o kadar değer taşımaktadır. Bu maddelerden örnekler toplanırken özellikle nasıl bir çevreden alındığına dikkat edilmelidir. Suların karbonatlı, toprakların asitçe zengin olduğu yerlerden örnekler alınması doğru değildir. Çünkü aldığımız örneklerde ki karbon değerlerinin artmasına sebep olup hatalı bir yaş tayini yapmamıza neden olur. POTASYUM ARGON YÖNTEMİ Bu yöntemle tarihleme işi C14 yöntemi ile aynıdır. Potasyum Argon yöntemi ile tarihlendirme bir volkanik kayacın patlaması sırasında kayaçta daha önce mevcut gaz halinde bulunan argonun yüksek sıcaklıktan dolayı kayayı terk etmesi esasına dayanmaktadır. Daha sonra potasyumun parçalanmasıyla oluşan argon gazı ölçülerek volkanik oluşumun tarihini saptamak mümkün olmaktadır. Bu yöntem sayesinde yaşı yıldan daha fazla olan örnekler tarihlendirilebilmektedir. 2

3 FİZYON İZLERİ YÖNTEMİ Uranyum 238 in kendiliğinden fizyona uğraması (ışır saçar durumda olması) sonunda meydana gelen yüksek enerjili parçacıkların kristalimsi yapılarda ve camlarda iz bırakması esasına dayanmaktadır. Yaşı en az yıl olan volkanik oluşumları tarihlendirmede kullanılır. Bu yöntemi cam, obsidiyen aletler ve seramik eşyaya uygulamak mümkündür. B) RADYOAKTİVİTEDEN DOLAYI ÇIKAN ENERJİNİN BİRİKİMİNE DAYANAN YÖNTEMLER TERMOLÜMİNESANS YÖNTEMİ (TL) Bu yöntem her ne kadar radyoaktif bir yöntem değilse de radyoaktif yöntemler arasında sayılmasının nedeni radyoaktif parçalanma sonunda çıkan enerjinin minerallerde birikebilme özelliğindendir. İşte minerallerde biriken bu enerji o mineral ısıtıldığında ışık olarak kendini göstermektedir.çıkan ışık miktarı maddenin biriktirdiği radyasyon enerjisi miktarına bağlıdır. Ne kadar çok enerji birikirse o kadar çok ışık çıkar. Hiç enerji birikmemiş ise, veya biriken enerji herhangi bir nedenle, örneğin ısınma ile, boşalmış ise, doğal olarak hiç ışık görünmeyecek yani hiç TL olmayacaktır. Yani TL, maddenin etkileştiği toplam radyasyon miktarı (dozu) sonucunda biriken enerjinin ve bu enerjinin birikmesi için geçen sürenin dolaylı bir ölçüsüdür. Bu yöntem keramik, pişmiş tuğla, yanmış çakmaktaşı,obsidyen, volkanik, kül, meteor, curuf, sarkıt ve dikit gibi kalsit oluşumları ve benzeri inorganik obje ve malzemelerin için uygun bir yöntemdir. ELEKTRON SPIN REZONANS (ESR) Kristal yapıda biriken enerjinin ortaya çıkarılması esasına dayanan bir başka yöntemde Elektron Spin Rezonans yöntemidir. Radyoaktif parçacıkların taşıdığı enerji kristal yapı içinde ki elektronları bağlı bulundukları yerden koparırlar. Koparılan bu elektronların sayısını manyetik alan uygulayarak saptamak mümkündür. Uzun zamandır yaş tayininde kullanıla gelen bu gruptaki termolüminesans (TL) yöntemiyle aynı prensibi paylaşmasına karşın ESR yönteminin TL yöntemine göre bazı üstünlükleri vardır. Bunlar şöyle sıralanabilir: Ölçüm sırasında ESR merkezleri bozulmadığı için ölçü istenilen sayıda aynı örnekle tekrarlanabilir. ESR yüzeysel olaylara karşı daha az duyarlı olduğu için kullanılan maddenin taneciklerinin belirli bir büyüklükte olma şartı yoktur. Örnek hazırlama ve oda sıcaklığında ölçü alma işlemleri daha kolaydır. Tekstil vs gibi organik maddelerin incelenmesinde de bu yöntem başarı ile kullanılmaktadır. 3

4 RADYOAKTİF OLMAYAN YÖNTEMLER A) SÜREKLİ DOĞAL VE KİMYASAL DEĞİŞİMLERE DAYANAN YÖNTEMLER MANYETİK ALAN DEĞİŞİMİ YÖNTEMİ Kayaç veya kil 700 derecenin üstünde ısıtılıp soğumaya bırakıldığında yerin manyetik alanından dolayı kendi içlerindeki ufak mıknatısların her biri kalıcı bir mıknatıslık kazanır. Bu mıknatıslığın yönü cismin soğuması sırasında ki yerin manyetik alanı doğrultusundadır. Yerin manyetik alan doğrultusu ise zaman içinde değiştiğinden bu yöntemle cisimlerde ki mıknatıs yönü ile yerin mıknatıs yönü arasında ki açıklığın oluşabilmesi için gerekli olan zaman süresi hesap edilebilir. Bu yöntemi ancak fırınlanmış veya çeşitli nedenlerle ısıyla karşı karşıya kalmış kayaç ve seramiğe uygulamak mümkündür. AMİNO ASİT RESAMİZASYONU Amino asit resamizasyonu, C14 gibi fosil kemiklere doğrudan uygulanan bir tarihleme metodudur ve paleoantropoji de hominidlerin erken evrim aşamalarında kullanılabilmektedir. Bu tarihleme metodunun prensibi; optik etkinliği olan maddelerin, optik etkinliği olmayan maddelere dönüşmesidir ve teknik olarak resamizasyon süreci optik-aktif maddenin, inaktif madde haline dönüşmesine bağımlıdır. Tüm yaşayan canlıların proteinlerinde (L)amino asitler vardır ve ölümünden uzun bir süre sonra tüm (L)amino asitler (glycine hariç) resamizasyon denilen değişime uğrarlar ve proteinsiz (D)amino asit haline dönüşürler. (L) ile (D) arasında oran zamanla artar. İşte fosil kemiklerde bu artışın hesaplanması bize yıl olarak bir kronolojik ölçü verebilmektedir.bu metodla yaklaşık yıl eskiye yaşlandırma yapmak mümkün olmakla birlikte; fosil kemiklerdeki amino asitler, ısı, iklim değişmeleri, toprağın PH oranı gibi faktörlerden etkilendiği için araştırıcılar tarafından, ihtiyatla kullanılması gerektiği önerilmektedir. Bu yöntem önceden yaşı diğer yöntemlerle saptanmış örnekleri doğrulamak sureti ile belli bir kazı yeri için görece tarihlendirme yapılmasını gerçekleştirir. URANYUM VE FLORİN YÖNTEMİ Radyoaktif minerallerin zamanla bozulup yeni elementlere dönüşmesi için geçmesi gereken sürenin hesaplanması esasına dayanır. 3 milyon yıllık süreyi bu yöntemle yaşlandırmak mümkündür. Yer altı sularında bulunan uranyum ve florin kemiklerde ve fosforlu mineraller içinde zamanla birikir. Bu birikimin hızı kemiğin civarında ki yer altı sularında bulunan uranyum ve florin miktarına bağlıdır. Diğer taraftan kemiklerde ki proteinlerin zamanla yok olmasına paralel olarak kemik içinde ki azot miktarında azalma gözlenir. İşte bu azalma miktarı çevre sıcaklığına ve nem e göre değişmektedir. Bulunan örnekler içinde ki florin ve azot miktarları ölçülerek belirli bir kazıda farklı tabakalarda ki örneklerin görece yaşlandırılması işine yarar. 4

5 OBSİDİEN HİDRASYON YÖNTEMİ Obsidienden yapılan aletlerde tarihlendirme de kullanılmaktadır. Yeni açılmış bir obsidien yüzeyinin su kaparak hidrasyona uğraması ve bu hidrasyonun zamanla obsidien içinde ilerlemesinden yararlanılmaktadır. Bu hız çevre sıcaklığına ve obsidienin cinsine bağlıdır. Be nedenle belli bir tür obsidien ve belli bir sıcaklık bölgesi için hidrasyon hızı, yaşı başka tarihlendirme yöntemleriyle saptanmış örnekler kullanılarak tayin edilir. Ancak bu şekilde mutlak bir tarihlendirme yöntemi olarak kullanılabilir. Hidrasyonun belli bir zamandan sonra düzgünlüğünü kaybetmesi nedeniyle bu yöntemle en fazla yıl geriye gitmek mümkündür. B) DOĞAL RİTMİK OLAYLARA DAYANAN YÖNTEMLER DENDROKRONOLOJİ YÖNTEMİ Kesik ağaç parçalarında ki halkaların belli bir teknikle sayılarak o ağacın yaşının saptanması amacıyla kullanılmaktadır. Çağdaş dendrokronoloji yöntemiyle en az 2000 ile 3000 yıllık arkeolojik yaşlandırma yapmak mümkündür. Dendrokronoloji ; ağaçların büyürken geride bıraktıkları halkaların belirli bir teknikle sayılmasına dayanmaktadır. Bu halkalar düzenli mevsim değişmeleri gösteren yani düzenli ilkbahar, yaz, sonbahar, kış mevsimlerini gösteren bir kurak, bir yağışlı iklim değişmelerinin birbirini izlemeleri sonucunda ortaya çıkan kararlı iklim bölgelerinde yaşayan ağaçlarda görülür. Kural olarak ağaç gövdelerinde her yıl bir halka oluşmaktadır. Bu yıllık halkalar ağacın yaşlanmış hücre kısmı ile dış kabuk arasında oluşan ve kambilium denilen hücreler tarafından meydana getirilir. İlkbahar mevsiminde ağaçlara su yürüdüğünde halkalar iri ve seyrek, sonbahara dönüldüğünde ise ağaca eklenen hücreler boyca küçük ve çeperleri de sıktır. Halkaların kalınlığı iklime ve ağaçların yaşına göre değişmektedir. Açık renkle başlayıp koyu bir bölge ile kesin bir çizgi halinde sonuçlanan her bir halka 1 yılı gösterir. Doğru bir tarihlendirme için bu yaşlandırma yöntemi tek bir ağaç ile yapılmaz aynı bölgeden bir çok ağaçtan alınan örneklerle yapılmaktadır. Bir ağacın kesim yılı biliniyorsa ağacın enine bir kesit alınıp yüzeyi parlatılır. Kabuktan merkeze doğru halkalar sayılarak ağacın yaşı ve hangi halkanın hangi yıla ait olduğu tespit edilir. Dikkat edilmesi gereken her ağacın yaşlandırmaya uygun olmadığıdır. Ağaç iklim etmenlerinden uzak olmalı, büyüdüğü yerde yer altı ve yerüstü kaynaklardan uzak olmalıdır, gövdesinde yara, bere, hastalık, sıyrık, kesik olmamalıdır. Hücre yapısı korunmuş olmalı, açıkça belli olan halkalara sahip olmalı, ağaçtan yararlanmış yerli bir topluluğun bu buluntu yerinde yaşamış olması gerekirlidir. Dendrokronoloji hem arkeolojik eserlerin tarihlendirilmesi, hem geçmiş yıllarda ki iklim koşullarının incelenmesi, hem de C14 tarihlendirilmesinin düzeltilmesine olanak vermesi bakımından çok yararlı bir tarihlendirme yöntemidir. 5

6 VARV YÖNTEMİ Buzullar çekilirken ya da iklim biraz yumuşamaya başlarken buzullar erimeye başladıklarında çukur alanlarda her yıl düzenli olarak bir miktar kil tortusu oluşmaktadır. Genellikle bu killer göl tabanları üzerinde tabakalaşmaya başlarlar her yıl bu tabakalaşma olayları düzenli olarak tekrarlanır ve belli bir kalınlığa ulaşır sonra bu tabakaların içinde biriktirdiği buzul önü barajlarında ki su buharlaşınca yani bu baraj gölleri kuruyunca tabanda biriken kil tabakaları açığa çıkar. Bu biriken kil tabakaları çok ince bir durum gösterirler her tabakanın kalınlığı birkaç mm ile birkaç cm arasında değişmektedir. İşte bu ince tabakaların sayılması ile belli bir yörede buzulların o yörede çekilme tarihleri ortaya konulmuş olunur. Bu yöntem ile paleolitiğin sonu ile demir çağının başlangıcına kadar olan yıllık bir süreyi yaşlandırabiliriz. 6