Hvor gammelt er det?

Under dette lange udblik over menneskets tidligste udvikling og dets kolonisering af det europæiske kontinent har vi mange gange angivet mere eller mindre præcise dateringer af fortidens fund. Hvor stammer disse dateringer fra? Og hvordan kan man med så stor sikkerhed sige, at et fund er netop så gammelt? Det skyldes udelukkende det opsving, de naturvidenskabelige dateringsmetoder har taget i de sidste halvtreds år, og som totalt har forvandlet arkæologien.

Kronologien er historiens rygrad, siger man. Kun ved at kende alderen på et fund, kan man sætte det ind i et større sammenhæng. Og her har arkæologien især kunnet drage nytte af kulstof 14-metoden, som i den sidste menneskealder bogstaveligt talt har revolutioneret arkæologien.³² Dens store fortrin er, at den muliggør datering af arkæologiske fund fra hele verden. Derved kan den være med til at give os viden om, hvor de kulturelle fornyelser opstod, og ad hvilke veje de udbredte sig. Kulstof 14-metoden blev opfundet af amerikaneren Willard F. Libby i 1946, en opfindelse han senere modtog Nobelprisen for. Det første kulstof 14-laboratorium uden for USA blev grundlagt i København i 1951. Metoden er baseret på måling af radioaktivt kulstof (C-14) i de plante- og dyrerester, som man kan finde i forbindelse med arkæologiske udgravninger.³³

Kulstof 14 er en radioaktiv isotop af kulstof, der dannes i stratosfæren ved de kosmiske strålers bombardement af kvælstofatomer. Kulstof 14 har de samme egenskaber som almindeligt kulstof (C-12), blot med den forskel, at det er radioaktivt. Umiddelbart efter dannelsen iltes det til kuldioxid (kultveilte) og indgår sammen med den kuldioxid, der er dannet af almindeligt kulstof, i det biologiske kredsløb på Jorden. Herved får alle levende planter, dyr og mennesker et vist indhold af kulstof 14. Kulstof 14-kernerne er imidlertid ustabile og går spontant i stykker under udsendelse af radioaktiv stråling – man kalder det radioaktivt henfald. I levende planter og dyr optages der hele tiden nyt kulstof 14. Først ved organismens død standser tilførslen, og kulstof 14-mængden aftager ved det radioaktive henfald. Der bliver derfor færre og færre kulstof 14-kerner tilbage i et materiale, jo længere tid der går.

For at forstå, hvor små mængder, der er tale om, når det drejer sig om kulstof 14, har man anstillet et tankeeksperiment.³⁴ Vi forestiller os, at vi fylder en gårdsplads med træ og stabler bjælkerne op i et kvadratisk område, 15 meter på hver led. Hvis stablen skal rumme blot 1 gram kulstof 14, fordrer det, at den er ca. 8 kilometer høj, dvs. lige så høj som Mount Everest!

Kender man det oprindelige indhold af kulstof 14 i plante- og dyrevæv, dengang det var en del af en levende organisme, og måler man indholdet i de tilbageblevne dele af disse vævstyper (f.eks. træ, trækul, knogler, muslingeskaller eller tørv), kan man ud fra et kendskab til den hastighed, hvormed kulstof 14-kernerne henfalder, beregne hvor lang tid der er gået, siden plante- og dyreresterne var dele af levende organismer. Kulstof 14 har en halveringstid på 5730 år. Det betyder, at ud af 1000 kulstof 14-atomer vil der være 500 kulstof 14-atomer tilbage efter 5730 år. Kulstof 14-indholdet i levende dyr og mennesker er dog så lille, at målingerne altid giver en vis usikkerhed i aldersbestemmelse. I gunstige tilfælde kan man dog bringe usikkerheden ned til omkring 40-50 år. På grund af de stadig mindre kulstof 14-mængder jo længere man kommer tilbage i tiden, kan metoden kun anvendes tilbage til ca. 40.000 år før i dag. Det vil sige, at den tidlige del af den sidste istid ikke dækkes af kulstof 14-dateringerne. Her må man anvende andre dateringsmetoder, som vi senere skal høre nærmere om.

Det hyppigst anvendte materiale til kulstof 14-dateringer er trækul. Der kræves ca. 10 gram af dette materiale til en enkelt datering. Siden 1970'erne har man imidlertid udviklet en helt ny måleteknik til bestemmelse af det totale antal kulstof 14-kerner i et prøvemateriale. Man bruger store acceleratorer i forbindelse med en massespektrograf, og metoden kaldes derfor Accelerator Massespektrometri, AMS.³⁵ Med den teknik er det muligt at datere meget små prøvemængder. Ja, man kan nå ned til ca. en tusindedel af de mængder, der tidligere krævedes til en kulstof 14-datering.

Da man i sin tid tog kulstof 14-metoden i brug, mente man, at optagelsen af radioaktivitet fra rummet havde været relativ konstant igennem årtusinderne. Man mente altså, at et kulstof 14-år svarede til et kalenderår. Det har siden vist sig ikke at være tilfældet, idet optagelsen af radioaktivitet netop har svinget igennem tiderne. Svingningerne skyldes ændringer i den kosmiske stråling, det jordmagnetiske felt og solens indstråling på Jorden. Bl.a. har man kunnet konstatere et op til 10% større indhold midt i postglacialtiden. Og man har samtidig kunnet iagttage mindre korttidsvariationer af varigheder på et par hundrede år.

Dette problem har man kunnet løse ved at justere og kalibrere kulstof 14-dateringerne ved hjælp af den såkaldt dendrokronologiske metode, dvs. tællinger af årringe i nulevende og døde træer, hvorom vi skal høre mere senere. Ved målinger af kulstof 14-indholdet i årringe i lange dendrokronologiske serier fra træer i Amerika og Europa har man kunnet bestemme, hvad deres oprindelige kulstof 14-indhold var. Det drejer sig i første række om kulstof 14-dateringer af årringe med kendt alder fra fyrre-arten Pinus aristata, også kaldet bristelcone pine, der vokser i The White Mountains mellem Nevada og Californien. Nogle af de ældste, levende eksemplarer af arten er ca. 5000 år gamle. De er således verdens ældste, levende organismer. Men ved hjælp af døde stubbe af den samme fyrre-art har man kunnet opstille en årringkronologi, der går 12.000 år tilbage i tiden.

En kulstof 14-datering udtrykkes ved hjælp af enheden BP, hvor BP (= before present) svarer til kulstof 14-aktiviteten i det tilfældigt valgte år 1950, beregnet ud fra det eksponentielle henfald af kulstof 14-atomerne. Skal man omregne dateringen til kalenderår (solår), foretager man som nævnt en kalibrering i forhold til årringkronologien. Teknisk udføres kalibreringen i dag med dataprogrammer, som er alment tilgængelige på internettet.³⁶ Det er disse såkaldte kalibrerede dateringer, der er brugt i denne bog.

Kulstof 14-metoden giver ikke resultater med fuldstændig nøjagtighed, men udtrykkes på grund af den anvendte måleteknik som intervaller med forskellige grader af signifikans. Normalt udtrykkes en alder med én (68,2% sandsynlighed) eller to (95,4% sandsynlighed) grader af sandsynlighed.

Ved hjælp af kalibreringerne har man kunnet korrigere de tidligere anslåede aldre for oldtidshistoriens perioder. Bl.a. er tidspunktet for afslutningen af jægerstenalderen og begyndelsen af bondestenalderen rykket ca. 1400 år tilbage i tiden, til ca. 4000 f.Kr. Disse ændrede dateringer har naturligvis haft stor betydning for forståelsen af sammenhængen mellem Nordeuropas oldtidshistorie og den samtidige kulturudvikling i Middelhavsområdet og Den nære Orient.

Kulstof 14-metoden er som nævnt universelt anvendelig. Der findes imidlertid visse prøvematerialer, som i deres levetid ikke har optaget kulstof på en måde, som står i direkte forhold til atmosfærens indhold af kulstof. Det gælder f.eks. organismer, som lever i marine omgivelser (fisk, muslinger, skaldyr osv.) eller landsnegle, som opbygger deres sneglehuse af omgivelsernes karbonater. Disse organismer kan have en afvigende optagelse af kulstof 14 sammenlignet med f.eks. samtidige grønne vækster. Dateringerne kan derfor i visse tilfælde blive flere hundrede år for gamle. Når det f.eks. gælder prøver fra oceanbundene, er denne effekt ret velkendt, og dateringen kan nemt korrigeres. Gælder det derimod indsøer i kalkrige områder, kan forholdene være svære at bestemme. I dansk arkæologi møder man undertiden problemet i forbindelse med dateringer af føderester, der kan være bevaret i oldtidsmenneskenes lerkar, og som kan indeholde rester af dyr, der har levet i vand, f.eks. fiskeben.³⁷ Eller man møder problemet i forbindelse med dateringer foretaget på de østersskaller, som udgør så stor en del af jægerstenalderens køkkenmøddinger. Hvis man tilstræber præcise dateringer, bør materialeprøver af den art undgås, hvis man i øvrigt har adgang til mere egnede prøver.

De fleste arkæologiske fund bliver i dag kulstof 14-dateret. Og metoden har som nævnt betydet store forandringer i vor opfattelse af menneskets udviklingshistorie. Det billede, der tidligere blev tegnet af oldtidshistorien, hvor forskellige „kulturer“ levede side om side med hinanden, er nu forladt. Man regner f.eks. i Danmarks oldtidshistorie ikke længere med massive indvandringer af nye folkeslag, som i en periode skulle have levet side om side med den gamle befolkning. I stedet ser vi nu i alt væsentligt en én-strenget udvikling fra istidens indvandrende jægerfolk gennem bondestenalderen, bronzealderen og jernalderen, helt frem til den historiske tids begyndelse. Samtidig har kulstof 14-metoden haft stor betydning for vor forståelse af Nordeuropas sammenhæng med resten af det europæiske kontinent.

Den dendrokronologiske metode, som vi allerede har nævnt ovenfor, bygger på målinger af årringe i træ.³⁸ Princippet bag metoden er enkelt: Hvert vækstår føjer endnu en årring til et levende træs tykkelse. Derfor kan man bestemme et nyfældet træs alder ved at tælle dets årringe. Skiftende klimaforhold medfører imidlertid, at årringene varierer i tykkelse fra år til år. Denne variation af tilvæksten danner et mønster, som er specielt for træets levetid, og som aldrig vil kunne genfindes helt magen til i nogen anden periode. Derfor kan årringkurver fra forskellige træer ud fra årringmønstret passes sammen indbyrdes, dvs. dateres i forhold til hinanden.

På den måde kan man opbygge lange, sammenhængende grundkurver, der som nævnt ovenfor, rækker omkring 9000 år tilbage i tiden. Det kræver imidlertid et stort sammenligningsarbejde, før ukendte årringsserier med sikkerhed kan indpasses på en grundkurve. Metoden har været kendt siden 1920'erne, men den er først i vor tid blevet praktisk anvendelig som dateringsmetode med udviklingen af computerteknologien.

Den dendrokronologiske metode blev i begyndelsen især udviklet i USA, hvor man havde levende træer med en alder på flere tusinde år, de allerede nævnte bristlecone pines. I Europa udføres dendrokronologiske undersøgelser især på egetræer, som imidlertid sjældent bliver mere end 2-300 år gamle. Alligevel er det lykkedes at opbygge grundkurver, som rækker adskillige tusinde år tilbage i tiden. Den første, lange sammenhængende kurve blev lavet i Irland, den rakte 7272 år tilbage. Senere har man opbygget lige så lange, sammenhængende kurver i andre lande. Også i Danmark arbejder man med opbygningen af en dendrokronologisk grundkurve. Den går i dag tilbage til 109 f.Kr., men ved at knytte sig til bl.a. tyske grundkurver har man været i stand til at nå meget længere tilbage i tiden, og man har f.eks. kunnet lave nøjagtige dateringer af bronzealderens egekister.³⁹

Dendrokronologien er langt den nøjagtigste dateringsmetode, der står til rådighed for arkæologien. Hvis den yderste årring af træet er bevaret, kan en datering af fældningstidspunktet fastlægges med en nøjagtighed på 1/2-1 år. Hvis de yderste årringe derimod mangler, kan fældningstidspunktet for træet sædvanligvis bestemmes med 5-30 års nøjagtighed. Metoden kræver imidlertid velbevarede prøver af træ, derfor spiller den først og fremmest en rolle for de senere afsnit af oldtidshistorien. Men for korrigeringen af kulstof 14-metoden har den som nævnt spillet en stor rolle helt tilbage til de tidligste jægerkulturer i Danmark.

En tredje naturvidenskabelig dateringsmetode, som skal nævnes her, er den såkaldte termoluminescensdatering (TL).⁴⁰ Den bygger på det forhold, at mineralkorn, specielt kvarts og feldspat, kan oplagre energi, der modtages fra intern radioaktivitet eller som stråling fra omgivelserne. Metoden kan anvendes på keramik, teglsten og andre brændte sten. Opvarmer man mineralkornene til 500 grader Celsius i laboratoriet, afgiver de deres oplagrede energi i form af et lyssignal (termoluminescens). Hvis al den oplagrede energi er blevet udløst (nulstillet) på et veldefineret tidspunkt, f.eks. ved at en kvartssten i oldtiden har ligget i en kogegrube, vil den stråledosis, der er akkumuleret i stenen efter dette tidspunkt, være et mål for den tid, der er forløbet siden nulstillingen. Kender man den stråledosis, der årligt oplagres, kan den akkumulerede dosis direkte omregnes til en alder i absolutte år.

Udløsningen af den oplagrede energi, nulstillingen, sker f.eks. når man brænder keramik og tegl. Den kan som nævnt også ske ved opvarmning af sten i en kogegrube, eller den kan finde sted ved en husbrand eller lignende. TL-metoden muliggør en datering af materialer, der ikke kan dateres på anden vis. Med kvarts kan man f.eks. datere tilbage til ca. 70.000 år før i dag, mens datering med feldspat kan gå helt tilbage til 500.000 år før i dag. Til gengæld er TL-metoden almindeligvis mindre nøjagtig end kulstof 14-metoden.

Ud over de nævnte metoder råder arkæologer og geologer også over en række andre teknikker til aldersbestemmelse. F.eks. kan ethvert naturligt dannet radioaktivt isotop, der indgår i et prøvemateriale, bruges til datering. I praksis bruger man bl.a. Kalium, Uran, Thorium og Rubidium til datering af vulkanske bjergarter og meteoritter. Man har også andre metoder som f.eks. optisk stimuleret luminescens, analyser af fissionsspor og målinger af arkæomagnetisme.⁴¹ Ingen af disse metoder har dog endnu fået den store betydning for udforskningen af menneskets udviklingshistorie. Lad os derfor igen vende tilbage til menneskets fremrykning mod de kolde landskaber i nord i den sidste del af Weichselistiden.