当测定距今约三万年的旧石器地层年代时,常采用放射性碳定年法和热释光测年法。
放射性碳定年法
- 原理:大气中的碳-14在与氧结合形成二氧化碳后会参与生物的新陈代谢。当生物死亡后,不再摄入新的碳-14,体内原有的碳-14会按一定半衰期(约5730年)衰变。通过测量样品中剩余碳-14的含量,就能推算出生物死亡的年代。
- 适用性:对于含有有机物质(如木炭、骨头、贝壳等)的旧石器地层样品较为适用。在旧石器遗址中,常能找到被古人使用过的动物骨骼或燃烧留下的木炭,这些都可以作为放射性碳定年法的理想样本。
- 局限性:其有效测年范围一般在5万年以内,对于年代更久远的样品,由于碳-14含量过低,测量误差会增大。
热释光测年法
- 原理:矿物晶体在自然环境中会受到周围环境中放射性物质的辐射,使晶体内部的电子被激发并陷入晶格缺陷中。当对样品进行加热时,这些被捕获的电子会以光的形式释放能量,即热释光。通过测量热释光的强度,并结合样品所接受的辐射剂量率,就可以计算出样品自最后一次受热(如烧制、加热等)以来所经历的时间。
- 适用性:适用于陶器、烧过的石头等经过高温处理的样品。在旧石器时代晚期,人类已经开始使用火,一些经过火烧的石器或居住遗址中的红烧土等都可以用热释光测年法来测定年代。
- 局限性:该方法的准确性依赖于对样品过去所接受辐射剂量率的准确估算,而环境辐射剂量率可能会受到多种因素影响,如样品周围土壤的放射性物质含量、地下水的流动等。