Streven. Jaargang 9

[p. 65]

Wetenschappelijke kroniek
De datering van oeroude voorwerpen
door Dr P. de Ceuster

BIJ de studie van een archeologisch voorwerp rijst aanstonds de belangrijke vraag: hoe oud is het? Wanneer het gaat over stukken uit verfijnde beschavingen zoals de chinese, de egyptische, de grieks-romeinse en vroeg-europese, dan kan de stijlkritiek de datum van hun ontstaan binnen vrij enge grenzen bepalen. Ook de kunstgeschiedenis kan er toe bijdragen om min of meer bij benadering de ouderdom vast te stellen. Geheel anders is het gesteld met praehistorische voorwerpen, waaromtrent de gegevens ontbreken voor een enigszins benaderende datering. Wel komt men tot een steeds verder doorgevoerde differentiëring in de volgorde der beschavingen, doch de tijdsduur van elke periode wordt des te onzekerder naarmate ze verder van ons verwijderd ligt.

Het is daarom niet te verwonderen dat men steeds gezocht heeft naar methodes om zeer oude voorwerpen in de tijd te localiseren en dat men, om dit zeer moeilijk doel te bereiken, zich heeft vastgeklemd aan elk verschijnsel dat in enige mate functie is van de tijd. In de laatste jaren zijn op dit gebied opzienbarende vorderingen gemaakt; onlangs nog werd een radiochemische methode uitgewerkt, waarvan sensationele uitslagen mogen verwacht worden.

* * *

De oudste methode brengt het archeologisch voorwerp in verband met de ouderdom van de geologische laag waarin het werd gevonden. De geo-chronologie verlegt dus de tijdsbepaling naar die van de geologische laag. Uit de aard der zaak kan deze methode slechts zeer onnauwkeurig zijn en ze faalt volkomen wanneer de lagen later omgewoeld werden of de juiste diepte van de vindplaats niet meer kan worden achterhaald.

Een andere methode wordt toegepast op fossiele beenderen. Reeds in het begin van de negentiende eeuw had men ontdekt dat ivoor in de grond fluor kan opnemen. Dit kan natuurlijk slechts uiterst langzaam geschieden omdat het grondwater zeer weinig fluor bevat - gewoonlijk niet meer dan één op één millioen. Fossiele beenderen bevatten dan, naar gelang hun ouderdom, 0,1% tot 3% calcium fluoride. Daar dit gehalte echter ook afhankelijk is van bijna niet te controleren factoren zoals het fluorgehalte van het water, de doorlaatbaarheid van de grond en de poreusheid van het been, laat de nauwkeurigheid van deze methode veel te wensen over: ze heeft een onzekerheidsmarge van 10.000 jaar! Toch werd ze meer dan eens met succes toegepast. Zo heeft ze in 1953 in belangrijke mate bijgedragen tot het ontmaskeren van de beruchte Piltdownvervalsing. De fluorchronologie toonde aan dat de Piltdown schedel wel degelijk uit het Pleistoceen stamt, doch tevens dat het kraakbeen van veel jongere datum

[p. 66]

is. De paleontologen die steeds beweerd hadden dat men, door het combineren van een authentieke fossiele mensenschedel met een apenkaakbeen, een schakel tussen mens en aap had willen voortoveren, kregen glansrijk gelijk.

Een nog jonge doch zeer elegante methode, de dendrochronologie, is toepasselijk op houten voorwerpen. Dat men de ouderdom van een vers afgehakte boom kan bepalen door het aantal jaarringen te tellen, is iedereen bekend. Maar die jaarringen ontsluieren nog iets anders. De dikte van deze ringen hangt af van de weersomstandigheden: in een vochtig-warm jaar ontwikkelt zich een dikke ring, terwijl een droog-koud jaar slechts een dunne ring zal vormen.

In de bossen van een zelfde streek zullen de bomen dus ongeveer dezelfde opeenvolging van dikke en dunne ringen vertonen. Wanneer er een grafiek van opgesteld wordt zou, door vergelijking, van iedere boom het jaar kunnen teruggevonden worden waarin hij begon op te schieten.

In de dendrochronologie worden dergelijke grafieken opgesteld en kan, met behulp van zeer oude bomen en oude balken, die grafiek steeds verder in de tijd worden opgevoerd. Om dan de ouderdom van een stuk hout vast te stellen, zoekt men op de grafiek welk tijdsbeeld overeenstemt met dat van de afwisselende lagen in het stuk.

Deze methode is nog betrekkelijk jong en werd bijna uitsluitend toegepast op houten balken uit overblijfselen van indiaanse nederzettingen: men slaagde er in ze te dateren tot aan het begin van onze tijdrekening. De grafieken van de oeroude reuzenbomen, de sequoiás uit Californië, lopen zelfs terug tot voor 3250 jaar. De dendrochronologie is niet zo eenvoudig te hanteren en moet met grote omzichtigheid worden toegepast, doch ze geeft bijzonder nauwkeurige uitslagen.

De methode der dendrochronologie zal waarschijnlijk in België voor het eerst worden toegepast op de houten balken die men heeft ontdekt in de funderingen der vroegere Sint Donaaskerk te Brugge¹⁾.

Een meer recente werkwijze gaat uit van het thermo-remanent magnetisme van aardewerk. Het principe waarop deze werkwijze berust is niet bijster ingewikkeld, doch het leent er zich niet toe op een eenvoudige wijze aanschouwelijk voorgesteld te worden²⁾. Voor de archeologie is deze methode vooralsnog zonder belang, omdat het nog wel tientallen jaren zal aanlopen vóór ze tot een bruikbaar instrument ontwikkeld is. Zou het echter zover komen, dan zal ze misschien de belangrijkste van alle kunnen worden. De uitspraak dat een steen of een potscherf ‘de datum van het bakken in zich draagt’ is niet zo overdreven. Het komt er op aan die datum te kunnen aflezen en daartoe beschikken we nog lang niet over de noodzakelijke gegevens.

De jongste en meest sensationele methode evenwel is die welke gebruik maakt van de radio-actieve koolstof, aanwezig in elk materiaal dat voortkomt van levende wezens. Ze werd in 1951 gepubliceerd door Arnold en Libby en is nog steeds in volle ontwikkeling.

Uit het heelal komen zeer ingewikkelde en buitengewoon energie-rijke stralen, kosmische stralen genaamd. Deze kosmische stralen kunnen door middel van kernreacties, luchtstikstof omzetten in koolstof. Deze koolstof heeft echter het atoomgewicht 14 (tegen 12 voor gewone koolstof) en is radio-actief. Zo bevat

1) Men zie hierover het artikel van Dr J. Mertens in dit nummer.

2) Een uitstekend overzicht van deze methode kan men vinden in A. Laming: La découverte du Passé, Paris, Ed. Picard, 1952. Hierbij mag echter niet vergeten worden dat het boek dagtekent van vóór de oplossing van het Piltdownraadsel.

[p. 67]

het koolzuur uit de lucht altijd radio-actieve C₁₄. Doch slechts in zeer geringe mate, want juist vanwege haar radio-activiteit valt ze uiteen in andere elementen. De kosmische stralen vormen nu voortdurend radio-actieve C₁₄ atomen, maar op de duur ontstaat er een dynamisch evenwicht, waarbij evenveel atomen uiteenvallen als er door kosmische stralen worden gevormd. Als gevolg hiervan is de radio-activiteit van luchtkoolzuur constant. Redelijkerwijze mogen we ook aannemen, dat deze radio-activiteit reeds geruime tijd, minstens enige tienduizenden jaren, constant is gebleven.

Uiterst klein is deze concentratie aan C₁₄, ongeveer 10-¹², d.w.z. één milligram per duizend ton. Wordt dit koolzuur nu opgenomen door een plant dan daalt het gehalte aan C₁₄, dus de radio-activiteit, zeer langzaam, daar het evenwicht verstoord is. Er zal nu immers geen C₁₄ meer bijgevormd worden want dit geschiedt enkel in de lucht. Na 5568±30 jaar is de radio-activiteit precies tot op de helft teruggevallen, na 11.136 jaar precies op een vierde enz. Men heeft dit verschijnsel vergeleken met een uurwerk. Koolstof gedraagt zich als een klok die opgewonden werd toen de plant ze opnam en dan even regelmatig als traag afloopt.

Uit de radio-activiteit kan dan precies de ouderdom bepaald worden van koolstofproducten die ergens zijn geïsoleerd. Dit is natuurlijk slechts mogelijk doordat men over een instrument beschikt met enorme gevoeligheid: de electronen-telbuis, die elk atoom C₁₄ dat door radio-activiteit uiteenvalt optekent. Per gram koolstof en per minuut vallen er ongeveer 13 atomen C₁₄ uit elkaar en na 5570 jaar nog slechts 6,5.

Van een oeroude sequoia werden zo de buitenste ringen gemeten. Zoals te verwachten was kreeg men de volle radio-activiteit: 13 atoom-omzettingen per gram en per minuut. Deze ringen waren immers pas gevormd. De kern echter gaf slechts 8,78 atoom-omzettingen. Daaruit kon dan de ouderdom berekend worden op 3005±165 jaar. Het aantal jaarrringen gaf 2928±52 jaar. Dergelijke uitslagen zijn zeer overeenstemmend.

Als tegenproef werd anthraciet genomen, oud genoeg om alle C₁₄ verloren te hebben. Het brokje bleek ook werkelijk zonder de minste radio-activiteit.

Waar men over voldoend juiste vergelijkingspunten beschikte, bleek de methode aan de gestelde eisen van nauwkeurigheid te voldoen. Voor het dodenschip van Sesostris III kwam men tot 3620 jaar tegen 3750 aan de hand van geschiedkundige gegevens. Hout uit de graftombe van Zoser uit Sakhara bleek 4750 jaar oud te zijn tegen 4650 volgens historische berekening.

Alhoewel de methode nog in de kinderschoenen staat werden reeds verrassende resultaten geboekt. Een stukje bijenwas uit het British Museum, waarvan de ouderdom op 2500 à 3000 jaar werd geschat, bleek, dank zij de ‘radiocarbonmethode’, slechts ongeveer 800 jaar oud.

Ten jare 1867 werden te Zimbabwé in Rhodesia belangrijke ruïnen gevonden die eerst gedateerd werden in de XIVe of XVe eeuw n. C. en later in de IXe eeuw. De radiocarbonmethode verlegde onlangs hun oorsprong tot in het midden der VIIe eeuw.

Blijft deze methode aan de verwachtingen beantwoorden dan heeft ze kans op de eersterangsplaats onder de dateringsmethodes. Dan moet ze echter aan strenge eisen voldoen.

Ze moet vooreerst betrouwbaar zijn. Totnogtoe schijnt dit wel het geval doch om zekerheid hieromtrent te verkrijgen zullen er nog wel een paar jaar over heen

[p. 68]

moeten gaan. Trouwens hangt die betrouwbaarheid nog het meest af van het materiaal zelf dat niet besmet mag zijn met carbonhoudende stoffen van jongere datum. Gelukkigerwijze voldoet het meeste materiaal aan deze allereerste voorwaarde.

Ze moet nauwkeurig zijn. De nauwkeurigheidsmarge is nu ongeveer 200 jaar en het is begrijpelijk dat deze marge stijgt met de ouderdom van het onderzochte stuk. Ze stelt zelfs een grens aan de bruikbaarheid van de methode. Het is echter te verwachten dat de gevoeligheid van de meetinstrumenten verbeterd zal worden zodat ze de storingen steeds vollediger zal uitschakelen. Trouwens de ouderdomsgrens der bruikbare stukken steeg in een paar jaar tijds van 20.000 tot 50.000 jaar.

Ten slotte moet ze bruikbaar zijn bij een geringe quantiteit aan materiaal. En hier treffen we het zwakke punt van de radiocarbonmethode. Voor één meting zijn er acht gram zuivere koolstof vereist en om voldoende nauwkeurige uitslagen te bekomen zijn verschillende onafhankelijke metingen noodzakelijk. Jammer genoeg moet het voor de analyse vereiste gedeelte daartoe volledig vernield worden: eerst wordt het verbrand tot koolzuurgas en daarna, met behulp van magnesium, in chemisch zuiver koolstof omgezet. Oorspronkelijk was er 65 g hout vereist, 200 g organisch materiaal (papier, leer, kleren, enz.) en zelfs 2200 g beenderen. Daardoor werd de bruikbaarheid der methode zeer beperkt. Vergeten we echter niet dat deze hoeveelheden gereduceerd worden door de steeds stijgende nauwkeurigheid van de metingen. Nu reeds is het mogelijk geweest bepaalde metingen uit te voeren met slechts 10 g materiaal. Wanneer het uitgangsmateriaal niet groot genoeg is, zal een museumconservator zich toch nog wel twee maal bedenken alvorens een deel ervan te willen prijs geven in ruil voor de datering.

* * *

Samenvattend kunnen we besluiten: men beschikt nu over de nodige methodes om ook voor de praehistorische tijden een betrouwbaar chronologisch kader vast te stellen, doch de uitbouw hiervan zal noodzakelijkerwijze nog jaren in beslag nemen.