考古學家們是如何鑒定年代的

考古學家們是如何鑒定年代的

您可能讀到過或者聽到過一些新聞故事，講的是令人著迷的古代文物。在一次考古挖掘中出土了一件文物，考古學家發現它已有XXX年的歷史。考古學家如何知道一件物品或一具尸體的歷史年代？他們使用的是什么方法？

碳十四斷代法：發現史前時代遺存

歷史時期考古遺存中出土的碑碣、墓志、簡牘等具有明確紀年或者記錄了具體人物或事件信息的遺物是考古學家用來判定遺跡年代相對可靠的依據。江西省近年來連續“發現”的海昏侯墓和湯顯祖家族墓地的年代和性質判定皆屬于此類。

但在根據此類證據判定遺存年代時，還要注意諸如碑碣和墓志等表明具體年代信息的遺物的來源，是否經過搬遷等問題尤其值得注意。

除了依靠銘文和相關文獻記載判定年代以外，考古學家還可以通過遺跡表現出的文化面貌、出土器物的形制特征等依據判斷遺存的文化屬性和大致年代，但更多的情況下，尤其是對于年代久遠且尚無文字的史前時代遺存來說，具體年代的判斷則多依靠自然科學的手段確定。

運用自然科學測定考古遺存年代的方法較多。

比如利用考古遺存中的磚、瓦、陶器等遺物的熱剩磁性進行斷代的地磁斷代法；同樣適用于陶器和火燒土的利用絕緣晶體的熱釋光現象斷代的熱釋光斷代法；主要針對舊石器時代遺址的檢測死亡動物骨骼與地下水交換吸附得到鈾的鈾系斷代法等等。

但由于所需樣品在考古遺存中最多見，目前應用最廣的考古測年方法還是碳十四斷代法。這種方法能夠比較準確地測定大約五萬年以內的生物遺存的死亡年代，我們在各類書籍中所見到的大多史前考古遺存（距今XXX年）的數據多是由此得來。

碳十四在自然界中循環示意圖.

碳十四是包含在生物體內的一種放射性碳同位素，生物體內的碳十四放射性比度會通過循環一直與大氣保持平衡。

但在生物死亡后，其體內的碳十四就會停止與大氣交換，碳十四放射性比度也會按一定的衰變規律降低，約每5730年死亡生物體內的碳十四放射性比度就會降低到原來的一半，稱為一個半衰期。

通過測得死亡生物體內的碳十四水平并與其原始水平相比較，就可以獲知生物死亡的年代。

考古學家正是利用這一原理，對遺存中的動物骨骼、樹木等樣品的碳十四水平進行測定，從而確定遺存的年代。

樹木年輪法助碳十四斷代法進一步完善

但將遺存樣本的碳十四水平與大氣中的原始碳十四水平進行比較只能在理論上得到實現，因為我們無法獲知遺存當年所處環境的大氣中的碳十四水平，因此只能假定數千年來大氣中的碳十四水平一直保持不變，并與目前處于交換平衡狀態的動植物中的碳十四水平進行比較計算。

但實際上，大氣中的碳十四水平是有所起伏的，因此利用現代碳十四放射性標準測定的遺存年代就會存在不小的偏差。

在這種情況下，為了保證測年數據的準確性，除了對多個樣本（最好是具有年代差異的系列樣本）進行測定以外，利用樹木年輪法進行校正是最有用的做法。

雖然我們無法獲得遺存所處環境的大氣中的碳十四水平，但當時的樹木年輪卻記錄了當年大氣中的碳十四放射性比度的相對變化情況，而根據樹木年輪的生物特征，可以通過同一氣候區內大量不同年代樣本的年輪相互續接，由近及遠串聯起完整的樹輪對應的日歷年代序列。

而對相應年代年輪的木質進行碳十四測年得到的數據則可以與依據樹木年輪建立的年代表逐一對比，形成樹輪年代校正曲線。

這樣，當我們獲得碳十四測定的年代后，就可以根據已有的樹輪年代校正曲線將碳十四年代校正為根據樹輪銜接建立的正確年代，也就是我們所見到的多數關于史前遺存距今XXX年的描述。

另外，需要注意的是，國際通用的碳十四年代（距今XXX年）的起算點是1950年，而不是真的今天。

我國碳十四測定水平已達到了國際先列

1949年3月，當美國科學家利比研究碳十四測年技術成功并發表成果時，中國的大地上卻正激戰正酣，國共雙方的這場內戰吸引了幾乎所有人的目光，對于這項考古學革命性的成果，沒有人去注意它。

新中國成立后，中國各項事業都開始啟動。1955年，當時的中國科學院考古研究所副所長夏鼐首次關注到這項技術，并把它向中國考古界作了介紹，馬上引起考古界強烈反響。

但是當時的中國政治風潮疊起，考古學家直到1959年才見到曙光。在夏鼐同志的領導下，中科院物理研究所的年輕物理學家仇士華、蔡蓮珍夫婦被調到考古所，中國第一個碳十四實驗室正式籌建。

面對全新的環境，仇士華興奮不已，但困難是他始料未及的。他們唯一的資料就是利比先生的《放射性碳素測定年代》原著，沒有任何現成的儀器，沒有任何經驗。仇士華是個困難越大越要奮斗的人，他通過研究資料從零開始，一步一個腳印，經過四年的艱苦奮斗，終于完成了全部設備的配裝工作，后又用了三年調試和改進，1965年中國自己的碳十四實驗室終于初生了。再之后，實驗室在仇士華的領導下，取得了許多令人振奮的碩果。

目前，我國碳十四測定水平已達到了國際先進行列，在建立了舊石器晚期以來中國史前考古年代框架方面其可靠性已獲得考古界的公認。

（《國家人文歷史》2017.9.28）