در باستانشناسي روشهاي مختلفي به طور مستقل يا در ارتباط با يكديگر براي نسبت دادن يك تاريخ به يك شيء و در نتيجه تاريخگذاري يك واقعه يا دوره وجود دارد .معتبر ترين روش تاريخگذاري ,نسبت دادن يك تاريخ قطعي به يك واقعه بر اساس شواهد مكتوب است .يافتن سكه ها و الواح مكتوب كه با استناد به آنها بتوان يك تاريخ قطعي يا يك محدودة مشخص زماني را استنتاج كرد ,از اين جمله اند .اما احتمال يافتن چنين اسنادي هميشه و در همه جا ,اگر نه غير ممكن ,بسيار نا محتمل است .حتي براي دورانهاي تاريخي نيز يافتن اسناد مكتوب همواره قطعي نيست .
پس پژوهشگران سعي مي كنند با بررسي و طبقه بندي يافته هاي مختلف در يك مكان و يافته هاي مشابه در مكانهاي متفاوت به تقسيم بندي دوره هاي مختلف زماني و تعيين توالي آنها بپردازند. اما اين طبقه بندي ,هنوز براي اظهار نظر دربارة تقدم و تاخر زماني اين دوره ها كافي نيست .چنين اظهار نظري در مرحلة بعدي و با استفاده از روشهايي مانند لايه نگاري امكانپذير است .بدين منظور لايه هاي استقراري مختلفي كه در منطقة محدودي روي يكديگر قرار گرفته اند,مشخص مي شوند و به اين ترتيب توالي زماني تشكيل اين لايه ها به دست مي آيد. اين به معناي تهيه يك مقياس زماني نسبي است .پس از لايه نگاري يك منطقه مرحله بعدي بررسي روابط نواحي مختلف است. از اين مرحله فرضيه هايي دربارةيافته ها و منشاء آنها ارائه مي شود و ساليابي هايي نسبي محلي به يكديگر مرتبط مي شوند .(گاهنگاري )و مرحله آخر نسبت دادن يك تاريخ مشخص به يافته هاست . در اين مرحله بايد يا به شواهد مكتوب توجه كرد يا با استفاده از روشهاي ساليابي به تعيين قدمت يافته ها پرداخت .توجه به شباهتهاي ظاهري و تزيينات اشياءيافته شده در مكانهاي مختلف نيز مي تواند مبنايي براي ساليابي نسبي باشد .همه مراحلي كه ذكر شد جزو اصول نظري يك حفاري علمي هستند . اما روشهاي ساليابي كه دانشمندان علوم طبيعي با توجه به پديده هاي فيزيكي و شيميايي و زيست شناسي و زمين شناسي براي استفاده در حوزه هاي مختلف علمي ,از جمله باستان شناسي ,ارائه كرده اند .
باستان شناس چگونه مي تواند از ميان روشهاي ساليابي مختلف ,مناسبترين آنها را برگزيند؟ بدون شك نيازي نيست كه خود يك كارشناس ساليابي باشد ,اما بايد تا حدودي با اصول نظري روشهاي ساليابي موجود ,نوع نمونه هايي كه با هر روش قابل ساليابي هستند ,ميزان نمونه ,محدودة ساليابي ,محدوةخطا و چگونگي استفاده از اطلاعات خام به دست آمده آشنايي داشته باشد .اين دانسته ها به پژوهشگر امكان مي دهد با توجه به نياز هاي پژوهشي خود امكانات موجود و بدون ارزش گذاري بيش از حد يا كمتر از حد ,مناسبترين روش ساليابي را برگزيند .
ساعتهاي موجود در طبيعت
بسياري از پديدهاي طبيعي را مي توان به عنوان معياري براي ساليابي در نظر گرفت .اين پديدها موجب تغييرات تدريجي مواد طي زمان مي شوند .هر تغيير محسوس و قابل اندازه گيري طي زمان مي تواند به عنوان مبنايي براي تعيين قدمت ماده اي كه حاوي اين تغييرات است در نظر گرفته شود .اگر همه عوامل موثر بر يك تغيير قابل اندازه گيري و سرعت آن معلوم باشد امكان انجام دادن ساليابي مطلق وجود دارد .اما اگر فقط دليل اين تغييرات شناخته شده باشد يا اگر همه عوامل موثر بر سرعت يك تغيير را نتوان به طور دقيق اندازه گيري كرد, فقط مي توان به وسيله بررسيهاي مقايسه اي ,قدمت نسبي يك واقعه را تعيين كرد (مثلا پخت سفال يا مرگ موجود زنده )با تكميل اطلاعات دربارةعواملي كه اين تغييرات را تحت تاثير قرار مي دهند ,مي توان يك ساليابي نسبي را به يك تاريخگذاري مطلق تبديل كرد.
ساليابي مطلق يا نسبي
باستان شناس براي انتخاب يك روش ساليابي بيد نكات متعددي را مد نظر قرار دهد .مانند مواد تشكيل دهندة نمونة- تخريبي يا غير مخرب بودن روش ساليابي و محدودة زماني قابل ساليابي و خطاي روش اما همواره نكته اصلي نسبي يا مطلق بودن روش ساليابي است .در اينجا كه گاه بين باستانشناس و كارشناس ساليابي اختلاف نظر به وجود مي آيد چرا كه نسبي يا مطلق بودن از ديدگاه اين دو گروه ,اختلافهايي با يكديگر دارد .اگر بتوان بين روش ساليابي و نتايج به دست آمده تمايزي قائل شد مي توان اين ديگاههاي متفاوت را به سوي يك وحدت نظر هدايت كرد .
پژوهشگران بايد براي تفسير نتايج ساليابي با مساله محاسبة خطا و نقش آن در تاريخگذاري آشنايي كافي داشته باشد .همة روشهاي اندازه گيري كمي (از جمله ساليابي)همراه با خطاست .اين خطا به دليل عدم قطعيت در اندازه گيريها,خطاي ناشي از عوامل محيطي و خطاي تنظيم سيستم و تجهيزات و خطاهاي انساني به وجود مي آيند .به همين دليل هر آزمايش بايد چندين بار تكرار شود تا با توجه به محاسبات آماري , خطاي كل اندازه گيري به دست آيد –هيچ روش ساليابي بدون خطا وجود ندارد و خطاي اندازه گيري را نمي توان به صفر رساند – اما با اندازه گيري دقيقتر و شناخت بهتر از عوامل و محدويتها ,مي توان خطاي اندازه گيري را به حداقل كاهش داد .پژوهشگران بايد جدا از تفسير نتايج بدون توجه به خطاي ساليابي خودداري كنند .
نكته ديگري كه در تفسير نتايج ساليابي بايد مورد توجه قرار گيرد خصلت آماري اين نتايج است و به همين دليل بايد تعداد نمونه هاي انتخاب شده بحدي باشد كه بتوان به نتايج قابل قبولي از ديدگاه محاسبات آماري دست يافت .همچنين با توجه به وجود اتفاقي يا به دلايل نامشخص برخي از يافته ها در لايه هاي استقراري بايد تا حد امكان از ساليابي فقط يك نمونه و استفاده از نتايج آن در پژوهشهاي باستان شناسي خودداري كرد .
خطادر نتايج ساليابي
هر نوع روش اندازه گيري علمي با درصدي از عدم قطعيت همرا است كه بايد با خطاي اندازه گيري همراه با نتايج به دست آمده منتشر شود ."خطا" در واقع اختلاف بين مقدار اندازه گيري شده و مقدار دقيق يك كميت است. درصد خطا را هرگز نمي توان به صفر رساند,اما با تعيين عوامل موثر بر آن ,مي توان در صد خطا را كاهش داد . اگر در نتايج آزمايش خطاي مربوطه ارائه نشود . از نظر علمي نمي توان اين نتايج را تفسير كرد .خطاي كل هر اندازه گيري تر كيبي از خطاي اتفاقي و خطاي سيستماتيك است .خطاهاي اتفاقي از يك سوء مربوط به خطاهاي ازمايشگر ثلا در اندازه گيري وزن و يا قرائت صحيح اطلاعات است و از سوي ديگر مربوط به عوامل و پديدهايي است كه به صورت يكباره و اتفاقي بر روند اندازه گيري موثر واقع مي شوند اين نوع خطا از نظر مقدار متغيير و از نظر وقوع نامرتب است .خطاهاي اتفاقي را مي توان با اندازگيري هاي مكرر و يا تكرار آزمايش توسط چند آزمايشگر تا حدودي تصحيح كرد .خطاي سيستماتيك برآيند خطاي سيستماتيك در آزمايشگر و در دستگاههاي اندازه گيري است . خطاي ناشي از دقيق نبودند ضرايب ثابت در محاسبه خطاي كاليبراسيون دستگاهها خطاي دقيق نبودند دستگاهاي نمونه داري و توزين نمونه از انواع خطاهاي سيستماتيك هستند .براي برآورد خطا بايد نتايج چندين اندازه گيري با روشهاي آماري بررسي شود .
هدف از اين بحث نشان دادن اهميت خطاي ساليابي و چگونگي تفسير نتايج با استفاده از خطاي محاسبه شده توسط آزمايشگاه مربوط است . طبق قرار داد هاي بين المللي براي مقايسة نتايج ساليابي آزمايشگاههاي مختلف و اصولا هر نوع اندازگيري همرا نتايج بايد موارد ذيل نيز منتشر شوند – روش ساليابي – روش نمونه برداري و آماده سازي نمونه – شرايط اندازه گيري – نوع و مدل دستگاههاي مورد استفاده – ضرايب ثابت براي تصحيح نتايج – نوع استانداردها و نمونه هاي شاهد مورد استفاده – نيم عمر ايزو توپ پرتوزا يا ثابت واپاشي – نسبت ايزوتوپي محاسبه شده سال مبدا مثلا 1950 در ساليابي كربن 14 و چگونگي تصيح خطاي سيستماتيك و آدرس آزمايشگاه ساليابي و نام نمونه در آزمايگاه و نتايج ساليابي و خطاي اندازه گيري . معمولا هر آزمايش ساليابي چندين بار يا با چندين نمونة يكسان تكرار مي شود و نتيجه نهايي همراه با خطاي محاسبه شده ارائه مي شود .
ساليابي رشد حلقه هاي درختان
يكي از روشهاي ساليابي چوب استفاده از نمودار رشد حلقه هاي درختان است .امروزه ساليابي كربن 14 و ساليابي رشد حلقه هاي درختان دو روشي كه مكمل يكديگر هستند .و به عنوان ابزاري بسيار دقيق در پژوهشهاي باستان شناسي استفاده مي شوند .اولين بار" دوگلاس" روش ساليابي رشد حلقه هاي درختان را ارائه كرد .وي كه يك اختر شناس تجربي بود در اوايل قرن حاضر در پي يافتن ارتباطي بين دوره هاي شدت لكه هاي خورشيدي و رشد دوره اي حلقه هاي درختان با استفاده از درختان 3 هزار ساله سكوايا sequoia برآمد اما پژوهشهاي وي ارتباط ناچيزي را بين رشد يكسان حلقه هاي درختان و دوره هاي شدت يا ضعف لكه هاي خورشيدي نشان مي داد .نتايج بررسيهاي دوگلاس نشاندهندةدرصد رشد منظم و متناسب با ديگر حلقه هاي درختان براي دوره هاي زماني طولاني بود و آگاهي از پيروي درختان از يك الگوي رشد منظم دوگلاس را ترغيب كرد تا نمونه هاي چوب با قدمت نامعلوم را در مقايسه با پهناي حلقه هاي درختاني با قدمت مشخص ساليابي كند .در جوامع اروپايي استفاده از چوب براي ساخت بنا و ادوات و ابزار پيشينه اي طولاني دارد و در اروپاي غربي و مركزي استفاده از ساليابي حلقه هاي درختان به جزئي جدايي ناپذير از پژوهشهاي باستان شناسي و تاريخ هنر مبدل شده است .
اصول نظري
اين روش ساليابي بر اساس چهار پيش فرض زيست شناختي بنا شده است
1- رشد درختان را مي توان در حلقه هاي سالانة قابل تشخيص مشاهده كرد .
2- پهناي حلقه هاي درختان تحت تاثير شرايط آب و هوايي محيط قرار دارد و در سالهاي مختلف متفاوت است
3- پهناي حلقه هايي كه به طور همزمان رشد كرده اند در گونه هاي مختلف گياهي تقريبا مساويند .
4- پهناي حلقه هاي پياپي در درختان مختلف يگ گونه در مناطق وسيعي با يكديگر متناسب است .
(بررسي روند رشد حلقه هاي درختان در ديگر حوزه هاي پژوهشي مانند تحقيق در شرايط جوي زمانهاي گذشته – زيست شناسي چوب – جنگلداري و حقوق كاربردي و جزايي نيز استفاده مي شود .
براي توضيح موارد فوق بايد گفت كه در تمامي مناطق آب و هوايي كه يك دورة زمستاني دارند همه ساله يك حلقه به دور هستة موجود حلقه هاي چوبي درختان رشد مي كند .پهناي حلقه ها با سن درخت تغيير مي كند و هرچه درخت پير تر مي شود پهناي حلقه ها كمتر مي گردد.(درختان هميشه سبز جنگلهاي استوايي كه دوره هاي رشد دائمي دارند مرز بين حلقه هاي درختان كاملا مغشوش است و در بسياري از موارد اين مرز قابل تشخيص نيست و درختهايي كه در استپها يا در زمينهاي سنگلاخي مي رويند نيز به سختي مي توان با اين روش ساليابي
كرد ) . ميزان رضشد حلقه هاي درختان بيشتر تحت تاثير عوامل آب و هوايي است در جه حرارت و ميزان رطوبت وميزان باران سالانه عواملي هستند كه بر رشد حلقه هاي درختان موثرند. در سالهايي كه هوا خشكتراست پهناي حلقه ها كمتر مي شود و در سالهاي پر باران حلقه ها پهنتر هستند در اينجا تاكيد مي شود كه تنها برخي از گونه هاي درختان نسبت به تغييرات آب و هوايي واكنشهاي محسوس نشان مي دهند اين درختان نسبت به تغييرات محيطي حساس هستند شدتهاي متفاوت اين عوامل رشد حلقه هاي درختان حساس در هر سال را تحت تاثير قرار مي دهد به گونه اي كه براي هر گونة گياهي مي توان يك الگوي خاص براي پهناي حلقه هاي رشد يافته به دست آورد و اين بدان معناست كه پهناي حلقه هاي درختان يك گونه كه در يك زمان به وجود آمده اند با يكديگر متناسب هسند اين نكته مهم نقشي كليدي در ساليابي حلقه هاي درختان دارد .الگوي رشد حلقه هاي درختان نه تنها براي درختان همسايه يا درختان يك منطقه بلكه براي درختان يگ گونه كه در فواصل دور از يكديگر رشد مي كنند نيز صادق است .
براي تعيين سن يك درخت تازه بريده شده مي توان حلقه هاي رشد را از خارج تك تك شمرد تا به اولين حلقه رسيد . تعداد حلقه هاي شمارش شده مدت زمان زندگي درخت را نشان مي دهد اما چگونه مي توان قدمت يك شي ء چوبي يا يك بناي چوبي را پيدا كرد ؟ از آنجا كه تمامي درختاني كه در شرايط جوي يكسان رشد مي كنند توالي يكساني دارند مي توان از طريق مقايسه و همپوشاني پهناي حلقه درختان قديمي تر با درختاني كه بتازگي بريده شده اند الگوي رشد حلقه هاي درختان را تا سالهاي دور پيگيري كرد .با اندازه گيري حلقه هاي تعداد زيادي درخت و ترسيم پهناي انها در يك نمودار مي توان با مقايسه و همپوشاني پهناي حلقه ها ,در انتها نموداري از پهناي حلقه هاي درختان را ترسيم كرد كه تا زمانهاي دور قابل پيگيري بوده و از نظر زماني نيز دقت بسيار زيادي داشته باشد .اين نمودارها به ما اجازه مي دهد كه نمونه هاي چوب با قدمت نامشخص را دقيقا ساليابي كنيم .
فرض كني دو درخت كهنسال در يك منطقةمشخص به فاصلة زماني پنجاه سال بريده شوند و هر يك در ساخت اشياء مختلفي به كار روند .حلقه هاي اين درختان براي زماني كه هر دو به طور همزمان رشد مي كرده اند پهناي يكساني را نشان مي دهند تعداد حلقه هاي درختي كه ديرتر بريده شده درست به اندازه پنجاه حلقه بيشتر از درختي است كه زودتر بريده شده است با مقايسه نمودار هاي رشد اين دو درخت مي توان يك ساليابي نسبي ارائه داد و فاصله زماني ساخت اشيايي را كه از هر يك به دست امده اند نسبت به يكديگر تعيين كرد يعني اگر از چوبي كه زودتر بريده شده شي ء A و با چوب درخت ديگر شيء B ساخته شده باشد با مقايسة نمودار هاي رشد حلقه هاي درخت در اين دو شيء فقط مي توان گفت كه شيء A پنجاه سال بيشتر از شيءB قدمت دارد حال اگر زمان ساخت يكي از اين اشياء دقيقا معلوم شود مي توان قدمت شيء ديگر را نيز به طور دقيق معلوم كرد و يك ساليابي مطلق انجام داد .در واقع از همزماني يا همپوشاني يك قسمت نمودار پهناي رشد حلقه هاي درختان براي ساليابي نسبي استفاده مي شود هر حلقة درخت مي تواند نشاندهندة يك سال تقويمي باشد كه زمان آن هنوز براي ما شناخته شده نيست .حال اگر بتوان با مقايسة نمودار رشد اين حلقه ها با نمودار هاي رشد حلقه هاي درختاني با قدمت مشخص (نمودارهاي شاهد ) و يافتن محدودهاي شبيه به هم سن تقويمي هر حلقه را مشخص كرد مي توان ساليابي مطلقي انجام داد .
نمونه برداري و اندازه گيري
براي اندازه گيري پهناي حلقه هاي درختان بايد يك مقطع عري از نمونة مورد نظر تهيه كرد .اين مقطع به وسيله مته هاي مخصوص كه مي توانند يك قطعه چوب را از درون نمونه به طور كامل بيرون بياورند انجام مي شود .بايد دقت كرد كه نمونه تا حد امكان در برگيرندة تعداد زيادي از حلقه هاي موجود در چوب اصلي باشد .تعداد حلقه هاي موجود در نمونه براي افزايش دقت ساليابي بسيار مهم است .نمونه هايي كه كمتر از سي سال از دورة رشد درخت را در بر مي گيرند قابل ساليابي نيستند .يك نمونه مناسب حدود شصت تا دويست سال را در بر دارد .پهناي حلقه ها بايد در زير ذره بيني با بزرگنمايي 6 برابر قابل اتدازه گيري باشد بنا به دلايل زيست شناسي برخي از درختان در بعضي از سالها فاقد حلقه هاي رشد يا در يك سال دو حلقه دارند و ساليابي اين درختان بسيار مشكل است .
نمونه هاي مناسب براي ساليابي قطعاتي از تنه درخت و برشهايي از تيرهاي چوبي يا قطعات چوبي به كار رفته در اشياء هنري يا بناهاي تاريخي هستند .براي ساليابي تيرهاي چوبي يك بنا بايد دقت كرد كه نمونه برداري از چند نقطه انجام شود و نمونه ها حتما شامل ابتدا و انتهاي تير چوبي نيز باشد .اگر نمونه با ارزشيبرايساليابي در نظر گرفته شود بايد به برداشت قطعات كوچك ده تا پانزده ميليمتري اكتفا كرد .قبل از معمول شدن بومهاي پارچه اي ,بسياري از هنرمندان نقاشيهاي خود را روي بومهاي چوبي مي كشيدند برايساليابي بوم اين تابلوها مي توان با مشاهدةمستقيم و با ذربين يا ميكروسكوپهاي مناسب پهناي حلقه هاي درختي كه بوم چوبي از آن تهيه شده را مشخص كرد .برخي نونه ها كه مدتي در محل مرطوب يا در زير خاك بوده اند پس از قرار گرفتن در معرض هوا و خشك شدن بسيار شكننده مي شوند .براي جلوگيري از آسيبهاي احتمالي و غير قابل استفاده شدن چوب بايد ابتدا آنها را با روشهاي مناسب به آهستگي خشك كرد و سپس با استفاده از مواد مختلف و محافظت آنها از هر گونه صدمه احتمالي جلوگيري به عمل آورد مثلا مي توان نمونه را به محلول گازوئيل و پارافين آغشته كردپس از بخار شدن گازوئيل پارافيل در سلولها و منافذ پوست جذب شده از شكنندگي چوب جلوگيري مي كند .
نمودار شاهد
براي دستيابي به نتايج صحيح كاهش خطا و ساليابي نمونه هايي با قدمت نامعلوم بايد نمودار رشد حلقه هاي درختان از زمان حال (زمان ساليابي در آزمايشگاه ) تا دوره اي كه نمونه متعلق به آن است در دسترس باشد .طبيعي است كه براي ساليابي نمونه هايي با قدمت نامعلوم بايد نمودارهاي شاهدي وجود داشته باشد كه تا حد امكان در برگيرندة سالهاي طولاني تري (از زمان حال تا گذشته ) باشد .براي رسم نمودارهاي شاهد در مرحلةاول بايد پس از نمونه برداري از درختان زنده يا تازه بريده شده نمودارهاي آنها را تهيه كرد مرحلة بعد مقايسه نمودارهاي حلقه درختان قديمي تر با قدمت مشخص ,شناسايي مناطق مشابه و محدوده هاي همپوشان نمودارها براي ترسيم نهايي شاخص يا نمودار شاهد است . به اين ترتيب مي توان به يك نمودار شاهد با چند صد سال حتي هزاران سال دست يافت .روند رسم نمودارهاي شاهد ممكن است چندين سال به طول انجامد اين مهم تنها با همكاري يگ گروه كارشناس خبره كه به اهميت كار واقف باشند امكانپذير است .اين نمودارها بايد دايما با يافته هاي جديد اصلاح و بهينه شوند .
براي هر گونة گياهي بايد در جستجوي درختان كهنسال بود و در مناطق مختلف شناسايي كردمثلا در ارتفاعات سه هزار متري كوههاي سفيد كاليفرنيا نوعي درخت كاج سوزني با قدمت چندين هزار سال (بيش از 7100) سال وجود دارد اين درخت يكي از قديمي ترين موجود هنوز زندة دنياست .
در اروپا استفاده از چوب بلوط و صنوبر و كاج و آلش در بناهاي كليسا و ساختمانهاي دولتي و اشياء و لوازم مصرفي و زينتي مورد استفاده بسيار داشته بسياري از اين بناها هنوز پا بر جاست ومي توان از آنها براي تهيه نمودارهاي شاهد استفاده كرد .با در دست داشتن اين نمودارها و با ساليابي بناهاي تاريخي چوبي يا بناهايي كه چوب در آنها به كار رفته مي توان بسياري از مسائل باستان شناسي تاريخي و معماري مطرح شده دربارة آنها را حل كرد .پژوهشگران موفق شده اند با رسم نمودار براي درختان بلوط هنوز زنده و براي نمونه هاي به دست آمده از بناهاي مختلف و تعيين محدوده هاي همپوشان اين نمودارها يك نمودار شاهد جامع براي منطقه جنوب آلمان تهيه كنند .
يك تمودار شاهد تنها زماني قابل اعتماد است كه بارها بررسي شده باشد و همچنين در ترسيم همه محدوده هاي آن از نمونه هاي متعددي استفاده شده باشد .
چشم اندازهاي استفاده از اين روش در ايران
متاسفانه با وجود تنوع گونه هاي گياهي مناسب براي ساليابي حلقه هاي درختان در ايران و با وجود استفادة گسترده از چوب در هنر و معماري ايران تلاشهاي بنيادي براي راه اندازي آزمايشگاههاي ساليابي و تهيه نمودارهاي شاهد براي ايران و مناطق همجوار انجام نگرفته است . وجود بقاياي درختان كهنسال مثلا در كاشمر يا در اصفهان كه تاريخ مرگ آنها دقيقا معلوم است و بسياري از درختان كهنسال هنوز زنده مثل سرو ابركوه در استان يزد كه براي گياه شناسان ايران ناشناخته نيستند مي توان جهت تهيه نودارهاي شاهد براي منطقة ايران مورد استفاده قرار گيرد .
ساليابي پتاسيم – آرگون
اين روش در دهه 1950 ارائه شد و از آن به بعد به عنوان روشي مهم براي تعيين قدمت سنگها و كانيها حاوي پتاسيم استفاده شده است .
در اين روش از تبديل ايزوتوپ پرتوزاي پتاسيم 40 به گاز آرگون بر اثر واكنشهاي هسته اي براي تعيين قدمت نمونه ها استفاده مي شود .نيم عمر پتاسيم 40 براي تبديل به ايزوتوپ ارگون 40 و حدود 109در93/11سال است.اين مدت چنان طولاني است كه با روشهاي معمول تنها در نمونه هايي با قدمت بيش از 100 هزار سال مي توان تغييرات قابل اندازه گيري در غلظت پتاسيم را مشاهده كرد .به اين دليل از اين روش در زمين شناسي و انسان ديرينه شناسي استفاده مي شود محدودة زماني معمول براي ساليابي با اين روش از صد هزار سال تا چندين ميليون سال است .در هنگام تشكيل كانيهاي حاوي پتاسيم از يك تودة مناسب آتشفشاني, گاز آرگون به تمامي از اين تودة مذاب خارج مي شود در واقع مي توان گفت كه ساعت ساليابيپتاسيم – آرگون روي صفر قرار گرفته است.از زماني كه سنگ شروع به سرد شدن مي كند با وا پاشي پتاسيم 40 و تبديل ان به آرگون 40 ,گاز آرگون توليد شده در سنگ محبوس مي شود .قدمتي كه از اين روش براي يك نمونه به دست مي آيد زماني است كه از سرد شدن سنگ و توليد گاز آرگون محبوس شده در سنگ گذشته است .خطاهايي كه ممكن است در اين روش سالبابي صورت گيرد :
1- ممكن است به دليل پايين بودن درجه حرارت ,همه گاز آرگون اوليه از توده مذاب خارج نشده باشد .
2- نمونه با آرگون 40 موجود در جو آلوده شده باشد .
3- گاز آرگون توليد شده به طريقي از داخل سنگ به خارج نشت كرده باشد
4- غلظت آرگون از طريق فرايندهاي ژئو شيميايي تغيير كرده باشد
در مورد 1 و 3 سن نمونه كمتر از سن واقعي محاسبه مي شود در مورد 2 سن نمونه بيشتر از سن واقعي محاسبه مي شود و در مور 4 براي افزايش يا كاهش مقدار آرگون ,سن نمونه بيشتر يا كمتر از سن واقعي محاسبه مي شود .
موارد استفاده
از آنجا كه پتاسيم به مقدار نسبتا زياد در سنگها و كانيها يافت مي شود و همچنين به دليل نيم عمر پتاسيم 40 كه درمقياسهاي زماني زمين شناسي قابل مقايسه با سن زمين است روش پتاسيم ,آرگون , ساليابي سنگها را دريك محدودة زماني جالب توجه براي زمين شناسان ممكن مي كند همچنين بسياري از يافته هاي حوزة ديرينه باستان شناسي و انسان ديرينه شناسي را مي توان غير مستقيم و با ساليابي سنگها و لايه هاي در برگيرندة يافته ها تعيين قدمت كرد .
از موارد اسافادة اين روش در انسان ديرينه شناسي مي توان به ساليابي لايه هايي كه در آنها بقاياي استخوانهاي انسانهاي نخستين در افريقا يافت شده است اشاره كرد اين استخوانها در اتيوپي در بين لايه هاي آتشفشاني و لايه هاي سنگ بازالتي به دست آمده اند و قدمت لايه بازالتي با همين روش بين 3 تا 6/3 ميليون سال محاسبه شده است و به اين ترتيب مي توان گفت كه فسيلهاي بدست آمده حداقل 2 ميليون و 900 هزار سال تا 3 ميليون و 600 هزار سال قدمت دارند و در محل ديگري كه در 700 كيلومتري جنوب اين منطقه قرار دارد نيز فسيلهايي يافت شده كه ساليابي پتاسيم آرگون لايه هاي در برگيرندة آنها قدمت 3 ميليون و 600 هزار تا 3 ميليون و 750 هزار سال را نشان مي دهند و رد پاي انسان نخستين نيز در اين محل يافت شده است .
ساليابي كربن 14
روش ساليابي كربن 14 مشهورترين و شناخته شده ترين روش ساليابي مطلق براي تعيين قدمت مواد آليو مواد حاوي كربن است اين روش در سال 1947 توسط ليبي Libby و همكارانش ارائه شد .
پيش از ارائه روش ساليابي كربن 14 تاريخگذاري مطلق فقط تا سال 3100 ق م و آن هم فقط براي باستان شناسي مصر با استفاده از تقويم هاي مكتوب سلسله هاي پادشاهي مصر امكانپذير بود و براي يافته هاي كشورهاي همساية مصر و دورتر تنها مي شد به طور غير مستقيم ساليابي مطلق انجام داد اما ساليابي كربن 14 تعيين قدمت نمونه هاي بسيار قديمي تر را نيز امكان پذير كرد .
بسياري از نمونه هاي ساليابي شده نكات مهمي را در پژوهش هاي باستان شناسي روشن كرده اند مثلا با ساليابي نمونه هاي مختلف نشان داده شد كه آغاز عصر نوسنگي (نئو لتيك ) در نقاط مختلف اروپا و خاور نزديك بسيار زودتر از آنچه كه قيلا تصور مي شد آغاز شده است و براي اروپاي مركزي بايد آغاز عصر نوسنگي از حدود هزارة سوم به هزارة پنجم ق م تغيير داده مي شد شايد به دليل تغييرات مهمي كه نتايج به دست آمده از اين روش در تاريخگذاريها به وجود آورده است اين تغييرات را "انقلاب كربن 14 " ناميده اند امروزه بيش از صد آزمايشگاه كربن 14 در سراسر جهان وجود دارد بيشتر نتايج آزمايشهاي ساليابي اين آزمايشگاهها سالانه دوبار در مجله radiocarbon منتشر مي شود يا در كنفرانسهاي متعدد سالانه ارائه مي شود .اين روش نياز به مقادير زيادي نمونه در حد گرم تا كيلوگرم دارد و روند ازمايشها ممكن است چند ماه به طول بينجامد اما در عين حال اين روش از دقت بسيار خوبي نيز برخوردار است .
ميزان توليد سالانة كربن 14 در جهان حدود 7 كيلوگرم در سال است و از آنجا كه كربن 14 به طور مداوم تجزيه مي شود با توجه به توليد دايمي ان تعادلي در سطح زمين برقرار مي شود .به طوري كه ميزان كربن 14 تجزيه شده تقريبا برابر ميزان توليد سالانة آن است .
گياهان از طريق فنوسنتز و حيوانات از طريق چرخة غذايي مقدار كربن 14 جذب مي كنند هنگامي كه موجود زنده
مي ميرد جذب دي اكسيد كربن در آن موجود پايان مي يابد به گونه اي كه درصد كربن 14 آن بر اثر واپاشي پرتوزا رو به كاهش مي گذارد و درست از لحظة مرگ موجود زنده ساعت راديو كربن آن شروع به كار مي كند با اندازه گيري غلظت كربن 14 نمونه در زمان حال و با تخمين غلظت اوليه كربن 14 موجود زنده مي توان زماني را كه از مرگ آن و خارج شدن از چرخة كربن گذشته است به دست آورد غلظت اوليه با اندازه گيري غلظت يك نمونه جوان كه به عنوان نمونة شاهد در نظر گرفته مي شود محاسبه مي شود قدمتي را كه مستقيما و با محاسبة غلظت كربن 14 به دست مي آيد سن راديو كربن نمونه مي نامند .
يكي از مزاياي كربن 14 , ميزان نمونه ورد نياز است كه در مقايسه با روشهاي ديگر حدود هزار بار كمتر است به اين ترتيب مي توان نمونه هاي كوچك مثل گرده هاي گياهان و چوب به دست امده از يك حلقة درخت و دوده هاي ايجاد شده از آتش در حين پخت و پز روي ظروف سفالي و نيز اشياء با ارزشي را كه نمونه برداري از آنها با روشهاي ديگر ساليابي مستلزم صدمه زدن به نمونه هاست مانند اسناد كاغذي ساليابي كرد .
و نياز به مقدار نمونة كم امكان تكرار چندين بارة آزمايش و در نتيجه افزايش دقت نتايج را فراهم آورده است .
نمونه هاي قابل ساليابي و ميزان مورد نياز
تقريبا در همة موارد حاوي كربن كه در هنگام تشكيل ماده غلظت اولية كربن 14 آن مشخص باشد براي ساليابي كربن 14 مناسب هستند .چوب و زغال و رسوبات حاوي كربن و استخوان و آهن داراي كربن (چدن و فولاد ) كاغذ و چرم و پوست موادي مناسب براي ساليابي كربن 14 هستند .
ساليبي كفن تورين
يكي از مهمترين نمونه هاي ساليابي كربن 14 تعيين قدمت كفن تورين است. از اين كفن كه ادعا مي شد متعلق به حضرت مسيح بوده است اولين بار در نامه اي كه اسقف اعظم تروي در سال 1389 ميلادي به پاپ كلمنس هفتم در آوينيون نوشته است نام برده شده است .
روي اين كفن تصويري از روبروي و پشت مردي با تاج خار و اثر لكه هاي خون ديده مي شود ودربارةقدمت اين پارچه با ابعاد 09/1 در 34/4 همواره بحثهاي فراواني وجود داشته بخصوص كه در منابع قديمي تر (قبل از سال 1389 ميلادي ) هيچ اشاره اي به وجود آن نشده است .ساليابي اين پارچه به دليل ارزش فوق تالعاده آن و درخواست مالك مبني بر صدمه نديدن پارچه تا اواخر دهه 1980 به تاخير افتاد زيرا براي تعيين قدمت اين پارچه با روشهاي معمول ساليابي كربن 14 نياز به قطعه اي در ابعاد حداقل 10 در 10 سانتيمتر بود كه تهيه ان بدون صدمه ديدن پارچه امكانپذير نبود .
آزمايشهاي پراكنده اي كه روي پارچه انجام شد مانند بررسي گرده هاي نشان داد كه پارچه به منطقه خاورميانه و خون روي آن به انسان تعلق داشته و نقش روي پارچه به هيچ وجه نمي توانسته يك نقاشي با رنگدانه هاي آلي يا معدني بوده يا بر اثر حرارت زياد ايجاد شده باشد .آزمايشهاي اين پارچه در سه آزمايشگاه مختلف انجام شد و نتايج ازمايشها تاريخ كفن تورين را بين 1260 تا 1380 ميلادي يعني حدود 650 سال نشان مي داد .
ساليابي ترمولومينسانس (گرماليان )
در طبيعت بلورهاي متعددي وجود دارند كه بر اثر حرارت از خود نور ساطع مي كنند امروز ثابت شده است كه اين نور در واقع بر اثر آزاد شدن انرژي است كه درون اين بلورها طي فرايندهاي مختلف ذخيره شده اند نور ساطع شده از اكثر بلورها بسيار ضعيف است بخصوص اگر اين بلورها همراه مخلوطي از مواد ديگر باشند قسمت اعظم نور ساطع شده را آن مواد جذب مي كنند .
يكي از مزيتهاي اين روش محدودة ساليابي آن است در حالي كه با روشهاي معمول كربن 14 مي توان تا 40 هزار سال را ساليابي كرد روش ساليابي ترمولومينسانس محدوة زماني تا 200 هزار سال را در بر مي گيرد و از ديگر مزيتهاي اين روش تعيين زمان دقيق پخت سفال است د حالي كه در ساليابي چوب يا زغال با روش كربن 14 يا قطع درخت ممكن است مدتها قبل از واقعه اي باشد كه باستان شناس قصد ساليابي آن را دارد يا ساخت شيء و استفاده از چوب در بنا ممكن است حتي سالها پس از قطع درخت واقع شده باشد از ديگر مزيتهاي اين روش مدت زمان نسبتا كوتاه لازم براي آزمايش ساليابي است كه در حدود يك ماه مي توان قدمت يك نمونه را مشخص كرد .از مشكلات اين روش تاثير عوامل مختلف مانند رطوبت يا غير همگن بودن محيطي كه نمونه در آن قرار گرفته بر نتايج ساليابي است .
اصول نظري
همه اجسام هنگامي كه تا درجه حرارتهاي معيني گرم شوند و به حد گداختگي مي رسند و از خود نوري ساطع مي كنند ولي در طبيعت موادي هستند كه در درجه حرارتهاي پايين تر از دماي گداختگي از خود نور ضعيفي ساطع مي كنند اين اجسام شامل بلور ها و اجسام نارسانا و برخي از نيمه هاديان هستنداين پديده را لومينسانس مي گويند و در فلزات مشاهده نشوده است امروزه معلوم شده است اجسامي با خاصيت لومينسانس قادرند انرژي را كه از محيط به آنها منتقل مي شود در خود ذخيره كنند و پس از مدتي با ساطع كردن نور انرژي ذخيره شده را آزاد كنند .ترمولومينسانس ,قابليت ساطع كردن نور بر اثر حرارت دادن نمونه در درجه حرارتها مشخص است نور ترمولومينسانس ساطع شده از سفال نشاندهندة آزاد شدن انرژي ذخيره شده در كانيها موجود در خاك است انرژي حاصل از پرتوهاي يونزاي موجود در خاك و پرتوهاي كيهاني از زمان تشكيل كانيها در آن ذخيره مي شوند اين انرژي مي تواند تا حدود 10 ميليون سال در جسم باقي بماند اما در صورت حرارت دادن جسم اين انرژي به يكباره آزاد مي شود .در هنگام پخت سفال در كوره همه اين انرژي آزاد مي شود و مي توان گفت كه ساعت ترمولومينسانس براي اجسام پخته شده درون كوره صفر قرار مي گيرد پس از سرد شدن سفال ,فراينده ذخيرة انرژي حاصل از پرتوهاي يونزا دوباره آغاز مي شود و ساعت ترمولومينانس شروع به كار مي كند .
نمونه هاي مناسب براي ساليابي و روش نمونه برداري
سفال ,آجر ,كاشي و رسوبات ,سنگهاي آتشفشاني ,سنگ چخماق ,سرباره هاي كوره هاي ذوب فلزات كه حاوي مقادير كافي بلورهاي كوارتز باشند و به طور كلي هر نوع خاك پخته شده در درون كوره كه بيش از 400 درجه حرارت ديده باشد براي ساليابي با روش ترمولومينسانس مناسب است .
هنگام در نظر كرفتن نمونه براي ساليابي بايد توجه داشت كه قدمت تعيين شده با اين روش براي اشياء پخته شده درون كوره ,سن كانيهاي موجود در خاك نيست ,بلكه زمان آخرين باري است كه شيء تا بيش از 400 درجه حرارت ديده است .
درباره نمونه هايي كه در محل حفاري جمع آوري مي شوند بايد به نكات زير توجه كرد
1- بهتر است ازهر لايه بين شش تا دوازده نمونه براي ساليابي در نظر گرفته شود
2- اگر چه در ساليابي ترمولومينسانس ميزان نمونة بسيار كمي مورد نياز است (در حد ميليگرم ) اين نمونه بايد از لايه هاي داخلي جدارة سفال برداشته شود هرچه قطعات سفال انتخاب شده بزرگتر باشد خطاي آزمايش كمتر است و امكان تكرار آزمايش در صورت لزوم نيز وجود دارد .تا حد امكان از سفالهايي كه در سطح زمين هستند ايد استفاده نشود چرا كه معلوم نيست اين سفالها چه مدت در معرض تغييرات جوي و باران و تابش نورخورشيد بوده اند و بهتر از نمونه هايي انتخاب شود كه در لايه هايي با حداقل سي سانتيمتر عمق از سطح زمين قرار داشته باشند
3- از حرارت ديدن نمونه ها بايد جلوگيري كرد و نمونه به هيچ وجه نبايد حتي تا دماي چوش آب حرارت داده شوند .و از ديدن نور و يا ماده شوينده جلوگيري شود و از از پراكندگي و ابعاد سنگها همراه و وضعيت نهرها و آبهاي جاري زيرزميني چشمه ها و رودهاي فصلي و به طور كلي چگونگي و عمق نفوذ آب در منطقه حفاري بايد اطلاع كافي در دست باشد .
4- براي ساليابي بناهاي تاريخي يا بقاياي معماري نمونه برداري بايد زير نظر كارشناس معماري و مسوول آزمايشگاه ساليابي انجام شود .و نمونه به وسيله مته هاي سربلند و در محل برداشته شود و اگر چه ديوارهاي بيروني بناهاي آجري براي نمونه برداري مناسب نيستند ولي اگر نمونه برداري از آنها اجتناب ناپذير باشد مي توان از رديفهاي دوم آجر نمونه برداري كرد .
ساليابي تشديد اسپين الكتروني
روش تشديد اسپين الكتروني يكي از روشهاي ساليابي با كاربردهاي وسيع است از دهة 1970 در پژوهشهاي زمين شناسي و باستان شناسي مورد استفاده قرار گرفته است و طيف وسيعي از موادي با منشاء بيولوژيكي مانند استخوان و دندان و صدف و مرجانها تا مواد معدني مانند سفال و رسوبات و سنگهاي كرة ماه و بلور گچ را در بر مي گيرد .روش تشديد اسپين الكتروني در حوزه هاي ديگر علمي مانند بررسي زمين لرزه ها و كنترل تاريخ مصرف غذايي و مطالعات فيزيك هسته اي و مطالعة تغييرات شيميايي در مواد الي نيز كاربرد دارد .
محدودة ساليابي اين روش از چند صد سال تا حدود 1 ميليون سال است ميزان نمونة مورد نياز بسته به نوع نمونه بين چند ميلي گرم تا چند گرم است ولي بالابودن هزينة دستگاههاي مورد نياز باعث شده است تا مراكز معدودي در دنيا از اين روش استفاده كنند (اسپين عبارتند از حركت چرخشي يك ذره مانند الكترون حول محور خود كه داراي يك جهت مشخص است )
موارد استفاده
از اين روش براي ساليابي سفال و آجر و استخوان و دندان و نمونه هاي زمين شناسي استفاده مي شود .يكي از مهمترين نونه هاي ساليابي شده با اين روش تعيين قدمت جمجمة انسان پوشيده از رسوب مي باشد كه در سال 1960 در غار پترا لونا petralona در يونان كشف شد .دربارة قدمت اين جمجمه بحثهاي بسياري وجود دارد لايه نگاري رسوبات غار قدمت جمجمه را حدود 700 هزار سال نشان مي دهد در حالي كه جوانترين لايه هاي غار 70 هزار ساله تخمين زده شدند .
ساليابي ابسيدين هيدراته شده (آبدار شده )
ابسيدين يكي از سنگهاي به نسبت كمياب در طبيعت است كه بر اثر فعاليتهاي آتشفشاني به وجود مي آيد .اين سنگ حاوي مقادير زياد سيليس است كه بر اثر حرارت زياد به صورت شيشه اي در مي آيد .انسانهاي نخستين از اين سنگ در ساخت ابزاري مانند كارد و تيغه واره و در ميكروليت استفاده مي كرده اند به احتمال زيبايي طبيعي اين سنگ مه در رنگهاي سبز تا سياه براق يافت مي شود عاملي براي استفاده از اين سنگ در ساخت وسايل زينتي بوده است .
معادن سنگ ابسيدين در نقاط محدودي از كرة زمين وجود دارد (يا تا كنون در مناطق محدودي كشف شده است ) معادن شناخته شدة ابسيدين در بخش غربي امريكاي شمالي و جنوبي و شرق افريقا و خاور نزديك (تركيه و ايران و منطقه مديترانه ) نيوزيلند ژاپن و بخشهايي از اروپاي مركزي قرار دارند يكي از مشخصه هاي ابسيدين يكسان بودن تقريبي تركيب شيميايي و خواص فيزيكي سنگهاي به دست آمده از يك معدن است كه آن را از سنگهاي به دست آمده از معادن ديگر متمايز مي كند .
پديدة هيدراته شدن با سرد شدن تودة مذاب سنگ ابسيدين آغاز مي شود با شكستن يا تراشيدن سطوح ابسيدين به منظور ساخت ابزار لايه هاي هيدراته شدة قديمي زدوده مي شوند و روند هيدراته شدن روي سطح تازة سنگ دوباره آغاز مي شود اين روند تا زماني كه سطح سنگ به طريقي برداشته نشود ادامه مي يابد با اندازه گيري ضخامت لايه هاي هيدراته شدة چند نمونه و مقايسه آنها با يكديگر مي توان توالي نسبي اشياء ساخته شده از ابسيدين را معلوم كرد پديدة هيدراته شدن ,جذب آب توسط سنگ از محيط اطراف است به گونه اي كه در لايه هاي هيدراته شده يك تركيب همگن مشاهده مي شود .
روشهاي ساليابي نسبي استخوان
در حالي كه در حفاريهاي قديمي تر استخوانها و ديگر بقاياي انساني و حيواني كمتر مورد توجه قرار مي گرفتند امروزه اين يافته ها به دقت ثبت و جمع آوري مي شوند زيست شناسان و انسان ديرينه شناسان و پاتولوژيستها روي اين يافته ها بررسي همه جانبه اي انجام داده اند و اطلاعات جامع و مفيدي مانند چگونگي نگهداري حيوانات اهلي و عادات غذايي و نژاد هاي انساني و نيز زمان مرگ و بيماريهاي موجود در جوامع ابتدايي ارائه كرده اند. اولين قدم در انجام دادن اين بررسيها تعيين قدمت يافته ها ست .ساليابي يافته هايي مانند استخوان امكان بررسي تقدم و تاخر يا همزماني گونه هاي مختلف انساني در يك محل مشخص و نيز بررسي روند مهاجرت اقوام انساني را فراهم مي كند .