Archeologen hebben al lang een dateringsprobleem. De radiokoolstofanalyse die doorgaans wordt gebruikt om menselijke demografische veranderingen in het verleden te reconstrueren, is gebaseerd op een methode die gemakkelijk kan worden vertekend door radiokoolstofkalibratiecurven en meetonzekerheid. En er is nooit een statistische oplossing geweest die werkt - tot nu toe.

"Niemand heeft het probleem systematisch onderzocht, of laten zien hoe je er statistisch mee om kunt gaan, ", zegt archeoloog Michael Price van het Santa Fe Instituut, hoofdauteur op een paper in de Tijdschrift voor archeologische wetenschap over een nieuwe methode die hij ontwikkelde voor het samenvatten van sets van radiokoolstofdateringen. "Het is echt spannend hoe dit werk tot stand is gekomen. We hebben een fundamenteel probleem geïdentificeerd en opgelost."

In de afgelopen decennia, archeologen vertrouwen in toenemende mate op sets van radiokoolstofdateringen om de populatiegrootte uit het verleden te reconstrueren via een benadering die 'datums als gegevens' wordt genoemd. De kernveronderstelling is dat het aantal radiokoolstofmonsters uit een bepaalde periode evenredig is met de bevolkingsomvang van de regio op dat moment. Archeologen gebruiken traditioneel "opgetelde waarschijnlijkheidsdichtheden, " of SPD's, om deze sets van radiokoolstofdateringen samen te vatten. "Maar er zijn veel inherente problemen met SPD's, " zegt Julie Hoggarth, Baylor University archeoloog en een co-auteur van het papier.

Radiokoolstofdatering meet het verval van koolstof-14 in organisch materiaal. Maar de hoeveelheid koolstof-14 in de atmosfeer fluctueert door de tijd; het is geen constante basislijn. Dus maken onderzoekers radiokoolstofkalibratiecurven die de koolstof-14-waarden op datums in kaart brengen. Toch kan een enkele koolstof-14-waarde overeenkomen met verschillende datums - een probleem dat bekend staat als "equifinaliteit, " wat natuurlijk de SPD-curves kan vertekenen. "Dat was een groot probleem, " en een hindernis voor demografische analyses, zegt Hoggarth. "Hoe weet je dat de verandering waar je naar kijkt een werkelijke verandering in populatieomvang is, en het is geen verandering in de vorm van de kalibratiecurve?"

Toen ze het probleem enkele jaren geleden met Price besprak, hij vertelde haar dat hij geen fan was van SPD's, of. Ze vroeg wat archeologen in plaats daarvan moesten doen. Eigenlijk, hij zei, "We zullen, er is geen alternatief."

Dat besef leidde tot een jarenlange zoektocht. Price heeft een benadering ontwikkeld voor het schatten van prehistorische populaties die gebruikmaakt van Bayesiaans redeneren en een flexibel waarschijnlijkheidsmodel waarmee onderzoekers het probleem van equifinaliteit kunnen overwinnen. De aanpak stelt hen ook in staat om aanvullende archeologische informatie te combineren met radiokoolstofanalyses om een ​​nauwkeurigere schatting van de populatie te krijgen. Hij en zijn team pasten de benadering toe op bestaande radiokoolstofdateringen uit de Maya-stad Tikal, die uitgebreid voorafgaand archeologisch onderzoek heeft. "Het dient als een heel goede testcase, " zegt Hoggarth, een Maya-geleerde. Voor een lange tijd, archeologen debatteerden over twee demografische reconstructies:de bevolking van Tikal piekte in de vroege klassieke periode en bereikte toen een plateau, of het piekte in de late Klassieke periode. Toen het team het nieuwe Bayesiaanse algoritme toepaste, "het toonde een echt sterke bevolkingstoename in verband met de late Klassieker, " ze zegt, "dus dat was echt een geweldige bevestiging voor ons."

De auteurs produceerden een open-sourcepakket dat de nieuwe aanpak implementeert, en websitelinks en code zijn opgenomen in hun paper. "De reden waarom ik hier enthousiast over ben, "Prijs zegt, "is dat het wijst op een fout die ertoe doet, het repareren, en het leggen van de basis voor toekomstig werk."

Dit document is slechts de eerste stap. Volgende, door middel van "gegevensfusie, " het team zal oud DNA en andere gegevens toevoegen aan radiokoolstofdateringen voor nog betrouwbaardere demografische reconstructies. "Dat is het langetermijnplan, " Zegt Price. En het zou kunnen helpen bij het oplossen van een tweede probleem met de datums als gegevensbenadering:een "biasprobleem" als en wanneer radiokoolstofdatums scheef liggen in de richting van een bepaalde tijdsperiode, wat leidt tot onnauwkeurige analyses.

Maar dat is een onderwerp voor een ander artikel.