Daten is alles in de archeologie. Spannende ontdekkingen van oude begraafplaatsen of sieraden kunnen de krantenkoppen halen, maar voor wetenschappers is dit soort ontdekking alleen zinvol als we kunnen zien hoe oud de artefacten zijn.

Dus toen scheikundige Willard Libby in 1946 radiokoolstofdatering ontwikkelde, was dat een doorbraak voor de archeologie en kreeg hij een Nobelprijs voor zijn prestatie.

Tegenwoordig beschouwen mensen radiokoolstoftechnologie als vanzelfsprekend en veel mensen denken dat je radiokoolstof kunt gebruiken op menselijke resten. Wetenschappers zouden willen dat dat waar was, maar in werkelijkheid kan slechts 50% van de lijken met deze methode worden gedateerd, omdat in sommige skeletten niet genoeg organisch materiaal aanwezig is of het is besmet.

Veel opwindende vondsten zijn onnauwkeurig of helemaal niet gedateerd, wat betekent dat de aanwijzingen van de skeletten uit het verleden nog steeds achter slot en grendel zitten. Maar mijn team heeft misschien de sleutel gevonden:DNA-datering.

Hoe radiokoolstofdatering werkt

Om te begrijpen waarom we DNA-datering nodig hebben, moet u weten wat koolstofdatering is. Het stelt ons in staat om organisch materiaal (dat is jonger dan 50.000 jaar) te dateren op basis van de chemische reacties die het lichaam na de dood uitwisselt met de omgeving.

Koolstof is te vinden in alle levende wezens en is de ruggengraat van alle moleculen. We absorberen het wanneer we voedsel eten en ademen het uit in de atmosfeer. Radiokoolstofdatering vergelijkt de drie verschillende isotopen (een soort atoom) van koolstof.

De meest voorkomende, koolstof-12, blijft stabiel in de atmosfeer. Het is een goede maatstaf om de leeftijd van skeletten te meten als een van de andere isotopen, koolstof-14 is radioactief en vervalt na verloop van tijd.

Omdat dieren en planten stoppen met het opnemen van koolstof-14 wanneer ze vervallen, onthult de radioactiviteit van het koolstof-14 dat achterblijft hun leeftijd. Maar er is een addertje onder het gras. Lage hoeveelheden organisch materiaal, het dieet van de dode persoon of het dier en besmetting met moderne monsters kunnen de berekening vertekenen.

Variatie in datering tussen laboratoria alleen al kan oplopen tot 1000 jaar. Het is alsof je met koningin Elizabeth II uitgaat in de tijd van Willem de Veroveraar.

Het alternatief voor koolstofdatering is het gebruik van archeologische artefacten die naast menselijke resten zijn gevonden. Dit werkt als we een skelet vinden met een munt die bijvoorbeeld door Julius Caesar is geslagen. Maar dat gebeurt zelden.

De vroegste menselijke resten in Afghanistan werden gevonden in de Darra-i-Kur-grot in Badakhshan. Zo werd aanvankelijk aangenomen dat de Darra-i-Kur-grot in Afghanistan uit het Paleolitische tijdperk stamt (30.000 jaar vóór het heden), op basis van koolstofdatering van houtskool en bodemmonsters. Maar een latere studie mat schedelfragmenten die in de grot werden gevonden tegen moderne menselijke schedels en realiseerde zich dat het dichter bij de moderne menselijke vorm was dan de Neanderthaler. Het schedelfragment was radioactief gedateerd in het Neolithicum, zo'n 25.000 jaar later. De fout was te wijten aan onvoldoende koolstofmonsters. Het was de eerste oude mens uit Afghanistan waarvan de DNA-sequentie werd bepaald.

Een nieuwe datingtool

Wetenschappers kennen al DNA-mutaties die kunnen aantonen waar iemand vandaan kwam. Mijn team creëerde een "GPS"-tool voor genomen die ons hielp om het oude Ashkenaz te identificeren als de geboorteplaats van Ashkenazische joden en de Jiddische taal. Er zijn ook DNA-mutaties die ons helpen te vertellen hoe lang geleden iemand leefde.

Een voorbeeld is de LCT-genmutatie waardoor onze voorouders lactose konden verwerken. Het is snel toegenomen sinds het voor het eerst werd ontwikkeld in het Neolithicum (10.000-8.000 voor Christus). Dus we kunnen oude genomen dateren zonder de LCT-genmutatie tot vóór het Neolithicum.

Mijn team ontwikkelde de temporale populatiestructuur (TPS)-algoritmetool en gebruikte deze tot op heden 5000 oude en moderne genomen. Er zijn tienduizenden mutaties die in de loop van de tijd zijn toegenomen of afgenomen. TPS identificeert deze mutaties en de periode waarmee ze zijn geassocieerd en classificeert ze in acht brede perioden.

Elke oude persoon wordt vertegenwoordigd door de handtekeningen van deze perioden. TPS gebruikt een soort kunstmatige intelligentie die bekend staat als gesuperviseerde machine learning om die handtekeningen te matchen met de leeftijden van skeletten.

Een manier om een ​​dateringsmethode te testen, is door het leeftijdsverschil van skeletten die aan elkaar verwant zijn te vergelijken. Dit kan goed werken als de skeletten compleet genoeg zijn om hun leeftijd te schatten. Je zou bijvoorbeeld verwachten dat de skeletten van vader en zoon gedateerd zouden worden op een periode van ongeveer 17 tot 35 jaar uit elkaar.

In een blinde test dateerde de TPS de skeletten van naaste familieleden binnen een redelijke tijdspanne van 17 jaar, vergeleken met 68 jaar in een niet-blinde test voor andere dateringsmethoden. (Een blinde test is wanneer informatie die de onderzoekers kan beïnvloeden, wordt achtergehouden totdat het experiment is voltooid.)

Een van de meest controversiële sites voor oude datering is de begraafplaats Brandýsek in Tsjechië. De graven van Brandýsek die dateren uit de klokbekerperiode werden tussen 1955 en 1956 onderzocht.

Archeologen hebben graven blootgelegd, waarvan de helft door mijnbouw is verwoest. Ze vonden 23 mensen uit 22 graven naast artefacten zoals aardewerk, een hanger van been en pijlpunten van vuursteen.

Op basis van zowel radiokoolstof als archeologische context, werd de site gedateerd in de Bell Beaker-periode (4.800-3.800 jaar geleden). In dezelfde studie werd een van de skeletten echter gedateerd op ongeveer 5.500 jaar geleden.

Gezien het feit dat slechts twee lijken met radioactieve koolstof konden worden gedateerd, was het moeilijk te zeggen of de datering verkeerd was of dat dit een site was die al duizenden jaren van ritueel belang was. Onze DNA-studie van 12 skeletten van de site bevestigde dat het twijfelachtige skelet ongeveer 1000 jaar ouder was dan de andere.

Onze resultaten bevestigen dat deze site een begraafplaats is sinds de Neolithische periode. Dit verklaart ook waarom de site architecturale kenmerken heeft die gewoonlijk niet geassocieerd worden met Bell Beaker-graven, zoals stenen graven.

Hoewel TPS goed presteerde, is het geen vervanging voor koolstofdatering. De nauwkeurigheid ervan hangt af van een dataset van oud DNA. TPS kan data vastleggen voor mens en boerderijdieren, waarvoor uitgebreide oude gegevens beschikbaar zijn. Maar degenen die naar het verleden willen reizen om een ​​oude olifant of een aap te ontmoeten, staan ​​er alleen voor. + Verder verkennen

Onderzoekers ontwikkelen de eerste op AI gebaseerde methode om archeologische overblijfselen te dateren

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.