Naukowcom z Uniwersytetu w Bernie po raz pierwszy udało się ustalić prehistoryczną osadę pierwszych rolników w północnej Grecji, której historia sięga ponad 7000 lat wstecz. W tym celu połączyli roczne pomiary słojów na drewnianych elementach budynków z nagłym wzrostem poziomu kosmogenicznego radiowęgla w roku 5259 p.n.e. Stanowi to wiarygodny chronologiczny punkt odniesienia dla wielu innych stanowisk archeologicznych w Europie Południowo-Wschodniej.
Znaleziska randkowe odgrywają kluczową rolę w archeologii. Zawsze istotne jest, aby dowiedzieć się, ile lat ma grobowiec, osada lub pojedynczy obiekt. Określenie wieku znalezisk z czasów prehistorycznych było możliwe dopiero od kilkudziesięciu lat. Wykorzystuje się do tego dwie metody: dendrochronologię, która umożliwia datowanie na podstawie sekwencji słojów rocznych drzew oraz datowanie radiowęglowe, które pozwala obliczyć przybliżony wiek znalezisk na podstawie tempa zaniku radioaktywnego izotopu węgla 14C zawartego w drzewie pierścienie.
Zespołowi kierowanemu przez Instytut Nauk Archeologicznych Uniwersytetu w Bernie udało się precyzyjnie datować drewno ze stanowiska archeologicznego Dispilio w północnej Grecji, gdzie wcześniej nie było możliwe datowanie roku, na różne działania budowlane w latach 5328–5140. PNE. Naukowcy wykorzystali wysokoenergetyczne cząstki z kosmosu, które można wiarygodnie datować na rok 5259 p.n.e. Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.
Chronologia słojów i metoda 14C mają swoje ograniczenia
Dendrochronologia wykorzystuje charakterystyczne wzory szerokich i wąskich rocznych słojów drewna, na które wpływają warunki klimatyczne. Dzięki temu obiekt drewniany można datować poprzez porównanie szerokości słojów rocznych z już istniejącymi chronologiami standardowymi lub regionalnymi. „W Europie Środkowej istnieje chronologia słojowa sięgająca prawie 12 500 lat wstecz – do roku 10 375 p.n.e. Ta chronologia dotyczy jednak tylko niektórych regionów. Dla regionu śródziemnomorskiego nie ma spójnej chronologii” – mówi. główny autor badania, Andrej Maczkowski z Instytutu Nauk Archeologicznych Uniwersytetu w Bernie.
Dlatego datowanie dendrochronologiczne tego regionu należy klasyfikować jako „pływające” przy użyciu datowania radiowęglowego. Dopóki drzewo żyje, w procesie fotosyntezy pochłania radioaktywny izotop 14C (radiowęgiel) zawarty w atmosferze ziemskiej. Kiedy umiera, nie absorbuje już 14C; izotop rozpada się z okresem półtrwania wynoszącym 5730 lat. Następnie można zastosować laboratoryjną metodę pomiaru, aby określić, ile 14C jest jeszcze zawarte w konkretnym słoju drzewa, a tym samym obliczyć przybliżony czas śmierci drzewa w znanym okresie półtrwania. „Jednak dokładność takich klasyfikacji w najlepszym przypadku mieści się w przedziale dziesięcioleci” – mówi Maczkowski. „Do niedawna uważano, że datowanie dendrochronologiczne do roku było możliwe tylko wtedy, gdy dostępna była ciągła regionalna chronologia słojów, co ma miejsce w przypadku okresów prehistorycznych zaledwie w trzech regionach świata: są to południowo-zachodnie Stany Zjednoczone, północna Podgórze alpejskie i Anglia/Irlandia” – wyjaśnia Albert Hafner, profesor archeologii prehistorycznej na Uniwersytecie w Bernie i główny autor badania.
Zmiana paradygmatu dzięki japońskiemu fizykowi
W 2012 roku pojawiło się rozwiązanie tego problemu: japoński fizyk Fusa Miyake odkrył, że masowy napływ promieni kosmicznych, prawdopodobnie w wyniku rozbłysków słonecznych, może spowodować wzrost zawartości 14C w atmosferze, który odkłada się w słojach drzew w poszczególnych latach. Te skoki można dokładnie datować na podstawie długich chronologii słojów drzew, a ponieważ mają one charakter globalny, stanowią ważne punkty kontrolne, zwłaszcza w regionach, w których nie ma spójnych rocznych chronologii słojów. „Miyake rozpoznał pierwsze tego rodzaju punkty kontrolne i w ten sposób spowodował zmianę paradygmatu w archeologii prehistorycznej” – mówi Albert Hafner. Obecnie aż do roku 12350 p.n.e. znanych jest kilkanaście takich wydarzeń w Miyake, a dwa ważne wydarzenia z lat 5259 i 7176 p.n.e. zostały odkryte dopiero w 2022 r. przez badaczy z ETH Zurich. W ciągu ostatnich kilku stuleci nie odnotowano żadnych wydarzeń o podobnej skali. Jeśli wydarzenie tej skali, jak w roku 5259 p.n.e., wydarzy się dzisiaj, będzie to prawdopodobnie miało katastrofalny wpływ na telekomunikację i elektronikę.
Wydarzenie Miyake umożliwia randkowanie Dyspilacja
Zespołowi badawczemu z projektu EXPLO kierowanemu przez Uniwersytet w Bernie (patrz ramka) udało się ustalić chronologię rocznych słojów obejmującą 303 lata i kończącą się w roku 5140 p.n.e., analizując 787 kawałków drewna ze stanowiska archeologicznego Dispilio nad jeziorem Orestida w północnej Grecji. Zidentyfikowane fazy osadnictwa ukazują różną działalność związaną z budową domów na przestrzeni 188 lat, między 5328 a 5140 rokiem p.n.e. To dokładne datowanie jest możliwe, ponieważ w tym okresie w roku 5259 p.n.e. miało miejsce znane wydarzenie Miyake.
Naukowcy z ETH Zurich byli w stanie wykryć gwałtowny wzrost zawartości radiowęgla w tym czasie poprzez datowanie radiowęglowe kilku indywidualnie zdefiniowanych rocznych słojów. Należało zatem odtworzyć ten szczyt, który jest odzwierciedlony globalnie w chronologii rocznych słojów modrzewia syberyjskiego, sosny amerykańskiej i dębu europejskiego, na chronologii rocznej słojów z Dispilio w Grecji i połączyć go z punktem kontrolnym 5259 p.n.e. . „Bałkany są zatem pierwszym regionem na świecie, który skorzystał na tej zmianie paradygmatu i mógł z powodzeniem ustalać datowanie bezwzględne niezależnie od spójnego kalendarza” – mówi Albert Hafner.
Andrej Maczkowski dodaje: „Oczekujemy, że inne chronologie dla regionu z tego okresu będą mogły być teraz w krótkich odstępach czasu powiązane z «chronologią Dispilio». To otwiera drogę do opracowania regionalnej dendrochronologii dla południowych Bałkanów. „Na Bałkanach znajdują się najstarsze osadnictwa nad jeziorami w Europie, których stanowiska datowane są tuż po 6000 roku p.n.e. Region odegrał kluczową rolę w rozwoju rolnictwa w Europie.